基于二元方差分析的钢纤维混凝土力学特性研究

通过室内试验开展了钢纤维体积率、基体混凝土强度等级两种不同试验因素对钢纤维混凝土劈裂抗拉强度、抗折强度和抗剪强度指标的影响分析,并采用二元方差分析方法进行了对比验证。研究结果表明：钢纤维体积率、基体混凝土强度等级是影响钢纤维混凝土力学性能的重要因素;随着混凝土强度等级、钢纤维体积率的增加,钢纤维混凝土劈裂抗拉强度、抗剪强度和抗折强度均呈增长趋势,但增幅会逐渐趋缓;基体混凝土强度等级对混凝土劈裂抗拉强度作用更明显,而钢纤维体积率对钢纤维混凝土抗剪和抗折强度作用更明显;二元方差分析验证结果与钢纤维混凝土指标影响实验一致。研究成果可为实际工程中优化钢纤维混凝土配合比设计提供参考依据。     

粗骨料钢纤维水工混凝土抗折强度试验研究

进行了二级配骨料钢纤维混凝土的抗折强度试验。结果表明:钢纤维体积率(钢纤维掺量)是影响钢纤维混凝土抗折强度的重要因素,通过在结构构件的受拉区内掺入适量钢纤维,可以有效改善其抗折性能;对钢纤维外形进行合理改进,增强钢纤维与基体混凝土之间的锚固力与机械咬合力,可以提高钢纤维混凝土的抗折能力。     

钢筋钢纤维增强部分混凝土梁受剪性能试验研究

本文通过钢筋混凝土梁以及在受拉区部分地加入钢纤维的钢筋混凝土梁的试验及理论分析，研究了钢纤维混凝土层厚、钢纤维体积率和剪跨比对钢筋钢纤维增强部分混凝土梁受剪性能的影响，建立了与普遍钢筋混凝土梁受剪承载力计算公式相衔接的钢筋钢纤维增强部分混凝土梁受剪承载力的计算模型和计算公式．     

钢纤维混凝土正截面强度的研究

笔者通过对钢纤维混凝土梁三点弯曲试验探讨了钢纤维体积率、长径比等对抗弯曲性能的影响,运用阻裂理论建立了正截面强度的计算模式,在综合分析试验结果的基础上,得出如下结论:(1)钢纤维混凝土的初裂抗弯强度和抗折强度比素混凝土高得多,其韧性也有很大提高;(2)用正截面抗裂塑性系数r_m和钢纤维含量特征参数v_fl/d反映各因素对钢纤维混凝土抗弯强度影响的方法,意义明确,公式简单,可以与普通混凝土抗裂计算衔接。     

掺纤维水工大体积混凝土抗裂性能研究

为了考察掺纤维对混凝土阻裂、止裂能力的影响规律,分别研究了掺钢纤维和掺聚丙烯纤维水工大体积混凝土的初裂强度、等效抗折强度、弹性模量和弯曲韧性。结果表明:掺聚丙烯纤维将一定程度降低混凝土的初裂强度、抗折强度和弹性模量,有利于小幅提高混凝土的等效抗折强度、承载能力系数和弯曲韧度值。掺钢纤维有利于显著提高混凝土的初裂强度、抗折强度和等效抗折强度,且弹性模量略有增加,承载能力变化系数和弯曲韧度值大幅增加。总体而言,与掺聚丙烯纤维混凝土相比,掺钢纤维混凝土具有更好的延性和抵抗混凝土开裂的能力。     

钢纤维对超高性能混凝土强度的影响研究

运用常规的混凝土力学性能试验,研究钢纤维种类及体积掺量对混凝土力学性能的影响,依据工程实际,通过力学性能试验及理论分析等方法,以抗压、抗折强度提高量作为评价指标,分析了四种体积掺量和不同种类钢纤维配制成水胶比为 0. 4 的胶砂试件的抗压、抗折强度增长情况及流动度情况,并采用 SPSS 软件进行相关方差分析。结果表明: 钢纤维掺量在 0. 5% ～ 2. 5% 之间时,试件抗压强度较基准试件提高了 7. 1% ～ 67. 2% 、抗折强度较基准试件提高了 2. 2% ～ 67. 0% 。体积掺量为2. 5% 时,抗压强度可达 69. 5 MPa,比基准试件提高 67. 2% ; 抗折强度可达 15. 2 MPa,比基准试件提高 67. 0% 。相同掺量下微细纤维的流动度优于长纤维的流动度,掺加钢纤维后能有效防止混凝土开裂,不同种类及不同掺量钢纤维均对抗压、抗折强度有显著的影响。研究成果可为低水胶比高强度的超高性能混凝土选取钢纤维提供参考和依据。     

