膨胀剂对喷射补偿收缩钢纤维混凝土力学性能的影响

对钢纤维和不同膨胀剂掺量下的喷射补偿收缩钢纤维混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度进行了试验研究。结果表明,随着膨胀剂掺量的增加,钢纤维对喷射补偿收缩钢纤维混凝土的增强作用越明显,但膨胀剂掺量超过一定限度会明显降低这种增强作用,钢纤维体积率掺量为0和1.2%的喷射补偿收缩钢纤维混凝土中,膨胀剂的最佳匹配掺量分别为6%和8%。     

尾矿砂喷射钢纤维混凝土弯曲韧性研究

以尾矿砂取代天然砂配制的尾矿砂喷射钢纤维混凝土,并参照美国材料与试验协会(ASTM)试验方法,借助弯曲荷载-挠度曲线,分析粉煤灰掺量、硅粉掺量和钢纤维掺量对混凝土弯曲韧性影响。结果表明:粉煤灰降低尾矿砂喷射钢纤维混凝土峰值荷载和峰值位移。而钢纤维对峰值荷载影响较小,对变形性能影响较大,同时,增大硅粉掺量仅能提高混凝土的峰值荷载。另外,发现尾矿砂喷射钢纤维混凝土的最优粉煤灰掺量和钢纤维掺量为20%和40%。     

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.     

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。     

喷射补偿收缩钢纤维混凝土带模与标准养护抗压强度对比分析

通过正交试验对喷射素混凝土、喷射补偿收缩混凝土、喷射钢纤维混凝土、喷射补偿收缩钢纤维混凝土带模养护与标准养护的抗压强度进行了极差和对比分析.试验结果表明,钢纤维体积率与膨胀剂掺量的推荐组合,在标准养护条件下为0.8％和6％,在带模养护条件下为1.6％和6％;在膨胀剂掺量为10％,钢纤维体积率为1.6％时,抗压强度提高比...     

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。     

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。     

钢纤维对地坪混凝土性能的影响

通过引入不同型号和掺呈的钢纤维.着重研究其对C25地坪混凝土工作性能,力学性能、弯曲韧性和抗冲击性能的影响规律和作用机理.试验结果表明:不同型号钢纤维对地坪钢纤维混凝土的工作性能影响不同,在同一型号钢纤维下随着掺量增加地坪钢纤维混凝土的工作性能降低;相对不掺入钢纤维的地坪混凝土,掺入钢纤维后地坪钢纤维混凝土抗压强度均略有下降,但抗折强度都能提高50%以上,弯曲韧性和抗冲击性能也都可得到显著改善:掺量对地坪钢纤维混凝土抗折强度、弯曲韧性和抗冲击性能的影响不明显.通过试验结果综合分析,C25地坪钢纤维混凝土选用CW07型钢纤维,掺量在20-30 kg/m3较为合适.     

钢纤维膨胀混凝土力学性能试验研究

对钢纤维膨胀混凝土抗压强度、抗拉强度、抗折强度及抗折韧性进行了试验研究,试验结果表明：钢纤维和膨胀剂的联合作用,大大提高了混凝土的抗压强度、劈拉强度及抗折初裂强度,并在一定程度上提高了混凝土的极限抗折强度及抗折韧性。     

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。     

隧道钢纤维喷射混凝土性能试验及其工程应用

 根据钢纤维喷射混凝土结构力学原理,为了研究钢纤维混凝土喷层在隧道单层永久衬砌支护中适用性,先分析钢纤维在混凝土中的增强力学作用机制,然后完成钢纤维喷射混凝土合理配比、抗拉、抗压、抗折及抗折初裂强度和弯曲性能等指标的室内试验;并结合具体的隧道现场喷射试验,以及围岩应力、钢纤维混凝土喷层应力及洞周附加水平收敛等监测数据进行分析。研究结果表明,钢纤维喷混凝土抗拉、抗折强度高,韧性好,喷层中的应力分布较均匀,具有较好的让压能力,喷射作业回弹损失量减少,说明钢纤维喷射混凝土是一种理想的单层衬砌支护材料,具有较好的推广应用价值。     

