纤维分布对活性粉末混凝土构件力学性能的影响

为研究准静态荷载下纤维分布对活性粉末混凝土(RPC)构件力学性能的影响,对同一纤维掺量(2%)下不同纤维长度(13~20 mm)的单向分布和乱向分布钢纤维RPC试件开展了四点受弯试验。通过选取弯拉荷载挠度曲线上的初裂点、峰值点及其他几个特征点,定量分析单向分布和乱向分布钢纤维RPC的弯拉性能。结果表明:钢纤维在主拉应力方向上的方向系数显著影响基体的弯曲性能。其中,较乱向分布试件,单向分布钢纤维试件的弯拉峰值应力、弯曲韧性均大幅提高,且跨中挠度达到L/150时,残余强度仍比初裂强度高4.35~16.9 MPa;纤维长度由13 mm增加至20 mm时,与乱向分布试件相比,单向分布试件的裂后弯曲性能提高幅度更明显,且单向分布试件受荷越大,纤维长径比的优势越显著;单向分布试件断口处纤维分布均匀,绝大部分方向与主裂纹方向垂直,锚固长度大,断口处桥接效应显著;综合考虑单向钢纤维RPC试件的等效弯曲应力、耗能能力等指标,在纤维掺量为2%、纤维长度为20 mm时,其力学性能最优。     

混杂纤维喷射混凝土的弯曲韧性

为了研究混杂纤维喷射混凝土的弯曲韧性,采用不同掺量的钢纤维和聚丙烯纤维混杂以及高炉微粉复合超叠加的方法制备600mm×600mm×100mm混杂纤维喷射混凝土方板并置于刚性支撑架上,选用等位移控制对方板进行中心加载。通过生成的荷载—挠度曲线及对其进行积分所得的能量吸收值综合评价各组方板的弯曲韧性,同时,通过破坏过程评价各板裂缝控制能力。试验结果表明:掺入1.2%钢纤维和0.11%聚丙烯纤维的喷射板试件的弯曲韧性优于掺入0.8%钢纤维和0.11%聚丙烯纤维的喷射板,其最大峰值荷载提高了18%,板中心挠度至25mm时的能量吸收值也提高了25.6%;对于仅掺入0.8%单一钢纤维的板,混杂了0.11%聚丙烯纤维后,两种纤维间的正混杂效应使得板中心挠度至25mm时的能量吸收值提高了28.5%;高炉微粉掺量的增加能提高混杂纤维喷射混凝土板的弯曲韧性;混杂纤维喷射混凝土板均展现出了良好的裂缝控制能力,板整体呈现裂而不断的延性破坏。     

纤维素纤维及混杂纤维混凝土的弯曲韧性

研究了纤维素纤维UF500增强混凝土的抗弯韧性,同时进行了合成纤维、钢纤维及混杂纤维混凝土的弯曲韧性试验,测定了纤维混凝土梁的荷载一挠度全曲线.基于美国ASTM方法,分析了纤维素纤维、合成纤维、钢纤维及其混杂纤维增强混凝土的弯曲韧性.研究表明,纤维素纤维可提高混凝土抗弯韧性和变形能力,韧性指数I_5、J_(10)分别比素混凝土提高了3.0和5.8倍;在纤维体积率相同情况下,纤维素纤维混凝土抗弯韧性高于聚丙烯纤维混凝土;纤维素纤维和钢纤维混杂使用显著改善了混凝土的韧性和变形性能,使混凝土由脆性破坏变为延性破坏.     

纤维类型对混凝土抗压强度和弯曲韧性的增强效应及变异性的影响

为研究单掺钢纤维、聚丙烯纤维和纤维素纤维对混凝土抗压强度及弯曲韧性的影响,在不同体积掺量下进行了混凝土试块的抗压强度及弯曲韧性试验,并对试验结果进行了变异性分析。试验结果表明：3种纤维混凝土抗压强度较素混凝土平均提高26.7%、6.1%和11.1%;二次抗压强度保持率分别达77.0%、45.7%和58.0%;抗弯承载力最大分别提高31.6%、3.5%和14.0%;基于荷载挠度曲线、Newkumar法及弯拉应力应变曲线分别计算的弯曲韧性指数I₂₀、Newkumar指标PCS_m和韧度比R_x分别为素混凝土的4.2、3.1、2.6倍,19.9、9.8、6.9倍和4.0、3.4、2.7倍。变异性分析结果表明,掺入纤维后混凝土的抗压强度变异性小于弯曲韧性。同时,基于Newkumar法和应力应变曲线法算得的混凝土弯曲韧性指标变异系数小于荷载挠度曲线法。总体而言,钢纤维增强混凝土的抗压强度和弯曲韧性最为显著,且变异系数最小。纤维素纤维增强混凝土抗压强度及聚丙烯纤维增强混凝土弯曲韧性则相对较显著。     