钢纤维碱矿渣再生骨料混凝土的制备及性能研究

为了解决混凝土早期强度低、热稳定性差的问题,通过添加再生骨料与钢纤维制备了一种碱矿渣再生骨料混凝土,本文分析了再生骨料与钢纤维的掺入对混凝土力学性能的影响。结果表明：混凝土抗压强度、劈裂强度与抗折强度随着再生骨料掺入量的增加均呈下降趋势,抗压强度与抗拉强度随钢纤维掺量的增多先增加后降低,钢纤维掺量为0.6%时,强度达最大值;试件的抗折强度随着钢纤维含量的增加而增加。研究结果为混凝土制备提供参考。     

钢筋钢纤维混凝土深梁抗裂度的计算方法

通过对28根深梁的试验研究，探讨了钢纤维混凝土层厚、钢纤维体积率和剪跨比等因素对钢筋钢纤维增强部分混凝土深梁正截面抗裂度和斜截面抗裂度的影响，以及达到全截面加入钢纤维对抗裂度增强效果的钢纤维混凝土层厚。试验表明：深梁的抗裂度随钢纤维体积率的增加而增大，当钢纤维体积率ρf=20%时，正截面可提高80%左右，斜截面抗裂度可提高50%左右，当钢纤维混凝土层厚达到深梁高度的0.6倍时，可 达到全截面加入钢纤维对抗裂度的增强效果。提出了与普通钢筋混凝土深梁和钢筋钢纤维混凝土深梁相衔接的钢筋钢纤维增强部分混凝土深梁正截面抗裂度和斜截面抗裂度的计算公式。     

新型抗裂防渗水工混凝土基本性能及其配筋压力管研究

新型抗裂防渗水工混凝土是将钢纤维乱向分散于膨胀混凝土中，形成的一种集承重与防渗为一体的新型建筑材料，本文对其立方体抗压强度、劈拉强度、抗折强度、弯曲韧性、膨胀变形性能及配筋混凝土管件在内水压力下的轴拉性能，进行了系统的试验研究和理论分析。试验结果表明：钢纤维能有效限制膨胀混凝土的膨胀变形；钢纤维的限胀、阻裂增强作用，大大提高了膨胀混凝土的抗压、抗拉、极限抗折、抗折初裂强度，提高了弯曲韧性，改善了其抗渗性能；配筋钢纤维膨胀混凝土管，是经济、合理、实用的结构形式。初步探讨了该混凝土的增强机理；给出了膨胀变形方程。     

矩型渠混凝土性能研究

本文主要研究了不同外加剂及纤维对矩形渠混凝土性能的影响。试验结果表明:萘系减水剂和聚羧酸减水剂分别与钢纤维、聚丙烯纤维复合使用时,可以配置出C50F350的混凝土;萘系减水剂与聚丙烯纤维0.5%掺量复合使用时,混凝土的抗压强度和抗折强度较高;聚羧酸减水剂与钢纤维0.8%掺量复合使用时,混凝土的抗压、抗折强度较高;掺加聚丙烯纤维的混凝土和聚羧酸减水剂与钢纤维0.5%、0.8%掺量复合使用时,混凝土的抗冻性能达到了350次冻融循环。     

预应力钢纤维混凝土梁斜截面抗裂试验和计算方法

根据25根预应力钢纤维混凝土无腹筋梁和20根预应力钢纤维混凝土箍筋梁斜截面受力试验研究，分析了箍筋、剪跨比、有效预压力、钢纤维体积率和长径比对预应力钢纤维混凝土梁斜截面抗裂度的影响规律. 通过理论推导，提出了预应力钢纤维混凝土梁的斜截面抗裂的计算公式。     

扭曲型钢纤维混凝土在薄壳护坡结构中的应用研究

结合钢纤维混凝土在一种新型土石坝护坡结构中的应用,在水灰比一定的条件下,对扭曲型钢纤维体积率对混凝土主要力学性能的影响进行了试验研究。试验结果表明,掺入钢纤维可提高混凝土的抗拉、抗折强度,但增强效果并不随纤维含量的增加而成比例增加,而对抗压强度的提高影响不大,当钢纤维体积率达到0.7%后,抗压强度反而有所降低。综合试验结果和薄壳护坡结构的特性,建议在新型护坡结构中,钢纤维体积率选为0.7%。     

纤维定向布放钢纤维混凝土力学性能及断裂过程细观分析

钢纤维的适量掺入使得钢纤维混凝土力学性能有显著提高。基于试验配合比随机生成二维钢纤维混凝土梁细观模型,对体积分数相同的钢纤维分别采用随机乱向分布、受拉区水平定向布放和沿最大主拉应力布放3种方式进行建模研究,结合黏结裂缝模型,对钢纤维混凝土梁抗弯试验进行了数值模拟,分析了钢纤维掺量和取向对钢纤维混凝土的力学性能影响。将数值计算结果与已有试验结果进行对比分析,结果表明,钢纤维定向布放可以大幅度提高混凝土抗弯性能及断裂过程阻裂增韧效果。     

