不同结构型纤维对混凝土弯曲性能的混杂效应

为研究混杂使用结构型聚丙烯纤维及结构型钢纤维对混凝土弯曲性能的影响,通过纤维混凝土的三点弯曲试验,分析了结构型纤维对混凝土等效抗弯强度和能量吸收值的影响,并采用混杂效应系数τ定量分析结构型纤维对纤维混凝土弯曲韧性的混杂效应。结果表明：在单掺和混掺结构型纤维混凝土试件中,随着结构型聚丙烯纤维掺量从4 kg/m³增加到8 kg/m³,混凝土的等效抗弯强度和能量吸收值逐渐增大。当结构型钢纤维掺量为30 kg/m³时,加入结构型聚丙烯纤维对混凝土的弯曲韧性会产生正混杂效应,且在结构型聚丙烯纤维掺量为6 kg/m³时,存在最优的正混杂效应,可为实际工程中混杂使用结构型纤维提供一定的参照。     

聚丙烯纤维混凝土的收缩抗裂性能

为研究聚丙烯纤维对混凝土收缩抗裂性能的影响,本文对未掺及单掺粉煤灰和双掺粉煤灰和聚丙烯纤维的混凝土试件进行了约束收缩试验。结果表明:与单掺粉煤灰相比,聚丙烯纤维的掺入使得混凝土在开裂时不会产生较大裂缝,纤维能够承担一部分拉应力,其应变曲线缓慢下降;最大和平均裂缝宽度大幅降低,裂缝总面积降至单掺粉煤灰时的2.4%。     

粉煤灰与聚丙烯纤维对混凝土抗裂性能的影响

本文通过对4种不同配比混凝土试件进行圆环试验,研究粉煤灰和聚丙烯纤维对混凝土收缩和抗裂性能的影响。结果表明,粉煤灰的掺入可延缓混凝土收缩裂缝的形成,但后期一旦形成较大裂缝,则发展较快;聚丙烯纤维在混凝土开裂时能够承担一部分拉应力,使内钢环应变曲线呈缓慢下降趋势;掺加纤维后,混凝土的各项抗裂指标显著提高,最大和平均裂缝宽度、裂缝总面积等均大幅降低,裂缝控制率达97.6%。     

混杂纤维对C60HPC高温后劈拉强度及超声声速的影响

为了改善高强高性能混凝土的脆性及高温性能,将钢纤维与聚丙烯纤维混杂掺入C60HPC,研究其对混凝土劈拉强度以及超声声速的影响。设计了素混凝土、混掺钢纤维(体积掺量1.0%)和聚丙烯纤维(体积掺量0、0.1%、0.2%)组合的4种C60HPC,制作标准立方体试件由行高温(20～700℃)试验,测试混凝土试件的劈拉强度及超声波速,分析其随受火温度的变化规律。结果表明:C60HPC试件的劈拉强度及超声声速均随受火温度的升高基本均呈线性降低趋势;相同受火温度作用后,掺钢纤维的HPC较素混凝土劈拉强度及超声波速均有明显提高,混掺钢纤维和聚丙烯纤维混凝土较素混凝土的劈拉强度及超声波速有进一步提高,混掺纤维有利于改善高强高性能混凝土的脆性及高温性能,最优混掺组合为1.0%钢纤维和0.2%聚丙烯纤维。     

聚丙烯纤维细石混凝土加固冻害混凝土的研究

通过冻融循环试验,研究了聚丙烯纤维细石混凝土与冻害混凝土的黏结性能,以及聚丙烯纤维细石混凝土加固冻害混凝土后整体试件的抗冻性能,分析了聚丙烯纤维对细石混凝土和冻害混凝土黏结强度的影响规律,以及聚丙烯纤维加固冻害混凝土后整体试件的抗压强度和劈拉强度随冻融循环次数的变化规律.结果表明,聚丙烯纤维能够提高细石混凝土和冻害混凝土的黏结强度及黏结面的抗冻融能力,并使整体试件的抗压强度和劈拉强度得到较好恢复,抗冻融能力得以提高.     

