纤维替代按构造布置箍筋梁抗剪性能试验

进行了10根纤维–钢筋自密实混凝土简支梁在两点对称集中荷载作用下的抗剪性能试验。主要参数包括不同纤维类型和掺量、不同箍筋布置。研究了钢纤维和混杂纤维对极限剪力、剪力–位移曲线、破坏模式等影响,分析了钢纤维、混杂钢纤维和合成纤维及纤维与箍筋共同作用时替代按构造布置箍筋的可行性。研究表明:掺入钢纤维或混杂纤维可显著提高梁的极限剪力;掺加50 kg/m~3的钢纤维在改善梁的极限剪力方面好于混杂钢纤维30 kg/m~3和合成纤维5 kg/m~3的混杂纤维。掺加50 kg/m~3的钢纤维可以替代按构造布置的?6.5@150的箍筋。混杂钢纤维30 kg/m~3及合成纤维5 kg/m~3和?6.5@250的箍筋共同作用可以替代按构造布置的?6.5@150或?8@150的箍筋。钢纤维50 kg/m~3和?6.5@250的箍筋共同作用使梁从脆性的剪切破坏转变为延性的弯曲破坏。     

钢纤维对混杂纤维混凝土抗弯性能的影响研究

采用三点弯曲试验对混杂纤维混凝土梁进行测试,通过《纤维混凝土应用技术规程》JGJ/T221—2010和RILEM的方法进行数据分析。从钢纤维的掺量(长径比为100)、长径比、水胶比3个方面对混凝土梁抗弯性能进行研究,结果表明混凝土的抗弯韧性随着钢纤维掺量的增加而增大,名义抗弯强度和等效抗弯强度随着钢纤维长径比的增大而增大,并且混凝土的抗弯性能与水胶比有密切的相关性。     

混杂纤维自密实混凝土轴心抗拉强度试验研究

通过在自密实混凝土中单掺、混掺聚丙烯长纤维、高分子聚合物纤维、50 mm钢纤维和35 mm钢纤维四种不同种类和尺寸的纤维,制作成棱柱体和立方体两种试件进行轴心抗拉试验,研究纤维种类、尺寸、掺量等因素对自密实混凝土抗拉强度的影响情况和混杂效应。研究结果表明:当纤维的体积掺量小于0.3%时,纤维对基体抗拉强度的增强效果由强到弱的顺序是:50 mm钢纤维35 mm钢纤维聚丙烯长纤维高分子聚合物纤维;而当纤维掺量较大时,两种合成纤维表现出更好的增强效果;长纤维优于短纤维的增强效果;当固定35 mm钢纤维掺量为20 kg/m~3时,混杂纤维自密实混凝土抗拉强度随着聚丙烯长纤维掺量的增加呈现先升后降的趋势,当其掺量为4 kg/m~3时,增强效果最佳,呈现出正混杂效应。     

混杂纤维自密实混凝土梁受弯性能的试验研究

在纤维自密实混凝土工作性试验的基础上,对7组无筋混杂纤维自密实混凝土梁和5组混杂纤维增强低配筋率的钢筋自密实混凝土梁受弯性能进行试验研究,并分析纤维类型和纤维长径比对梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载以及弯曲韧性的影响。结果表明:梁的弯曲韧性随着纤维长径比的增加而增加,混杂纤维混凝土梁的弯曲韧性优于钢纤维,两种纤维协同作用时具有很好的正混杂效应;与最小配筋率的钢筋混凝土梁相比,纤维的掺入明显地改善了梁的屈服荷载和极限荷载,掺有(40+4)kg/m3混杂纤维并按最小配筋率配筋的梁的极限荷载与仅按1.5倍最小配筋率配筋的梁相当。     

