钢纤维活性粉末混凝土与钢筋粘结性能研究

通过中心拔出试验对钢纤维掺量为0%~2%的活性粉末混凝土与变形钢筋间的粘结性能进行研究,结果表明钢纤维掺入后能提高活性粉末混凝土的抗拉强度,改变粘结破坏形式,得到粘结应力-滑移曲线的下降段;钢纤维活性粉末混凝土与钢筋间的拔出粘结应力-滑移曲线可分为微滑移段、滑移段、非线性段及下降段四个阶段,劈裂粘结强度及极限粘结强度随钢纤维掺量的增加约呈线性增长。     

钢纤维活性粉末混凝土抗冻性能试验研究

通过试验以钢纤维0%,0.5%,1%,2%,3%五种不同掺量掺入活性粉末混凝土中,研究了钢纤维对混凝土抗冻性能的影响规律,试验冻融循环次数和钢纤维体积率对钢纤维混凝土冻融后相对动弹性模量变化、质量损失和劈裂强度损失的影响,分析了冻融环境下钢纤维对混凝土的增强机理。结果表明,活性粉末混凝土在冻融循环作用下,掺入钢纤维可以改善活性粉末混凝土的抗冻性能。钢纤维以2%的掺量与粉煤灰、硅灰复合掺入混凝土中,可以配制高抗冻性能的活性粉末混凝土。     

配置碳纤维预应力筋的钢纤维活性粉末混凝土无腹筋梁疲劳性能试验研究

对6根仅配置纵向CFRP预应力筋的钢纤维活性粉末混凝土（RPC）无腹筋梁试件进行了静力和疲劳试验,研究了RPC钢纤维含量、疲劳荷载水平、加载方式等参数对其疲劳性能的影响。结果表明：疲劳荷载作用下梁试件发生剪切破坏;无论是承受静力荷载还是疲劳荷载的梁试件,都不宜过高估计钢纤维的作用而取消抗剪腹筋;提高钢纤维含量可以显著改善梁试件的疲劳性能,钢纤维含量为3%的CFRP预应力筋RPC无腹筋梁,若RPC的主拉应力小于其抗拉强度的50%,可免于疲劳破坏;经回归分析,给出了试验梁的刚度退化方程及RPC主拉应力与疲劳寿命关系方程。     

不同钢纤维量活性粉末对混凝土抗拉强度的影响作用

通过探究不同钢纤维量活性粉末对混凝土抗拉轻度的试验,对活性粉末混凝土的劈裂抗拉强度、轴心抗拉强度、轴心受拉应力进行测定,进而研究不同钢纤维量体积率对活性粉末混凝土劈裂抗拉强度以及轴心抗拉强度的影响。试验表明,活性粉末混凝土的劈裂抗拉强度、轴心抗拉强度会伴随钢纤维掺量的不断增加而呈现出线性增大的规律;指出活性粉末混凝土轴心抗拉强度与劈裂抗拉强度间的关系,进而建立相对应的数学模型。     

活性粉末混凝土椭圆形混凝土排水管力学性能研究

本文通过对椭圆形混凝土排水管截面参数优化设计、原材料选择和结构有限元计算,制作出公称直径500mm的RPC椭圆形排水管。按国家标准对管道进行了相关力学试验,分析了活性粉末混凝土管的位移-荷载全曲线、应力-荷载全曲线。研究钢纤维活性粉末混凝土椭圆管受力变形规律;给出了钢纤维活性粉末混凝土椭圆管设计、生产参数。研究成果可为钢纤维活性粉末混凝土在异型管道中的应用提供依据。     