纤维混杂比例对高强混凝土动态劈拉强度影响的试验研究

为了研究钢-聚丙烯混杂纤维对高强混凝土动态劈拉强度的影响并确定两者较优的混杂比例,采用覫120mm的SHPB压杆装置对两种纤维以不同体积比掺杂的高强混凝土试件进行了动态劈拉试验,得到了较高力加载率下各组试件的动态劈拉强度。通过对比各组试件的计算结果,讨论了两种纤维掺量对试件动态劈拉强度的影响,在本次试验掺量范围内,两者在钢纤维掺量2.5%、聚丙烯纤维掺量0.22%时获得较好的混杂效果。     

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土与既有混凝土的黏结劈拉性能试验研究

为研究不同掺量的混杂纤维及界面剂对新老混凝土黏结性能的影响,对12组混杂纤维混凝土（聚丙烯纤维体积掺量为0.11%,多锚点钢纤维体积掺量分别为0.8%和1.2%）与既有混凝土的立方体黏结试件（150 mm×150 mm×150 mm）进行劈拉性能试验,并对黏结界面取样进行SEM扫描,分析不同纤维掺量及界面剂对新老混凝土的界面黏结强度和破坏形式等的影响以及混杂纤维在黏结面的作用机理。试验结果表明：单纤维及钢-聚丙烯混杂纤维的掺入均能提高试件的黏结劈拉强度,其中钢纤维体积掺量1.2%的混杂纤维混凝土试件提高幅度最大,相较于普通混凝土提高幅度最大为26%;涂抹环氧界面剂试件的黏结劈拉强度均大于无界面剂试件,涂抹环氧界面剂能有效提高混凝土试件的黏结劈拉性能;混杂纤维掺入后能有效改善黏结界面区的孔隙结构,提高界面黏结性能。     

掺有纤维的高强混凝土劈拉性能试验研究

通过63个100mm×100mm×100mm和63个150mm×150mm×150mm高强混凝土和钢纤维、聚丙烯纤维高强混凝土试件的劈拉试验,探讨了纤维体积率(纤维掺量)及纤维类型对高强混凝土劈拉强度和变形性能的影响,提出了不同类型的钢纤维对高强混凝土劈拉强度的增强系数和劈拉强度的计算公式。     

掺铅锌尾矿砂混凝土动态劈拉性能试验研究

利用Ф100 mm分离式霍普金森压杆(SHPB),通过改变冲击气压实现了不同应变率条件加载,得到了掺铅锌尾矿砂混凝土的动态劈拉强度、动态增强因子(DIF)、应力-应变曲线和破坏形态,研究了不同铅锌尾矿砂掺量下,混凝土动态劈拉性能与应变率的关系。结果表明:试件的动态劈拉强度和DIF值均随着应变率的增大而增大,表现出明显的应变率相关性,但二者的增大速率呈现出差异性;随着应变率的增大,不同铅锌尾矿砂掺量混凝土试件与压杆接触处的破坏状况变差,试件的完整性变差,且试件沿加载方向的裂缝宽度逐渐变大,并在劈裂面处形成贯通裂缝。     

混凝土楔入劈拉试件预制裂缝类型对断裂能的影响

对4种不同预制裂缝切口形式的普通混凝土试件和碾压混凝土试件进行楔入劈拉试验,得到了各种工况下不同切口形式试件的断裂能.分析了预制裂缝切口形式对楔入劈拉试件断裂能的影响.试验结果表明:锯开形成切口的试件断裂能最大,切口形式为V型的试件次之,预埋钢片的试件再次之,而缝端有一定宽度的试件断裂能最小.预制裂缝切口形式对普通混凝...     