钢纤维混凝土抗弯性能及断面处纤维分布规律研究

通过对5组钢纤维自密实混凝土的抗弯性能试验,对其抗弯性能进行分析,采用新方法统计和分析钢纤维自密实混凝土试件断面纤维的分布规律,对比钢纤维自密实混凝土力学性能与纤维分布的关系。研究结果表明:钢纤维掺量越大或纤维长度越长,抗弯性能和弯曲韧性越好;纤维掺量越多,在混凝土中纤维根数越多,断面处纤维分布越均匀;钢纤维掺量、钢纤维在试件断面处分布的均匀程度、根数及钢纤维外露长度与角度的不同,影响钢纤维自密实混凝土试件的抗弯强度与弯曲韧性。     

不同纤维长径比对钢纤维混凝土梁抗弯性能的影响分析

为研究不同工业回收钢纤维长径比对钢纤维混凝土梁抗弯性能的影响,模拟了4种不同纤维长径比的钢纤维混凝土梁,考虑到纤维体积掺率对梁的抗弯性能有一定的影响,采用体积掺量为1％的钢纤维.用Abaqus软件模拟了4种不同纤维长径比的钢纤维混凝土梁在集中力的作用下所发生的位移变化,通过曲线对比发现,随着纤维长径比的增加,混凝土梁的抗弯性能得到不同程度的提高.根据数值模拟分析结果可知,增加纤维长径比可以提高钢纤维混凝土梁抗弯性能,为回收工业钢纤维更好的应用于实际工程提供理论基础.     

钢-聚丙烯混杂纤维再生混凝土力学性能试验研究

为了研究钢-聚丙烯混杂纤维对再生混凝土基本力学性能的影响,设计制作了10组混杂纤维再生混凝土试件和1组普通再生混凝土试件,并对其进行立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度试验。试验中考虑的因素有钢-聚丙烯纤维混掺掺量、钢纤维和聚丙烯纤维长径比以及钢纤维类型,分析了各因素对再生混凝土基本力学性能的影响。结果表明:当钢纤维掺量为117 kg/m~3,聚丙烯纤维掺量为0.6 kg/m~3时,混杂纤维再生混凝土表现出较好的增强效果,其中立方体抗压、劈裂抗拉及抗折强度较普通再生混凝土分别提高了17.68%、57.88%、28.32%;随着钢纤维长径比的增加混杂纤维再生混凝土各强度均得到显著提高,最高提高了10.51%,而聚丙烯纤维长径比对混杂纤维再生混凝土各强度的影响效果不明显。端勾型钢纤维混杂纤维再生混凝土各强度均高于波纹型。此外,掺入混杂纤维后,再生混凝土由脆性破坏转变为一定的塑性破坏。     

C30钢纤维混凝土在工业地坪中应用试验研究

探讨了C30钢纤维增强混凝土在工业地坪中的应用,主要分析同种类不同长径比钢纤维、同长度不同种类钢纤维,以及钢纤维掺量与混凝土性能的关系,研究了C30钢纤维工业地坪混凝土(SFRIFC)的工作性能、抗压强度、抗折强度及弯曲韧性;并采取一种简易的判定方法来表征钢纤维混凝土性能与钢纤维之间的关系,从而筛选出钢纤维混凝土的最佳施工方案。试验结果表明,30 mm压痕型钢纤维对混凝土工作性能影响最小,端钩型钢纤维对提高混凝土抗折强度与弯曲韧性的效果最好;随着钢纤维掺量的增加,混凝土的工作性能降低、抗压强度先提高后降低、抗折强度和弯曲韧性均有大幅度提高;当钢纤维地坪混凝土工程设计要求feq,2强度为4 MPa时,端钩型钢纤维掺量21.5 kg/m3为最佳施工方案。     