超高泵送钢纤维混凝土的初裂强度和弯曲韧性

参照美国材料与试验协会(ASTM)试验方法,对满足超高距离泵送要求且抗裂性能优异的纤维混凝土的初裂强度和弯曲韧性进行了研究。借助弯曲荷载-挠度全曲线,分析了纤维掺量和类型对韧性指数和初裂荷载的影响。结果表明,钢纤维混凝土的抗弯初裂强度、极限强度和弯曲韧性均随纤维掺量的增大而提高。其中,纤维体积率为0.8%,泵送高度达306 m的钢纤维混凝土的初裂强度和极限强度比基准混凝土分别提高了15.6%和31.4%,韧性指数I5提高5.22倍,I10提高8.7倍,I20提高12.39倍。     

钢纤维混凝土弯曲韧性实验研究

为探讨钢纤维掺量对钢纤维混凝土弯曲韧性的影响，按照美国材料与试验协会(ASTM)定义的弯曲韧性指数试验方法．测试了钢纤维混凝土的挠度、初裂强度和抗压强度，计算了钢纤维不同掺量下混凝土的弯曲韧性指数值．钢纤维的掺入，使混凝土的破坏形式由脆性破坏变为延性破坏，并具有一定的残余强度．在一定范围内，钢纤维混凝土的弯曲韧性与钢纤维掺量成正比，钢纤维掺量达到90kg／m^3时，混凝土的弯曲韧性指数已接近理想弹塑性材料．掺量在30～90kg／m^3范围内，钢纤维混凝土的初裂强度变化不明显．     

基于ANSYS的再生混凝土梁抗裂性能有限元分析

为分析不同掺量硅粉和聚丙烯纤维对再生混凝土梁抗裂性能的影响,对5根再生混凝土梁的开裂荷载、极限荷载、应力分布和荷载-挠度曲线进行了ANSYS有限元分析。结果表明：硅粉和聚丙烯纤维的掺入,提高了再生混凝土的强度和整体刚度,使得梁抵抗拉应力的能力提高,抗裂性能增强、延性提高,开裂荷载和极限荷载均增大。当硅粉掺量为8%,聚丙烯纤维掺量为0.9 kg/m3时,试件的开裂荷载和极限荷载达到最大值,分别为23.66 kN和128.5kN,较SF₀P₀均提高20%以上。     

超短超细钢纤维混凝土弯曲性能研究

为研究钢纤维混凝土(SFRC)的弯曲性能,对不同强度等级(普通混凝土-NC、高强混凝土-HSC)、不同纤维体积掺量和不同纤维长度的钢纤维混凝土梁进行四点弯曲试验。结果表明:纤维长径比越大纤维体积掺量越多,SFRC的极限承载力越大,荷载-挠度曲线也越饱满;增加纤维掺量可以提高SFRC的抗折初裂强度,且抗折初裂强度随纤维体积掺量的增加线性增加;HSC表现出很好的韧性,但HSC的弯曲韧度比却小于NC。     

钢管-RPC轴拉承载力试验研究

为了确定钢管-钢纤维活性粉末混凝土(RPC)轴拉性能,通过共40根钢管-RPC试件的轴拉试验,对比分析了不同养护温度、钢纤维体积掺量和钢管壁厚的钢管-RPC轴拉试件的应变增长模式和破坏机理。研究结果表明,钢管-RPC轴拉荷载-应变增长模式与钢管混凝土类似;钢管-RPC初裂荷载约为峰值荷载的25%;钢管-RPC的轴拉极限承载力可参考钢管混凝土抗拉承载力的定义方法进行确定。     