Performance of toughness indices for steel fiber reinforced shotcrete

To indicate the flexural toughness of Steel Fiber Reinforced Concrete or Shotcrete (SFRC or SFRS), several indices have been developed and some of them are now national standards. Whether these indices can properly indicate the actual toughness of sprayed shotcrete is of concern. This paper aims at assessing the performance of the indices for a variety of SFRS sprayed at job site, instead of being cast in laboratory. The mixture actually sprayed, especially the steel fiber content, may differ from the mixture before spraying and this inherently affects the toughness of SFRS, therefore, counting of steel fiber over the fracture surface of a tested beam was conducted. This is helpful in interpreting the experimental results. The indices evaluated include: toughness index (I); residual strength factor (R); equivalent flexural strength (f_e); and the indices based on the residual flexure stress method, including a Norwegian index, f, and a proposed relative residual stress factor f_m. The experimental results reveal that increases of steel fiber content, cement content, silica fume content and the aspect ratio of the steel fibers improve the toughness of SFRS. The performance of the indices is evaluated on the basis of the following factors: independence with regard to the testing machine as well as sufficient sensitivity to the ingredients of SFRS. The results of evaluation indicate that the indices based on the residual flexural stress method, and involving greater deflection, tend to perform better in indicating the toughness of SFRS.     

仿钢丝聚丙烯长纤维对钢纤维混凝土力学性能影响

按照国际标准对新型仿钢丝聚丙烯合成长纤维增强高性能混凝土的工作度、含气量、强度及弯曲韧性进行了试验研究。其中对该纤维混凝土的弯曲韧性按照国际材料与结构联合会(RILEM)标准进行了研究,同时还对比了钢纤维混凝土及新型聚丙烯长纤维与钢纤维混杂时纤维混凝土的韧性,得出了不同纤维混凝土的能量吸收值和等效抗弯强度,探讨了新型聚丙烯长纤维部分取代钢纤维的可能性。试验表明,该纤维具有很好的增韧效果,可以部分取代钢纤维来达到增韧增强和降低成本的目的。     

钢纤维对高性能混凝土弯曲韧性和断裂能影响的试验

参照国际材料与结构联合会标准(RILEM),对钢纤维高性能混凝土开口梁进行三点弯曲试验。试验结果表明,钢纤维类型和掺量均为影响高性能混凝土弯曲韧性和断裂能的重要因素。高性能混凝土的能量吸收能力和断裂能随纤维掺量的提高而提高;与低强凸痕型钢纤维相比,端部带弯钩的高强钢纤维对高性能混凝土弯曲韧性和断裂能的提高效果更为显著。综合利用断裂能和弯曲韧性指标,才能更全面地描述混凝土在弯曲过程中的受力与破坏特征。     

聚丙烯纤维混凝土力学性能试验研究

试验研究了聚丙烯纤维混凝土的抗压强度、抗剪强度、抗冲磨强度及弯曲性能，并与钢纤维混凝土进行了对比。结果表明：在混凝土基体不变情况下，低掺量聚丙烯纤维(掺量为0．91kg／m^3)略微降低混凝土的抗压强度和抗剪强度，少许提高混凝土的抗弯强度，显著提高混凝土的弯曲韧性和断裂能，从而起到阻裂和增韧作用，而对混凝土的抗冲磨性能几乎没有改善。另外．网状聚丙烯纤维对混凝土抗弯强度和韧性的改善优于聚丙烯单丝纤维，但它们较钢纤维的增强增韧效果还有一定差距。     

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。     

Effects of fibers on expansive shotcrete mixtures consisting of calcium sulfoaluminate cement,ordinary Portland cement,and calcium sulfate

The mining industry often uses shotcrete for ground stabilization. However, cracking within shotcrete is commonly observed, which delays production schedules and increases maintenance costs. A possible crack reduction method is using expansive shotcrete mixture consisting of calcium sulfoaluminate cement (CSA), ordinary Portland cement (OPC), and calcium sulfate (CS) to reduce shrinkage. Furthermore, fibers can be added to the mixture to restrain expansion and impede cracking. The objective of this paper is to study the effects of nylon fiber, glass fiber, and steel fiber on an expansive shotcrete mixture that can better resist cracking. In this study, parameters such as density, water absorption, volume of permeable voids, unconfined compressive strength (UCS), splitting tensile strength (STS), and volume change of fiber-added expansive mixtures were determined at different time periods (i.e. the strengths on the 28th day, and the volume changes on the 1st, 7th, 14th, 21st, and 28th days). The results show that addition of fibers can improve mixture durability, in the form of decreased water absorption and reduced permeable pore space content. Moreover, the expansion of the CSA-OPC-CS mixture was restrained up to 50% by glass fiber, up to 43% by nylon fiber, and up to 28% by steel fiber. The results show that the STS was improved by 57% with glass fiber addition, 43% with steel fiber addition, and 38% with nylon fiber addition. The UCS was also increased by 31% after steel fiber addition, 26% after nylon fiber addition, and 16% after glass fiber addition. These results suggest that fiber additions to the expansive shotcrete mixtures can improve durability and strengths while controlling expansion.