剑麻纤维自密实轻骨料混凝土梁裂缝宽度试验研究

通过对强度等级为C40的剑麻纤维自密实轻骨料混凝土梁进行抗弯性能试验,研究了剑麻纤维的掺量和配筋率对自密实轻骨料混凝土梁的裂缝形态、裂缝间距和裂缝宽度的影响,通过最大裂缝宽度计算公式进行了理论分析。试验结果表明,与未掺加纤维的混凝土试块和试验梁相比,剑麻纤维掺量为1 kg/m~3、2 kg/m~3和3 kg/m~3时混凝土试块的劈裂抗拉强度提高6.57%、23.87%、31.49%,试验梁的开裂荷载提高了0、12.5%和35%;掺加剑麻纤维可有效限制裂缝的产生和发展,并改善裂缝形态,与未掺剑麻纤维的试验梁相比,掺加1 kg/m~3、2 kg/m~3和3 kg/m~3的剑麻纤维可使自密实轻骨料混凝土梁最大裂缝宽度减小5%、12%和27%。     

高性能仿钢纤维增强混凝土的抗弯韧性研究

本文作者选用3种不同规格的高性能仿钢纤维,研究了不同掺量高性能仿钢纤维混凝土的抗弯韧性,以及不同纤维掺量对不同强度混凝土性能的影响规律.结果表明,仿钢纤维能显著提高混凝土的抗冲击韧性:随着纤维掺量的提高,单掺或混掺纤维混凝土梁的抗弯冲击初裂次数和破坏次数逐渐增加;混杂纤维混凝土的初裂和破坏次数随基体强度的增加而增加;单掺0.5mm纤维的混凝土延性指数较大,混掺纤维试件的延性指数随纤维掺量的提高而显著增加.     

粗合成纤维长径比对喷射混凝土性能的影响

粗合成纤维对喷射混凝土的增韧效果与钢纤维相比有明显差距.为了改善粗合成纤维的增韧效果,采用小型湿喷成型试件,测试当量直径为0.5～1.0 mm、断面形状分别为8字形或椭圆形的2种聚丙烯粗合成纤维的长径比对C30湿喷混凝土工作性、纤维分散性、回弹率、抗压强度、抗拉强度、抗折强度及弯曲韧性的影响.纤维长径比为30～76,长度为24～50mm,掺量为8 kg/m3.结果表明:整体上,随纤维长径比增加,抗压、抗拉、抗折强度及弯曲韧性先增加后降低.对所用的2种纤维,长径比约为50时对喷射混凝土增强、增韧作用最为明显.适宜长径比范围内,长径比增大使边壁效应减弱,基体对纤维咬合作用增强,利于提高喷射混凝土力学性能;长径比过大时,纤维分布不均及结团减弱了纤维增强、增韧作用.     

聚烯烃粗合成纤维混凝土抗弯韧性试验

为了解新型粗合成纤维对改善混凝土抗弯韧性的效果,试验研究了纤维掺量、基体强度、纤维直径等因素对混凝土抗弯韧性的影响规律.结果表明:单掺或混掺不同几何尺寸粗合成纤维后,试件具有很好的韧性,呈延性破坏;抗弯韧性指数随纤维掺量的增加而增大;基体强度提高时,抗弯韧性指数略有上升;纤维直径不同时,抗弯韧性指数变化不明显;3种合成纤维与钢纤维混掺后,其抗弯韧性指标大于单掺钢纤维或3种合成纤维混掺的试件;混掺粗合成纤维可有效改善梁裂后行为,即峰值荷载后仍保持较高荷载;而单掺钢纤维梁在峰值荷载后,荷载下降较快;新的抗弯韧性评价方法能够准确地反映粗合成纤维混凝土裂后阻裂能力高、变形大的特点.     

高掺量钢-聚丙烯混杂纤维高强混凝土抗弯韧性试验研究

通过高掺量钢-聚丙烯混杂纤维高强混凝土的抗弯试验得到纤维混凝土的抗弯荷载-挠度曲线,据此分别采用弯曲韧性指数、等效抗弯强度与弯曲韧性比来研究分析不同体积掺量的钢纤维、聚丙烯纤维混杂后对C60高强混凝土抗弯韧性的影响规律。研究结果表明,钢纤维混凝土的抗弯强度和韧性均随着钢纤维掺量的增加而明显提高,对钢纤维掺量一定时的钢-聚丙烯混杂纤维混凝土而言,存在最优的聚丙烯纤维掺量使得抗弯强度和韧性最大,即出现较好的正混杂效应。     

