剑麻纤维对再生骨料混凝土断裂性能的影响

为改善再生骨料混凝土（RAC）的断裂性能,在RAC中掺入剑麻纤维,并基于三点弯曲梁试验,研究了再生粗骨料（RCA）和剑麻纤维对RAC断裂性能的影响.结果表明：与普通混凝土相比,100% RCA取代率且未掺剑麻纤维时,混凝土的起裂韧度、失稳韧度和断裂能分别降低20.36%、17.36%和20.66%;当剑麻纤维长度为10 mm、体积分数为0.2%时,其对RAC的起裂韧度改善效果最佳,且较未掺剑麻纤维RAC的起裂韧度提高37.81%;就失稳韧度和断裂能而言,剑麻纤维的最佳体积分数为0.3%;剑麻纤维的掺入可有效提升RAC的断裂性能.     

钢-聚丙烯混杂纤维再生混凝土断裂性能研究

通过三点弯曲断裂试验,研究了单掺钢纤维、聚丙烯纤维以及钢-聚丙烯纤维混杂对再生混凝土(RAC)抗断裂性能的影响。结果表明:未掺纤维的素RAC试件脆性较大,断裂能值低;掺入纤维的RAC试件断面上可以看到钢纤维被拔出和聚丙烯纤维被拉断的痕迹,混杂纤维RAC在预制裂缝的尖端附近出现了数条微裂缝。与单掺钢纤维或聚丙烯的RAC试件相比,钢-聚丙烯混杂纤维RAC试件荷载-变形曲线下降段更为平缓,有些试件表现出明显的"二次硬化"现象。钢纤维和聚丙烯纤维的掺入对于基体RAC的抗断裂性能均有明显的改善,且钢纤维的改善效果优于聚丙烯纤维。当钢纤维体积掺量为1.5%及聚丙烯掺量为0.9%时,混杂纤维RAC试件的峰值荷载、断裂韧度及断裂能均达最大值,对RAC断裂性能的改善效果最理想。     

钢-聚丙烯混杂纤维高强混凝土断裂性能的混杂效应

通过钢-聚丙烯混杂纤维高强混凝土试件的楔劈拉伸断裂试验,研究了混杂纤维高强混凝土断裂参数的纤维混杂效应.结果表明,钢纤维在混杂纤维高强混凝土断裂性能的改善方面起着主导作用,聚丙烯纤维对高强混凝土断裂性能的改善具有局限性;混杂纤维高强混凝土的断裂韧度及断裂能,在钢纤维体积率为1.5%时,钢纤维与聚丙烯纤维表现出较好的协同混杂效应,尤以断裂能更为显著,而当聚丙烯纤维掺量为0.9 kg/m3时,仅在钢纤维掺量较小时方具有正混杂效应.同时,不同类型的钢纤维与聚丙烯纤维对高强混凝土各断裂参数的混杂效应具有不同的影响.     

混杂纤维高强混凝土断裂性能试验研究

采用楔劈拉伸试验方法,对14组共42个混杂纤维(钢纤维-聚丙烯纤维)高强混凝土试件进行楔劈拉伸试验,研究混杂纤维高强混凝土的断裂性能。研究结果表明:在钢纤维体积率为1.5%、聚丙烯纤维掺量为0.6kg/m3时,混杂纤维高强混凝土表现出较好的断裂韧性,但随着聚丙烯纤维掺量的增大,其增韧效果变化不大;当聚丙烯纤维掺量为0.9kg/m3时,混杂纤维高强混凝土断裂韧度、断裂能、裂缝嘴张开位移及其增益比均随钢纤维体积率的增加表现出良好的增加趋势;钢纤维在高强混凝土断裂性能的改善方面起着主导作用,随着钢纤维体积率的增加,聚丙烯纤维的增韧作用逐渐减弱;钢纤维类型对混杂纤维高强混凝土的断裂性能具有不同程度的影响。     

采用碳纳米管提高纤维砂浆的起裂断裂韧度

将0.1%(质量分数)碳纳米管掺加到微钢纤维-PVA纤维增强水泥砂浆中,以提高其起裂断裂韧度.结果显示:与空白试件相比,在28d龄期时,掺加0.1%碳纳米管的微钢纤维-PVA纤维增强水泥砂浆弹性模量和起裂断裂韧度分别提升了9.05%和21.44%;碳纳米管主要通过桥连作用、网格填充作用增强微钢纤维-PVA纤维增强水泥砂浆的起裂断裂韧度.     