钢聚丙烯混杂纤维自密实轻骨料混凝土性能

采用钢纤维和聚丙烯纤维对自密实轻骨料混凝土进行改性,完成了 1组无纤维自密实轻骨料混凝土及4组钢-聚丙烯混杂纤维自密实轻骨料混凝土的工作性能、力学性能及微观结构的试验研究,从宏观与微观2个尺度系统分析了钢-聚丙烯混杂纤维的增强增韧机理.结果表明:5组自密实轻骨料混凝土均具有良好的流动性、黏聚性和间隙通过性,可满足自密实混凝土工作性要求;钢纤维与聚丙烯纤维可在不同结构层次和受荷阶段发挥阻裂作用,产生正协同效应,显著提高自密实轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度;骨料-基体界面区的密实度随养护龄期延长而明显提高,而纤维与基体间存在微细孔隙,界面区结构较为松散.     

玄武岩纤维增强聚合物筋钢纤维高强混凝土梁受弯试验及裂缝宽度计算方法研究

纤维增强聚合物(FRP)筋混凝土梁受弯挠度过大、裂缝过宽等缺陷严重影响其正常使用性能，为此，将具有优良抗裂与阻裂性能的钢纤维混凝土用于FRP筋混凝土梁，可以有效限制其挠度与裂缝的发展。通过12根玄武岩纤维增强聚合物(BFRP)筋/钢筋钢纤维高强混凝土梁的受弯性能试验，研究了钢纤维体积率、受拉区钢纤维高强混凝土层厚度、BFRP筋配筋率对BFRP筋钢纤维高强混凝土梁裂缝分布与宽度的影响。结果表明，钢纤维的加入能够有效抑制BFRP筋高强混凝土梁的裂缝开展，减小裂缝间距、宽度和裂缝宽度差异性，当荷载为100 kN时，钢纤维体积率为0.5%~2.0%的钢纤维高强混凝土梁的裂缝宽度减小了25.22%~54.78%，裂缝宽度标准差减小了10.00%~68.18%；当受拉区钢纤维混凝土层厚度达到梁截面高度的57%时，其阻裂与限裂效果与全截面掺加钢纤维的效果接近，表明在受拉区中掺加钢纤维以限制BFRP筋混凝土梁裂缝的发展是经济可行的。基于试验和相关文献研究结果，提出了考虑钢纤维影响的BFRP筋钢纤维高强混凝土梁最大裂缝宽度的建议计算方法，该建议方法的计算值与试验值吻合良好。     

武汉长江隧道抗裂混凝土的研究

采用<混凝土结构耐久性设计与施工指南>CCES01-2004提供的平板开裂试验方法,研究了分别掺加凯泰改性聚丙烯纤维、有机仿钢丝纤维、钢纤维的混凝土的塑性收缩开裂性能.分析了不同纤维品种、掺量对混凝土开裂性的影响.研究结果表明,聚丙烯纤维对于有效抑制裂缝的产生和扩展,提高混凝土抵抗塑性收缩的能力效果最为明显,其次是钢纤维和有机仿钢丝纤维.     

钢纤维对混凝土裂纹的抑制及其对抗渗性能的影响

按照高强度 (HSC)与普通强度 (NSC)两个系列分别配制了素混凝土与钢纤维混凝土。通过劈裂试验测试了混凝土的抗裂纹扩展能力与卸载后的裂纹闭合能力 ,获得了具有不同扩展宽度的裂纹 ;然后通过对带裂纹试件的水渗透性试验 ,确定了裂纹宽度COD (CrackOpeningDisplacement)对混凝土渗透系数Kf 的影响关系 ;通过研究劈裂试验中获得的纤维对卸载后裂纹闭合能力的提高关系 ,可以推知纤维对渗透系数的影响。试验发现 ,由于HSC对纤维的握裹力高等原因 ,卸载后钢纤维HSC的裂纹闭合能力高于钢纤维NSC ,因此 ,钢纤维HSC的水渗透性低于钢纤维NSC。     