掺入钢纤维和聚丙烯纤维对活性粉末混凝土使用寿命的影响

对掺入两种不同纤维的活性粉末混凝土在不同养护条件下的使用寿命进行了试验研究,分析掺不同纤维对活性粉末混凝土使用寿命的影响。试验结果表明:经过湿热养护后活性粉末混凝土试块的使用寿命得到较大提高;掺钢纤维使活性粉末混凝土的寿命降低,且每掺入1%的钢纤维,活性粉末混凝土的寿命降低5%~10%;掺聚丙烯纤维能提高活性粉末混凝土的寿命,最多能提高15%,聚丙烯纤维的掺量超过0.2%后,其对活性粉末混凝土寿命的提高作用不明显;混合掺入两种纤维时,钢纤维对活性粉末混凝土寿命的降低作用和聚丙烯纤维对活性粉末混凝土寿命的提升作用是相互叠加的。     

掺纳米二氧化硅的RPC单轴受压力学性能

为研究不同骨料、纳米二氧化硅和钢纤维掺量对活性粉末混凝土峰值应力、峰值应变、弹性模量、横向变形系数等基本力学件能参数及应力应变关系的影响规律,在MTS试验机上对活性粉末混凝土棱柱体试件进行了单轴受压试验.试验结果表明:纳米二氧化硅的掺入可有效地提高活性粉末混凝土的抗压强度和峰值应变,在0.16水胶比下其轴心抗压强度可达172 MPa;标准砂对活性粉末混凝土抗压强度及变形能力的贡献比普通河砂大;在较小水胶比条件下,钢纤维掺量的增加反而会降低活性粉末混凝土的抗压强度,但对峰值应变的提高有一定贡献.     

低温钢纤维混凝土梁抗折疲劳特性的试验研究

在国内外有关钢纤维混凝土疲劳特性研究的基础上,试验研究了低温下钢纤维混凝土梁抗折疲劳特性.试验结果表明,应力水平对低温养护钢纤维混凝土梁抗折疲劳寿命产生显著影响,低应力水平下的疲劳寿命远远高于高应力水平下的疲劳寿命.     

生态钢纤维活性粉末混凝土力学特性试验与分析

为改变钢纤维价格对活性粉末混凝土推广的制约,提高废旧资源再生利用价值,探究生态钢纤维用于增强活性粉末混凝土的可行性,对生态钢纤维和原生钢纤维增强活性粉末混凝土的强度、无切口梁4点弯曲韧性和切口梁3点弯曲断裂特性进行了试验研究。结果表明:生态钢纤维体积掺率从0%增加到1.2%、1.8%、2.4%、3.0%时,立方体抗压强度、劈裂抗拉强度不断提高;生态钢纤维掺率2.4%~3.0%时,试件残余强度得到显著提高,韧性指标值达到理想弹塑性材料水平,断裂韧度是素活性粉末混凝土的7~10倍,韧性和抗断裂性能得到显著改善。同原生钢纤维增强活性混凝土性能相比,适宜掺率的生态钢纤维对活性粉末混凝土能够发挥较好的增强、增韧、抗裂作用,生态钢纤维可以替代部分或者全部的原生钢纤维达到相近的增强增韧效果。     

掺不同纤维的活性粉末混凝土力学性能研究

通过对16组分别掺入钢纤维和聚丙烯纤维的活性粉末混凝土试件进行抗压、抗折强度试验,并且对每组试件采用了三种不同的养护方案。试验结果表明:热水养护对活性粉末混凝土的抗压和抗折强度有较大幅度的提升,当温度达75℃时,提升幅度10%~30%;相比单掺聚丙烯纤维单掺钢纤维对活性粉末混凝土试块的抗压、抗折强度提升幅度更大,钢纤维含量为4%时活性粉末混凝土的抗压和抗折强度分别提高21%和53%;钢纤维掺量为2%和聚丙烯纤维掺量为0.3%并且经过75℃高温养护的活性粉末混凝土试块其抗压、抗折力学性能达到最优,其抗压强度达到168.4MPa,抗折强度达到31.57MPa。     

活性粉末混凝土的疲劳强度研究

针对活性粉末混凝土的疲劳强度进行了研究,通过对24个尺寸为70min×70mm×210mm的活性粉末混凝土试件施加轴向压疲劳荷载,获得了不同应力水平和应力比作用下活性粉末混凝土的疲劳寿命.结果表明,活性粉末混凝土的疲劳寿命统计分布规律服从两参数Weibull分布,建立了活性粉末混凝土的疲劳寿命方程,确定了方程中的参数,研究结果可用以预测一定存活率要求下活性粉末混凝土的疲劳寿命.     

