钢纤维混凝土韧性指数评价方法对比研究

综合分析了国内外几种常用的评价钢纤维混凝土韧性指数的定义及其计算方法,推导并分析了各种韧性指数计算公式的物理含义。通过钢纤维混凝土标准受弯试件挠度试验结果的计算对比分析,指出各种计算方法的优缺点及适用范围,给出了实际工程中的使用建议。     

钢纤维混凝土弯曲韧性及其评价方法

结合16组钢纤维混凝土试件的弯曲韧性试验结果,分析总结国内外常用弯曲韧性测试和评价方法的优点和不足,提出了一种适合钢纤维混凝土特点的弯曲韧性评价方法,并基于该方法探讨了钢纤维体积率对普通混凝土(C30)和高强混凝土(C50)弯曲韧性的影响.结果表明,所提出的钢纤维混凝土弯曲韧性评价方法克服了现有评价方法的不足,简单实用,可供中国钢纤维混凝土试验方法标准修订时参考.     

钢纤维混凝土弯曲韧性试验研究

试验研究和工程实践表明,钢纤维混凝土具有良好弯曲韧性,《纤维混凝土结构技术规程》(CECS38∶2004)在隧洞支护与补砌、工业建筑地面设计中引入弯曲韧度指数和弯曲韧度比,这与以往基于ASTMC1018弯曲韧性指数不同。通过四点弯曲梁弯曲韧性试验,利用不同方法计算弯曲韧性指标,对钢纤维体积率和混凝土强度对钢纤维混凝土弯曲韧性的影响进行分析。     

高强钢纤维混凝土弯曲韧性试验研究

通过试验得到了不同基体混凝土强度、钢纤维体积分散和钢纤维类型和高强钢纤维混凝土弯曲荷载－挠度曲线，据此研究分析了基体混凝土强度、钢纤维体积分数和钢纤维类型等对高强钢纤维混凝土弯曲韧性指数和弯曲承载力变化系数的影响规律。该成果可作为纤维混凝土结构技术规程相应设计条款的科研依据。     

聚丙烯纤维与钢纤维喷射混凝土弯曲韧性的对比

随着聚丙烯纤维和钢纤维掺量的增加，纤维混凝土弯曲韧性指标提高。纤维掺量为体积1．03％的聚丙烯纤维混凝土等效弯拉强度仅相当于纤维掺量为体积0．45％的钢纤维混凝土。改性聚丙烯纤维混凝土取代钢纤维混凝土应用于喷射混凝土支护工程．尚需提高聚丙烯纤维弹性模量，并增加混凝土中聚丙烯纤维掺量。     

早龄期钢纤维混凝土弯曲韧性试验与分析

设计并制作了不同纤维掺量（0．6％、1．2％、1．8％）的36个小梁试件,进行了不同龄期（1d、2d、3d、7d、28d）钢纤维混凝土弯曲韧性试验。利用ASTMC1018韧度指数法对试验结果进行评价。结果表明,不同龄期条件下钢纤维混凝土韧度指数变化不明显,但纤维掺量对韧度指数有较大影响,且对早龄期混凝土影响显著。随龄期增长,初裂韧性有显著提高。早龄期钢纤维混凝土弯曲韧度指数比值介于1．95-2．20之间,与理想弹塑性参数2较为接近。纤维掺量1．2％的钢纤维混凝土有良好的塑性性能。     

钢纤维混凝土弯曲韧性测试方法与评价标准

按照不同国家的有关标准进行了大量钢纤维混凝土梁的弯曲韧性试验，并依据试验结果，对比了目前国际上应用较为广泛的钢纤维混凝土弯曲韧性标准的优缺点，为我国纤维混凝土技术规程的修订奠定了基础．     

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。     

钢纤维混凝土劈拉及弯曲强度和韧性研究

通过钢纤维混凝土劈拉强度、弯曲强度和弯曲韧性的实验,研究了混凝土的劈拉强度、弯曲强度和弯曲韧性随着钢纤维掺量的增加有不同幅度的增长,同时钢纤维的长径比和钢纤维根数对钢纤维混凝土的性能也有重大影响。     