荷载损伤后纤维轻骨料混凝土氯离子侵蚀研究

为研究荷载损伤对纤维轻骨料混凝土抵抗氯离子侵蚀性能的影响,设计了掺加聚丙烯纤维、钢 聚丙烯纤维、钢纤维3种轻骨料混凝土,开展了抗拉和抗压试验。分别在40%,60%,80%极限荷载3种拉、压应力水平下持续加载60 s,并测量加载后的残余应变。卸载后将试件切割成直径100 mm、厚50 mm的圆柱体,通过NEL法测定氯离子扩散系数。研究结果表明:混凝土残余应变随着拉、压荷载等级的增大而增大,纤维对轻骨料混凝土极限强度和变形能力提高显著;未施加荷载时,随着纤维的增加,单掺聚丙烯纤维组氯离子扩散系数变小,混掺纤维组基本保持不变,钢纤维组显著增加;施加荷载后,纤维的增加没有显著改善轻骨料混凝土抗氯离子侵蚀能力;残余应变与氯离子扩散系数间存在正相关特性,残余应变越大,氯离子扩散系数越大。     

低掺量聚丙烯纤维混凝土塑性收缩性能试验及其工程应用

通过聚丙烯纤维混凝土早期塑性收缩性能试验,阐述了不同掺量(体积比为0%,0.05%,0.10%和0.15%)、不同长度(3 mm,5 mm,8 mm和15 mm)的聚丙烯纤维对混凝土早期塑性收缩性能的影响。试验结果表明,低掺量的聚丙烯纤维掺入混凝土后,可控制混凝土早期塑性收缩裂缝的产生、扩展,并能降低裂缝宽度和长度。并对实际工程采用聚丙烯纤维控制混凝土塑性收缩裂缝进行了观测,结果表明,低掺量的聚丙烯纤维可以有效地控制混凝土塑性收缩裂缝。     

钢纤维混凝土剪力墙裂缝的试验研究

通过5片钢纤维混凝土剪力墙和1片钢筋混凝土剪力墙在低周反复荷载作用下的试验,研究了剪力墙的裂缝发展形态,探讨了剪力墙中钢纤维的限裂作用,分析了钢纤维体积率和钢纤维混凝土强度对裂缝宽度的影响.结果表明,在剪力墙中加入钢纤维,能够有效的约束裂缝的出现,限制裂缝的发展,使同条件下的裂缝宽度明显降低.     

型钢-钢纤维混凝土组合结构的黏结破坏及传力机理研究

为了解决型钢混凝土组合结构的施工难题,利用离散的钢纤维代替传统钢筋笼,提出了型钢-钢纤维混凝土组合结构。以截面类型、钢纤维掺量、界面锚固长度和钢纤维混凝土保护层厚度为设计参数,进行了36个型钢-钢纤维混凝土试件的标准推出试验,研究了试件的受力性能,对破坏形态进行了统计归类,完成了损伤破坏全过程分析。试验结果表明：自由端与加载端的荷载-滑移关系并不同步,自由端先于加载端达到屈服;黏结劈裂裂缝首先出现在保护层厚度最小的钢纤维混凝土表面,然后由外向内发展,而黏结裂缝以型钢翼缘肢尖处为起点,沿45°斜向由内向外发展,直至达到钢纤维混凝土外表面;试件的破坏形态可分为黏结劈裂破坏、黏结锚固破坏、过渡破坏和型钢屈服破坏4种类型;型钢与钢纤维混凝土之间的黏结作用主要依靠化学胶结力、摩擦力和机械咬合力,推出试验的黏结滑移全过程可精细化地分为5个阶段和5个极限状态。     

The effects of hydraulic pressure and crack width on water permeability of penetration crack-induced concrete

Cracks in concrete generally interconnect flow paths and increase the permeability of concrete. The increase of permeability due to gradual crack growth allows more water or aggressive chemical ions to penetrate the concrete and facilitate deterioration. This research aims to study water permeability and how it is affected by hydraulic pressure and crack widths in cracked concrete.Tests were carried out as a function of hydraulic pressure and crack width, using the splitting and reuniting method to manufacture concrete specimens with controlled crack widths. Crack widths were examined using a microscope. The results showed a considerable increase in water transport as crack width and hydraulic pressure increased. But when the crack width was smaller than 50 μm, it had little effect on concrete permeability. Due to autogenous healing, the water flow through such cracks was gradually reduced over time. However, when the crack width was between 50 and 100 μm and hydraulic pressure was greater than 0.025 MPa, concrete permeability increased rapidly.