钢筋与钢纤维混凝土黏结强度计算方法研究

根据钢纤维混凝土具有较大变形和裂缝扩展能力的特点,建立了钢纤维混凝土环向伸长的表达式。在此基础上,将弹性力学理论、虚拟裂缝理论与钢纤维混凝土软化模型相结合,提出了钢筋与钢纤维混凝土黏结强度的计算方法,并进行了试验验证,同时分析了相对保护层厚度(混凝土保护层厚度与钢筋直径之比)、裂缝数量和钢筋直径对相对黏结强度(黏结强度与钢纤维混凝土抗拉强度之比)的影响。结果表明,钢筋与钢纤维混凝土相对黏结强度处于塑性状态解和部分开裂弹性状态解之间;钢纤维体积率在0.5%~1.5%时,随着黏结试件相对保护层厚度的增大和裂缝数量的增多,相对黏结强度增大;随着钢筋直径的增大,相对黏结强度减小。但当裂缝数量大于5或钢筋直径大于32 mm,裂缝数量和钢筋直径的变化对相对黏结强度的影响较小。     

钢筋与钢纤维混凝土的黏结滑移性能及其关系模型

基于内贴应变片的钢筋与钢纤维混凝土局部黏结试件的拉拔试验,研究钢筋与不同强度钢纤维混凝土的黏结性能。通过对实测钢筋应变的分析,建立了以三次多项式表达的黏结应力分布函数,得到了各级荷载作用下钢筋与钢纤维混凝土黏结应力和相对滑移沿黏结区段的分布,进一步分析了钢纤维和混凝土强度对黏结性能的影响。结果表明,随钢纤维的体积率和混凝土强度的增大,黏结试件加载端附近的黏结应力提高,黏结应力极值总体向加载端靠拢;同时,加载端与自由端的滑移减小。最后,提出了能够较好反映钢筋与钢纤维混凝土受力过程的黏结-滑移关系模型。     

外加剂对聚合物改性水泥砂浆凝结时间的影响

通过系统试验,研究了聚合物改性剂、硅烷偶联剂、减缩剂及消泡剂对聚合物改性水泥砂浆凝结时间的影响。发现聚灰比(聚合物水泥含量比)与偶联剂、减缩剂及消泡剂掺量均对水泥砂浆的凝结时间影响显著:聚合物改性水泥砂浆的凝结时间较普通水泥砂浆有所延长,且随着聚灰比的增加而增大,但增长程度越来越小;随着3种外加剂掺量的增加凝结时间均表现出增大的现象,但增长速率随聚灰比的增加而减弱,聚灰比的影响程度高于外加剂;无水酒精作为偶联剂稀释剂时使聚合物改性水泥砂浆凝结时间顺延程度加剧。从凝结时间考虑,最优的聚合物和外加剂掺量如下:聚灰比0.1,消泡剂3‰,偶联剂为3‰,减缩剂宜≤2%。最后对以上3种外加剂的作用机理做了探讨。     

钢纤维掺量对纤维纳米混凝土抗压强度的影响

通过对8组纤维纳米混凝土试块进行抗压试验,探讨钢纤维掺量对纤维纳米混凝土抗压强度的影响。结果表明:掺入钢纤维,改善了纤维纳米混凝土的受压破坏形式,使其由脆性转变为较好的延性,且随钢纤维掺量增加,纤维纳米混凝土抗压强度明显提高。     

钢纤维对混凝土强度和韧性的影响

通过对234个钢纤维混凝土试件的力学性能试验,系统研究了钢纤维类型、体积分数、长径比和混凝土基体强度对钢纤维混凝土抗压强度、劈拉强度和弯曲韧性的影响.结果表明:钢纤维对混凝土抗压强度影响不大,但改变了受压破坏时的破坏形态;随钢纤维体积分数增大,混凝土劈拉强度和弯曲韧性显著提高,高强钢丝切断型钢纤维的改善效果最好,长径比越大,改善效果越明显.     

纤维矿渣微粉混凝土高温中的劈拉性能

通过高温（200～800℃）劈拉试验,测定124个纤维矿渣微粉混凝土（FRC-GGBFS）试件的劈拉强度和荷载—横向变形曲线,探讨温度、矿渣掺量、钢纤维掺量和聚丙烯纤维掺量对FRC-GGBFS的高温中劈拉强度和变形的影响,并通过不同温度下扫描电镜分析,探讨FRC-GGBFS的高温劣化过程。结果表明：随温度升高,FRC-GGBFS劈拉强度不断劣化,劈拉荷载—横向变形曲线渐趋扁平,韧性显著下降;矿渣微粉掺量为40%时,其对混凝土的高温中劈拉性能的改善最为显著;钢纤维显著提高了FRC-GGBFS的高温中劈拉强度和韧性;聚丙烯纤维能有效防止高温爆裂,其掺量为0.9 kg/m3时对FRC-GGBFS的高温中劈拉性能有明显改善。最后,建立了考虑温度、钢纤维体积率等影响的FRC-GGBFS高温中劈拉强度计算模型。     

纤维矿渣混凝土高温中和高温后抗压强度

通过高温中和高温后纤维矿渣混凝土抗压试验,探讨了温度对高温抗压强度的影响。结果表明,纤维矿渣混凝土抗压强度随温度的升高不断劣化,400℃可作为抗压强度劣化的分界点;高温中和高温后抗压强度劣化规律相似,但在不同温度段,劣化程度有较大差别。最后,在统计分析的基础上,提出了考虑温度影响的纤维矿渣混凝土高温中和高温后强度计算公...     

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.     

纤维纳米混凝土劈拉性能试验研究

通过劈拉试验,测定了20组纤维纳米混凝土试块的劈拉强度和劈拉荷栽-横向变形曲线,探讨了钢纤维掺量及类型、纳米矿粉种类及掺量、混凝土强度对纤维纳米混凝土劈拉性能的影响。结果表明:随钢纤维掺量增加,纤维纳米混凝土劈拉性能明显提高;端钩型纤维更能有效地提高纤维纳米混凝土的劈拉性能,约束横向变形;随纳米SiO_2掺量增加,劈拉强度先升高后降低,韧性变化不显著;随纳米CaCO_3掺量增加,劈拉强度先升高后降低,韧性大致呈增长趋势;较高的混凝土基体强度有利于劈拉性能的提高;掺入适量的纤维和纳米矿粉,改善了混凝土的微细观结构,提高了混凝土自身的密实度,有效提高了混凝土的劈拉性能。