钢纤维和膨胀剂复合效应对喷射混凝土弯曲韧性的影响分析

基于韧性在混凝土结构中的重要性,采用三分点加载的方式,探讨了膨胀剂和钢纤维的复合效应对喷射混凝土弯曲韧性的影响规律。结果表明,当钢纤维和膨胀剂的掺量分别为1.2%和8%时,喷射补偿收缩钢纤维混凝土的荷载-挠度曲线最为饱满;弯曲韧度指数和承载能力变化系数均大于理想弹性材料的相应值。     

混杂钢纤维混凝土力学性能试验研究

进行了3种标号混凝土在不同钢纤维掺入形式下的力学性能试验,对比研究了混杂钢纤维掺入和单一钢纤维掺入对混凝土力学性能的增强作用。给出混杂钢纤维掺入混凝土在工程应用上的使用建议。     

超高韧性水泥基复合材料弯曲性能及韧性评价方法

本文利用薄板试件和梁试件,采用三分点加载,对超高韧性水泥基复合材料(Ultra High Toughness Cementitious Composite,简称UHTCC)的受弯性能进行了试验研究,并在试验结果的基础上探讨了适于UHTCC弯曲韧性的评价方法。薄板四点弯曲试验表明,UHTCC材料具有可与金属相比拟的弯曲变形能力。四点弯曲梁试验表明,UHTCC材料具有优异的裂缝无害化分散能力,在荷载达到峰值裂缝开始局部化扩展之前,裂缝在整个梁深几乎始终以扁平形式存在和扩展,宽度始终保持在几十个微米量级,不同梁深位置的变形协调通过裂缝条数的变化实现。梁试验表明,UHTCC具有非常高的耗能能力,到达峰值荷载时消耗的能量是对应钢纤维消耗能量的13倍,该材料试件在跨中挠度达到l/60时仍能够保持良好的完整性,是用于结构抗震的理想材料。在弯曲韧性的评价方法分析中发现,ASTMC1018方法中的韧性指数用于评价UHTCC可能会引起一定的误导,将限定计算挠度扩展后的JSCE-SF4方法能够很好地描述该材料的耗能能力,而本文定义的变形硬化系数法通过给出不同变形情况下的抗弯强度,不仅能够有效评价UHTCC的韧性特征,也能够很好地满...     

纤维高强混凝土弯曲韧性试验研究

高强混凝土具有抗压强度高、韧性差的特点,容易产生脆性破坏。为了扩大高强混凝土的应用范围,提高其韧性性能,通过用ASTM-C-1018、ASTM-C1399-98和PCSm(post-crack strength)三种方法分析钢纤维高强混凝土、钢-聚丙烯混杂纤维高强混凝土与素混凝土的韧性对比试验数据,研究纤维的加入对高强混凝土韧性性能的影响。     

混杂钢-聚丙烯纤维混凝土弯曲韧性试验研究

普通混凝土具有易开裂,延性差、抗拉强度低的特点.针对混凝土这一系列缺点,采用不同体积掺量的钢纤维和聚丙烯纤维混合掺人混凝土中.采用ASTM-C1018评价体系综合评定混凝土的弯曲韧性指标,试验研究表明:在混凝土中掺入混杂纤维后显著提高了混凝土的弯曲韧性.其中加入聚丙烯纤维能够提高小梁试件的初裂挠度和初裂点的荷载,而钢纤...     

钢纤维混凝土替代构造配筋混凝土梁受弯性能试验研究

为提高以裂缝为主要控制目标的大面积构造配筋混凝土受弯结构的抗裂性能,探讨钢纤维混凝土在此类结构中的应用,进行了16根三分点正向对称集中荷载作用下无筋足尺钢纤维混凝土梁替代构造配筋混凝土梁的弯曲抗裂性能试验,分析了钢纤维体积率、钢种和布筋位置等对试件受弯性能的影响。研究结果表明,钢纤维体积率0.5%的钢纤维混凝土梁的抗裂性能、限裂性能和承载力均优于截面中部配筋混凝土梁;钢纤维体积率(1.0～1.5)%的钢纤维混凝土梁的抗裂性能和限裂性能均明显优于截面双筋混凝土梁;钢纤维体积率(1.5～2.0)%的钢纤维混凝土梁除抗裂性能和限裂性能外,其承载力也优于截面双筋混凝土梁。因此,对于大型水利和土木工程中以抗裂或限裂为主要控制条件的受弯构件,可用钢纤维混凝土替代构造配筋混凝土。     