粗合成纤维增强混凝土的冲击动载特性

为了研究将掺量为6～13kg/m3的粗合成纤维和掺量40～60kg/m3的钢纤维掺入水泥混凝土后,对硬化混凝土动载特性的效用,试验研究了国产异型聚丙烯、日本Barchip、美国Forta粗合成纤维和钢纤维增强混凝土的抗弯冲击性能,探讨了纤维掺量对冲击动载特性的影响.研究表明：纤维掺量增加,纤维混凝土梁的初裂冲击次数先增加后减少,破坏冲击次数一直增加;粗合成纤维对混凝土冲击性能有显著的增韧效果,混凝土由脆性破坏变为有良好的延展性.     

钢纤维对钢筋自密实混凝土梁抗剪性能的影响

对9根钢纤维钢筋自密实混凝土粱进行了试验研究,主要的变化参数是纤维掺量和配箍率.基于试验结果,分析了钢纤维对钢筋自密实混凝土粱的极限承载能力、抗剪强度、破坏形态及抗剪韧性的影响.试验结果表明:加入钢纤维可以显著提高梁的极限承载力和韧性,改善梁的破坏形态;提出了与普通钢筋混凝土梁相协凋的钢纤维钢筋自密实混凝土梁的极限承载力的经验公式,并建议端部弯钩型钢纤维的增强系数取值为1.78.     

混杂纤维混凝土抗弯冲击性能

研究了掺加异型塑钢纤维、钢纤维以及这两种纤维混杂的混凝土梁的抗弯冲击性能。测定了在不同纤维掺量下混凝土梁的初裂冲击次数、破坏冲击次数以及冲击能。试验结果表明:混掺纤维比单掺纤维显著提高了混凝土的冲击能和延性,但对初裂性能影响不大。     

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。     

层布式钢纤维与混掺PVA纤维混凝土梁的抗弯韧性试验研究

通过层布式钢纤维与聚乙烯醇(PVA)混掺纤维混凝土粱三分点加载试验,研究了不同长径比、外形的钢纤维与不同PVA纤维掺量对混凝土梁抗弯韧性的影响;用不同的方法计算了抗弯韧性指标并进行了比较.结果表明,层布式钢纤维混凝土具有良好的增韧效应:混掺在层布式钢纤维混凝土中的PVA纤维与钢纤维能产生良好的协同效应,增韧效果更加良好;Nemkumar等人提出的韧性指标计算方法与曲线吻合得更好,更能全面分析荷载一挠度曲线的变化过程.     

玄武岩纤维受剪破坏梁承载能力改善作用研究

玄武岩纤维材料作为重要的外掺料，在提升混凝土性能方面起到一定的作用。通过室内模型试验的方法，对不同玄武岩纤维含量的混凝土梁的受剪破坏过程及抗剪承载力开展研究。试验结果表明，玄武岩纤维对于提升受剪混凝土梁的开裂荷载有明显的作用，玄武岩纤维掺量在1 kg/m³左右时，对混凝土受剪梁的承载能力提升效果不显著；而掺量在2 kg/m³左右时，能有效提高混凝土受剪梁的承载能力。除此之外，玄武岩纤维也能有效提升受剪破坏梁整体的韧性，使其具有较好的抗冲击破坏能力。     

粗合成纤维增强混凝土的冲击动载特性

为了研究将掺量为6-13kg／m^3的粗合成纤维和掺量40-60kg／m^3的钢纤维掺入水泥混凝土后，对硬化混凝土动载特性的效用，试验研究了国产异型聚丙烯、日本Barchip、美国Forta粗合成纤维和钢纤维增强混凝土的抗弯冲击性能，探讨了纤维掺量对冲击动载特性的影响。研究表明：纤维掺量增加，纤维混凝土梁的初裂冲击次数先增加后减少，破坏冲击次数一直增加：粗合成纤维对混凝土冲击性能有显著的增韧效果，混凝土由脆性破坏变为有良好的延展性。