CFRP增强圆钢管混凝土受弯构件试验

目的了解圆截面CFRP-钢管混凝土受弯构件的静力性能，分析荷载-跨中挠度曲线特性以及纵向CFRP层数对该类构件极限承载力的影响．方法对8根圆截面CFRP-钢管混凝土受弯构件以及用于对比的2根圆截面钢管混凝土受弯构件开展静力试验并分析试验结果．结果对于仅缠绕1层环向CFRP的圆CFRP-钢管混凝土受弯试件，其荷载一跨中挠度曲线类似于对应的圆钢管混凝土受弯构件的曲线；对于包裹纵向CFRP的构件，其荷载一跨中挠度曲线可以划分为以下几个阶段：弹性阶段．弹塑性阶段和下降段．结论在本文试件参数范围内，仅环向缠绕1层CFRP对圆钢管混凝土受弯构件的承载力并无显著影响；圆CFRP-钢管混凝土受弯构件的延性性能要好于圆截面FRP筒内填混凝土受弯构件．     

超高韧性水泥基材料的制备技术

分别采用活性粉末混凝土（RPC）和渗浇钢纤维混凝土（SIFCON）两种制备工艺,根据水泥基材料结构的多尺度特征,研究了由碳酸钙晶须和微钢纤维复合增强的超高韧性水泥基材料（Ultra-High-Toughness Cementitious Composite,简称UHTCC）的制备技术,测试UHTCC不同配比的抗压强度、抗折强度、抗弯强度以及单轴拉伸性能,采用折压比、韧性指数等多个指标对UHTCC的韧性进行了评价。试验表明：UHTCC的抗压强度、抗折强度、抗弯强度以及延性和韧性都远高于普通钢纤维混凝土,其抗弯强度最高达65.1 MPa、韧性指数I₂₀最高达49.21,单轴拉伸试验时呈现明显的假应变硬化行为,极限拉应变可达4%~8%。相对而言,利用SIFCON工艺制得的水泥基材料韧性更高。     

层布式混杂纤维混凝土弯曲韧性的试验研究

介绍了评价纤维混凝土弯曲韧性的不同方法,提出了修正的弯曲韧度方法来确定初裂挠度,克服其初裂挠度确定困难的缺点.通过试验研究了素混凝土、聚丙烯纤维混凝土和层布式混杂纤维混凝土的弯曲韧性.结果表明,聚丙烯纤维混凝土的弯曲韧度指数高于素混凝土,层布式混杂纤维混凝土的弯曲韧度指数也高于素混凝土,最后分析了纤维混凝土的增韧机理.     

外掺材料对混凝土弯曲韧性的影响

利用聚丙烯纤维网和聚丙烯酰胺制备高柔韧性混凝土,通过强度试验和弯曲韧性试验,研究了聚丙烯纤维网和聚丙烯酰胺对混凝土韧性的改性效果,并通过扫描电镜对改性混凝土的微观结构进行了全面分析.试验结果表明聚丙烯纤维网和聚丙烯酰胺不仅能提高抗折强度和弯曲韧性,而且对混凝土微观结构的改善有显著作用,并可降低压折比,分析表明聚丙烯纤维网的最佳掺量为0.9kg/m3,聚丙烯酰胺的最佳掺量为8%.     

钢纤维高强钢筋混凝土梁剪切韧性试验研究

通过6根钢纤维高强钢筋高强混凝土梁及2根对比梁的斜截面受剪试验,研究钢纤维掺量和混凝土强度对高强钢筋混凝土梁剪切性能的影响。结合弯曲韧度指数确定方法和梁受剪破坏特点,以梁受剪试验荷载挠度曲线为基础,提出改进多特征点法计算剪切韧性指标,定量分析钢纤维掺量及混凝土强度对剪切韧性的影响。结果表明,改进多特征点法能够客观、全面地表达梁的剪切韧性。     

异型塑钢粗合成纤维混凝土在道桥工程中的应用

介绍了粗合成纤维的种类及各自特点,在试验的基础上,着重阐明了异型塑钢粗合成纤维混凝土的抗拉强度、弯曲韧性、抗弯冲击、抗疲劳、轴向拉伸、抗断裂及抗腐蚀等力学性能与耐久性,论述了用于道桥施工的技术问题,并对未来的应用前景做了展望．