粗骨料UHPC的基本力学性能及弯曲韧性评价方法

为探究粗骨料UHPC的基本力学性能及自由收缩性能,进行基本力学性能试验及自由收缩试验,并与钢纤维混凝土、UHPC的性能进行对比。评议现有纤维混凝土弯曲韧性评价方法的优点和不足;提出可量化确定UHPC梁弯拉初裂点的偏移法;分别从能量和等效弯拉强度两个角度优化UHPC弯曲韧性的评价方法,并对3种混凝土的弯曲韧性进行评估。研究结果表明：相比于UHPC,粗骨料UHPC的弹性模量提高了10%,立方体抗压强度降低了15%,抗弯拉强度降低了6%;粗骨料UHPC的抗弯拉强度为钢纤维混凝土的1.8倍。0～91d 龄期范围内,粗骨料UHPC的自由收缩量与钢纤维混凝土基本相同;3d 和91d龄期的粗骨料UHPC的自由收缩量相比UHPC分别降低了63%和55%;通过添加粗骨料可降低UHPC早期收缩开裂的风险。提出的UHPC弯曲韧性评价新方法,克服了现有评价方法的不足,适用性强,可评价UHPC梁受荷全过程的弯曲韧性。粗骨料UHPC和UHPC的弯曲韧性明显优于钢纤维混凝土;相比UHPC,粗骨料UHPC的峰前弯曲韧性指数与峰前弯曲韧性比最大降幅分别为28%和22%;峰后弯曲韧性指数与峰后弯曲韧性比降幅均在11%以内。     

基于纤维滑移阻力的SFRC弯曲强度

基于钢纤维在砂浆体中的滑动阻力，建立了钢纤维混凝土(SFRC)的弯曲强度模型；经与Swamy，Han-nat模型比较，其物理意义明确，更具实用价值。     

钢纤维混凝土的抗弯韧性研究

本文系统研究了晨大骨料粒径，混凝土强度等级，钢纤维掺量和纤维长度等对钢纤维混凝土的抗弯韧性的影响。试验采用两种最大骨料粒径（15mm,25mm)，两种纤维体积掺量（0．2％，0．6％）和两种纤维长度（35mm,60mm) ,混凝土强度等级分别为C30和C50。研究结果表明，混凝土本身因素（如强度，骨料粒径）与纤维参数（如体积掺量，纤维长度）对钢纤维混凝土的韧性具有同样重要的影响，钢纤维混凝土的设计和应用必须综合考虑纤维与基材料的合理配伍。     

聚丙烯长纤维混凝土的抗弯曲韧性试验研究

对不同组纤维混凝土梁进行弯曲韧性试验研究,结果表明,掺加任何类型的纤维均可以提高混凝土的弯曲韧性;聚丙烯长纤维不论是单掺还是与钢纤维混掺,其掺量为5k／m^3时,混凝土的弯曲韧性性能提高最大,并且其弯曲韧性增强效果表现出正的混杂效应。     

超高韧性水泥基复合材料加固钢筋混凝土梁弯曲控裂试验研究

按照正常配筋浇筑了9根钢筋混凝土梁,在部分混凝土梁受拉面上浇筑复合材料进行局部加固,其中1根为未加固的混凝土对比梁,5根为后浇超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)加固梁,3根为后浇UHTCC层配置纵向受力钢筋的加固梁。通过三分点受弯试验,对后浇UHTCC加固梁的破坏形态、梁体变形、裂缝发展、开裂荷载以及承载力等进行研究,并与未加固混凝土对比梁进行比较。结果表明,该加固方法能够有效提高梁的承载力和初始截面刚度,加固后仍有较好的延性,加固层限制了上层混凝土宏观裂缝的发展并实现将其无害化分散,推迟梁底有害裂缝的出现,提高了构件的正常使用极限荷载,具有良好的加固效果。试验还发现,不同的加固长度和后浇层厚度导致了不同的破坏形式;若构件在强度和刚度上有较高要求,可选择在后浇UHTCC层中布置纵筋;布置纵筋后,加固层端部集中应力随之增大,植筋可改善UHTCC和既有混凝土界面的粘结受力状态。