混杂钢纤维二级配混凝土断裂性能试验研究

通过混杂钢纤维二级配混凝土的三点切口梁断裂试验,研究不同钢纤维体积掺量(0.5%,0.8%,1.0%,1.2%)、不同钢纤维长度(30mm,60mm)混杂使用以及水灰比对钢纤维二级配混凝土的P-CMOD曲线、起裂韧度、失稳韧度和断裂能的影响,并基于损伤力学理论,建立混杂钢纤维混凝土断裂损伤弯拉应力-应变关系。结果表明：掺入钢纤维的二级配混凝土相比于基体混凝土延性更好;不同长度钢纤维混杂使用对二级配混凝土的断裂韧度和断裂能有不同影响,试验范围内,钢纤维二级配混凝土断裂韧度提升最佳的优化组合为钢纤维掺量1.2%、长纤维占比50%、水灰比0.58;断裂能提升最佳的优化组合为钢纤维掺量1.2%、长纤维占比65%、水灰比0.33;文中建立的混杂钢纤维二级配混凝土弯拉应力-应变模型与试验结果吻合较好。     

钢-PVA混杂纤维高韧性混凝土力学与碳化性能试验研究

研究了不同体积掺量的钢纤维和PVA纤维对不同碳化龄期下钢-PVA混杂纤维高韧性混凝土的抗碳化性能以及碳化后力学性能的影响,考虑了水泥、粉煤灰、碳化等多因素效应和纤维体积分数对混凝土碳化深度的影响,并提出了钢-PVA混杂纤维高韧性混凝土碳化深度预测模型。结果表明:纤维的掺入提高了混凝土强度及抗碳化性能,且1.0%钢纤维与0.10%PVA纤维的混掺效果最好;提出的碳化预测模型精度较高,可为混凝土碳化深度的预测提供参考。     

混杂掺入钢/聚丙烯纤维再生混凝土力学性能及抗冲击性能试验研究

为研究混杂掺入钢纤维和聚丙烯纤维对再生混凝土(RAC)力学性能及抗冲击性能的影响,设计制作了素RAC及不同纤维掺量的钢纤维RAC和钢/聚丙烯混杂纤维RAC试件,并对其进行了立方体抗压、劈裂抗拉、抗折强度和抗冲击性能试验研究。试验结果表明:与素RAC相比,掺入钢纤维显著提高了RAC的抗压性能,但混合掺入聚丙烯纤维后其抗压强度有所降低;单掺钢纤维或混杂掺入钢/聚丙烯纤维均提高RAC的劈裂抗拉、抗折和抗冲击性能;与单掺钢纤维相比,混合掺入钢/聚丙烯纤维对RAC的抗拉、抗折和抗冲击性能的改善效果更明显。     

钢-PVA混杂纤维高性能混凝土隧道衬砌管片抗弯性能试验

为研究钢纤维、聚乙烯醇(PVA)纤维、矿粉3种因素对混杂纤维高性能混凝土隧道衬砌管片受力性能的影响,针对不同体积分数的钢纤维(0.5%,1.0%,1.5%)、PVA纤维(0.1%,0.2%,0.3%)和不同掺量的矿粉(10%,20%,30%)设计了L₉(3³)的正交试验,并制作1块钢筋混凝土(RC)衬砌管片和9块钢-PVA混杂纤维高性能混凝土衬砌管片进行抗弯性能试验。研究结果表明：与RC衬砌管片相比,钢-PVA混杂纤维能显著提升衬砌管片开裂弯矩、裂缝宽度0.2 mm对应的弯矩、屈服弯矩、极限弯矩和控制裂缝开展的能力,其中钢纤维对管片极限弯矩提升最为显著,最大提升幅度达64.0%,其次是矿粉和PVA纤维;3种因素的最佳掺量组合为：1.5%钢纤维,0.3%PVA纤维和20%矿粉。对钢-PVA混杂纤维混凝土的选用原则和在衬砌管片的应用提供理论及试验依据。     

二级配骨料钢纤维混凝土断裂性能研究

基于水利工程中对大粒径混凝土防抗裂增韧的要求,进行了二级配骨料钢纤维混凝土断裂性能试验。分析了钢纤维体积率(钢纤维掺量)对钢纤维混凝土断裂韧度和断裂能的影响。结果表明:钢纤维的掺入明显提高了二级配混凝土的断裂性能,对其有较大的增韧效果。在此基础上,提出了钢纤维混凝土断裂韧度和断裂能的计算公式,并回归分析了钢纤维混凝土断裂韧度和断裂能与劈拉强度的关系式。     

生态钢纤维混凝土弯曲韧性和断裂性能

为掌握生态钢纤维混凝土的弯曲韧性和断裂性能,分别对掺率(体积分数)为1.0%,1.7%,2.4%的2种异形生态钢纤维混凝土和掺率为0.7%,1.3%的原生高强钢纤维增强混凝土进行了无切口梁四点弯曲韧性试验和切口梁三点弯曲断裂试验。研究结果表明:生态钢纤维掺率为1.0%时,无切口梁四点弯曲荷载 挠度曲线和切口梁三点弯曲荷载 挠度及荷载 切口张开位移曲线在达到峰值后都出现局部陡降,试件残余强度较小,断裂韧度值较低,纤维对改善混凝土弯曲韧性和断裂性能的作用较小;当生态钢纤维掺率为1.7%时,混凝土弯曲韧性和断裂性能均得到显著提高,混凝土在变形达到15δ_ult,p（δ_ult,p为素混凝土峰值荷载对应的挠度）或70D_ult,p（D_ult,p为素混凝土峰值荷载对应的切口张开位移）水平时,依然具有较高的持荷能力和较好的韧性,波浪型生态钢纤维混凝土断裂能和断裂韧度是素混凝土的27.59倍和8.35倍;生态钢纤维掺率为2.4%时,混凝土弯曲韧性指标、断裂能和断裂韧度进一步增加;掺率为1.7%的生态钢纤维混凝土增韧和抗断裂效果与掺率为0.7%的原生高强钢纤维混凝土相当。     