钢筋活性粉末混凝土梁全寿命周期疲劳应力计算方法研究

为了分析钢筋活性粉末混凝土梁在疲劳荷载作用下正截面力学性能随疲劳荷载作用次数不断劣化的过程,结合现有的钢筋混凝梁疲劳研究成果和本文钢筋活性粉末混凝土梁疲劳试验,提出了适用于活性粉末混凝土的疲劳变形模量退化模型和疲劳残余应变发展模型,并根据应变等效性假说推导得到了钢筋的弹性模量退化模型。在此基础上,采用钢筋弹性模量和活性粉末混凝土疲劳变形模量作为相应材料的损伤参量,同时考虑活性粉末混凝土残余应变和裂缝不能完全闭合的影响,应用分段线性的方法,提出了钢筋活性粉末混凝土梁全寿命周期正截面疲劳应力的计算方法。由该方法计算得到的理论值与试验值的对比分析表明:理论值与试验值吻合较好,具有一定的精度。该计算方法能较好地对钢筋活性粉末混凝土梁进行疲劳全过程分析,可部分代替费时、费力的疲劳试验。     

钢纤维掺量对RPC流动性和强度的影响

纤维增强活性粉末混凝土不仅要追求强度,更要考虑实际工作性能。通过对不同钢纤维掺量的活性粉末混凝土进行强度与坍落扩展度试验,对试验数据进行分析,得出钢纤维掺量与坍落扩展度、强度和折压比的关系;拟合钢纤维掺量与强度、折压比的经验公式;结果表明适量的钢纤维掺量对活性粉末混凝土的增强增韧效果显著,过大掺入钢纤维会造成拌和困难和抗压强度减小,综合流动性、强度、经济效益适宜钢纤维掺量为2.0%左右。     

钢纤维活性粉末混凝土力学特性

对钢纤维掺量(体积分数,下同)为0%,1%,2%和4%的4种活性粉末混凝土(RPC),在较长龄期(3a)时进行单轴压缩试验,得到其轴向、径向应力-应变全曲线及轴应力-体应变曲线,并对以上曲线进行分析.结果表明:钢纤维活性粉末混凝土(SFRPC)峰值强度随钢纤维掺量的增加几乎呈线性增加,当钢纤维掺量为4%时,其圆柱体试件(Ф50×100mm)峰值强度可达218MPa;轴向峰值应变及平均泊松比随钢纤维掺量的增加而增加;钢纤维掺量为0%的素RPC弹性模量最大,钢纤维掺量为1%,2%和4%的SFRPC弹性模量相当;素RPC表现为劈裂破坏,钢纤维掺量为1%的SFRPC表现为单剪切破坏,而钢纤维掺量为4%的SFRPC表现为X形剪切破坏.     

常温养护条件下活性粉末混凝土力学性能正交试验研究

通过常温养护条件下活性粉末混凝土力学性能正交试验,选用普通硅酸盐水泥和超细矿渣粉作为主要胶凝材料,研究了水胶比、粉煤灰掺量、硅灰掺量、石英粉掺量、胶砂比、钢纤维掺量和减水剂含量对活性粉末混凝土抗压强度和抗折强度等基本力学性能的影响。试验结果表明,水胶比、钢纤维掺量和减水剂含量对活性粉末混凝土的力学性能影响最为显著,粉煤灰掺量对改善活性粉末混凝土的抗压和抗折性能效果最好。在此基础上,以常温养护条件下活性粉末混凝土的高强度为目标,通过大量的力学试验,得到优化的最佳因素水平组合为水胶比0.18、粉煤灰掺量20%、硅灰掺量25%、石英粉掺量20%、胶砂比1∶1.0、钢纤维掺量3.0%、减水剂含量2.0%。     