喷射钢纤维混凝土性能研究

通过现场喷射施工成型大板试件。取样室内试验．研究钢纤维喷射混凝土的力学性能与钢纤维体积掺量的关系。研究发现,喷射钢纤维混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度与钢纤维的体积掺量呈线性关系;抗剪强度随钢纤维体积百分掺量增加先增大后减小,掺量为0．91％～1．42％时．抗剪强度达到最大值;喷射钢纤维混凝土抗渗等级大于W20,适合用于要求抗渗等级较高的工程。     

支护工程钢纤维喷射混凝土试验研究

对支护工程中钢纤维喷射混凝土进行了试验研究,结果表明：随着钢纤维用量的增加,喷射钢纤维混凝土的抗拉强度、抗折强度和弯曲韧性指数有不同程度的增加,而抗压强度没有明显的改善.根据试验结果,提出硅灰的适宜掺量范围在5%～7%之间.探讨了硅灰和钢纤维的增强、增韧机理,建立了喷射钢纤维混凝土的密实-骨架模型.     

钢纤维-GFRP箍筋混凝土梁受剪抗裂性能试验研究

为解决纤维增强聚合物(FRP)配筋混凝土梁的受剪抗裂性能不足和挠度过大等问题,在混凝土中掺入具有优良阻裂特性的钢纤维是一种有效途径。通过8根钢纤维—玻璃纤维增强聚合物(GFRP)箍筋混凝土梁的受剪试验,研究了钢纤维体积率(0.5%、1.0%、1.5%)和剪跨比(1.5、2.0、3.0)对试验梁斜截面抗裂性能的影响。结果表明：钢纤维能够有效抑制GFRP箍筋混凝土梁内部微裂缝的扩展,提高其整体刚度和抗裂性能。当剪跨比为2.0时,钢纤维体积率为1.5%试验梁的开裂剪力相对于未掺纤维对比梁增加了38.4%。随着剪跨比增加,试验梁受剪抗裂性能逐渐降低。基于试验数据和已有研究结果,提出了钢纤维-GFRP箍筋混凝土梁开裂剪力的建议计算方法,该方法的计算值与试验值吻合良好。     

低掺量钢纤维混凝土静压弹性模量影响因素

通过尺寸为150 mm×150 mm×300 mm的低掺量钢纤维混凝土试块试验,探讨了低钢纤维体积含量、纤维种类、基体强度对低掺量钢纤维混凝土静压弹性模量的影响。结果表明:钢纤维的体积含量对低掺量钢纤维混凝土的弹性模量基本没有影响,钢纤维的强度与长径比对弹性模量有一定的影响。提高混凝土的基体强度可以提高低掺量钢纤维混凝土的静压弹性模量,并且进一步提出了弹性模量与长径比及钢纤维强度的拟合关系式。     

不同纤维替代自密实混凝土梁中抗剪箍筋的试验研究

通过对一系列有箍筋和无箍筋自密实混凝土简支梁在两点对称集中荷载作用下的受剪试验分析,研究了纤维类型、纤维掺量以及配箍率等变化参数对混凝土梁斜截面受力性能的影响,并分析了用钢纤维和混杂纤维部分替代抗剪箍筋的可能性。试验梁加载时采用位移控制。结果表明,适量的钢纤维和混杂纤维能够部分替代混凝土梁中的箍筋。当箍筋和混杂纤维共同作用时可显著提高自密实混凝土梁的极限剪力、荷载峰值后的剩余承载能力以及韧性。混杂纤维能够改变按构造要求配置箍筋的混凝土梁的破坏形态,使梁从脆性的剪切破坏转为延性的弯曲破坏。     

回收钢纤维对超高性能混凝土和易性和力学性能的影响

为了探究回收钢纤维(RSF)在超高性能混凝土(UHPC)中替代工业钢纤维(SF)的可行性,以SF作为对比,采取流动度试验、流变试验及钢纤维分散度试验,分析了RSF对新拌超高性能混凝土和易性的影响,并通过抗折抗压试验,研究了RSF对硬化超高性能混凝土力学性能的影响。结果表明：新拌回收钢纤维超高性能混凝土(RSFUHPC)与工业钢纤维超高性能混凝土(SFUHPC)流动性经过统计学分析无明显差异,由于RSF长径比不均,RSFUHPC屈服应力及塑性黏度均大于SFUHPC,但RSFUHPC剪切增稠程度明显降低,同时RSF在新拌及硬化UHPC中的分散度均明显大于SF;当钢纤维掺量一定时,统计学假设检验P值(P-value)>0.05,表明相比于SF,掺入RSF对UHPC荷载-位移曲线、抗折强度以及抗压强度没有显著影响。因此,掺入RSF可以在保证UHPC力学性能的同时,显著增强其在UHPC中的分散性,降低实际工程中人工振捣的施工难度,提高施工质量。     

碳纤维布加固钢纤维混凝土梁的抗剪设计方法

通过对3根碳纤维布加固钢筋钢纤维混凝土梁的试验研究,对用碳纤维布加固的钢筋钢纤维混凝土梁的抗剪破坏特征、受剪承载力及影响因素进行了研究与分析.并根据试验结果分析,提出了一种简化的受剪承载力计算公式.