钢纤维大粒径混凝土断裂性能研究

针对水利工程对大粒径混凝土增韧限裂的要求，进行了二级配骨料钢纤维混凝土的断裂性能试验，得出了在不同钢纤维体积率下的断裂韧度和断裂能，并通过方差分析了钢纤维长度、骨料粒径和试件尺寸等对钢纤维混凝土断裂韧度的影响。结果表明：钢纤维的掺入明显提高了二级配混凝土的断裂性能，对其有良好的增韧效果。     

混杂粗纤维增强混凝土力学特性试验研究

选用低弹粗合成纤维、高弹钢纤维,以总体积掺率为1．5％的二元混杂纤维增强混凝土,系统研究了其弯曲韧性、抗弯冲击及断裂性能;用数理统计方法对抗弯冲击强度进行了分析;基于美国ASTM及日本JSCE方法,提出了适合评价粗纤维混凝土弯曲韧性的新方法。试验结果充分体现了粗合成纤维与钢纤维良好的协同效应;纤维混杂比例影响混杂纤维混凝土的性能,当粗合成纤维与钢纤维以体积掺率分别为1．0％、0．5％混杂时,纤维混凝土的各项力学性能达到优化,相对剩余强度、冲击延性指标、断裂韧度约分别达到79．6%、7．4、1．2。     

增强砂浆混凝土的弯曲性能

对钢纤维和聚丙烯纤维混杂的砂浆混凝土的弯曲性能进行了分析,探讨这种钢纤维和聚丙烯纤维混杂增强复合材料是否有较高的初裂强度和较高的韧性,试验结果表明,混杂纤维增强砂浆混凝土的弯曲性能比单一纤维增强砂浆混凝土的弯曲性能明显地得到改善,这种混杂纤维增强砂浆混凝土的复合材料性能很好地发挥出了钢纤维和聚丙烯纤维各自增强砂浆混凝土的优点。     

钢纤维体积率对高强混凝土断裂性能的影响

通过对相对切口深度为0.2、0.3、0.40、.5的钢纤维高强混凝土三点弯曲试验,研究钢纤维体积率对高强混凝土断裂性能的影响。结果表明:在相对切口深度为0.20、.3、0.4、0.5的条件下,随着钢纤维体积率的增大,钢纤维高强混凝土断裂韧度和断裂能均显著增加。通过对试验结果的统计分析,分别建立断裂韧度、断裂能与劈拉强度之间的关系式。     

混凝土强度对钢纤维混凝土断裂韧度的影响

通过混凝土和钢纤维混凝土三点弯曲切口梁试验,探讨了混凝土强度等级和钢纤维对混凝土断裂韧度的影响.试验结果表明,随着混凝土强度的提高,混凝土和钢纤维混凝上的断裂韧度逐渐增加.根据对试验结果的统计分析,建立了混凝土和钢纤维混凝土断裂韧度的计算公式.     

再生骨料对钢纤维再生混凝土抗压性能研究

为研究不同掺量的再生骨料对于钢纤维再生混凝土抗压性能的影响,共进行了五组混凝土立方体试块的抗压试验,研究结果表明:钢纤维混凝土与普通混凝土相比,裂缝的数量较多,但是最大裂缝宽度较小;抗压强度有所增加,但增加量不明显。在钢纤维体积率一定的条件下,随着再生骨料掺加量的增加,钢纤维再生混凝土更易出现裂缝,且裂缝较多;但由于钢纤维的影响,其最大裂缝宽度变化不明显。     

大流动度超高强钢纤维混凝土力学性能研究

研究了钢纤维体积分数对大流动度超高强钢纤维混凝土流动性、力学性能的影响;以单位体积混凝土极限应力时单位强度消耗的应变能为指标,对比了超高强钢纤维混凝土、超高强混凝土和普通混凝土的相对韧性;通过三点弯曲梁试验研究了钢纤维对超高强混凝土断裂能的影响.结果表明:超高强钢纤维混凝土的流动性随着钢纤维体积分数的增加而显著降低,当钢纤维体积分数不大于0.75%时,其坍落度可维持在200 mm以上;与超高强混凝土相比,超高强钢纤维混凝土的相对韧性和断裂能可分别提高1倍和34倍,显示出了其在结构工程中的应用前景.     

混杂纤维增强轻骨料混凝土物理力学性能研究

选用钢纤维、聚丙烯纤维二元混杂纤维掺入轻骨料混凝土,系统研究其抗压强度、弹性模量、轴心抗压强度及抗折强度等力学性能,试验结果表明,纤维掺入对轻骨料混凝土物理力学性能的影响较大;掺入钢纤维具有较好的增强增韧效果,但表观密度相应增大;钢纤维和聚丙烯纤维混掺可以在不增加轻骨料表观密度,保证强度的基础上,有效地改善轻骨料混凝土的韧性。