活性粉末混凝土弯曲韧性评价方法与试验研究

通过不同体积掺率和不同品种钢纤维增强活性粉末混凝土的弯曲韧性试验,探讨了钢纤维体积掺率、钢纤维直径、端部构造对活性粉末混凝土增韧效果的影响规律,最后分析了几种常用的弯曲韧性评价方法对表征活性粉末混凝土韧性的适用性和存在的问题,研究成果将为活性粉末混凝土的结构设计和工程施工提供参考。     

不同养护条件下钢纤维掺量对RPC强度的影响

为了研究钢纤维含量和养护条件对活性粉末混凝土强度的影响规律,进行了五种钢纤维体积掺量和标准、高温、自然三种养护条件下的活性粉末混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度试验。试验结果表明,随着钢纤维体积含量的增加,混凝土的抗压强度有一定的增强,当钢纤维体积含量大于3.5%时,其抗压强度不再增加;随着钢纤维体积含量的增加,劈裂抗拉强度在钢纤维含量小于2%情况下,增长较明显,其中标准养护下的劈裂抗拉强度的增幅为12.5%,高温养护下的劈裂抗拉强度增加了1.14倍,而自然养护下的劈裂抗拉强度的增幅为22.7%。当钢纤维体积含量超过2%,其劈裂强度几乎保持不变,强度值为10.8MPa。高温养护条件有利于活性粉末混凝土的抗压强度的增强,但对劈裂抗拉强度影响不大。     

RC类活性粉末混凝土钢筋锚固性能试验研究

为了研究RC类活性粉末混凝土与钢筋的粘结锚固性能,分别以RC类活性粉末混凝土抗压强度、钢纤维体积掺量、钢筋直径和钢筋的粘结长度为参数,设计制作了22组试件。对试件采用中心拔出试验,获得各试件的试验数据。对试验数据的分析结果表明:随着RC类活性粉末混凝土抗压强度的增大,混凝土与钢筋间极限粘结强度呈线性增长;钢纤维的掺入量能有效延缓裂缝的发展;钢筋与混凝土间极限粘结强度随钢筋直径的增大而减小,且钢筋与RC类活性粉末混凝土的粘结长度越长,粘结应力分布越不均匀。基于试验数据提出了RC类活性粉末混凝土与钢筋极限粘结强度计算公式,进而采用中心点法并参考现有混凝土设计规范中关于钢筋锚固长度的计算方法,建立了RC类活性粉末混凝土与钢筋粘结锚固长度的计算公式。     

基于正交试验的钢纤维活性粉末混凝土配合比优化设计

活性粉末混凝土是一种高强度、高韧性、高耐久性的超高性能混凝土.为了研究钢纤维活性粉末混凝土的最佳配合比,设置水胶比、钢纤维掺量、粉煤灰掺量、硅粉掺量和减水剂掺量5个因素在4种水平下的正交试验,并以试件的抗压强度和抗折强度为评价指标.结果表明:5个因素对活性粉末混凝土强度的影响程度依次为:水胶比、减水剂掺量、钢纤维掺量、粉煤灰掺量和硅灰掺量;活性粉末混凝土的最佳配合比为:水胶比0.2、减水剂掺量5%、钢纤维掺量2%、粉煤灰掺量0.2、硅粉掺量0.18.     

钢筋钢纤维高强混凝土梁疲劳试验研究及刚度计算

通过1根钢筋高强混凝土梁和12根钢筋钢纤维高强混凝土梁的静载及等幅疲劳试验,分析静载和疲劳荷载作用下钢筋钢纤维高强混凝土梁挠度和刚度变化规律,以及疲劳应力比、钢纤维类型、钢纤维体积率、钢纤维掺入截面高度和混凝土强度等对钢筋钢纤维高强混凝土梁挠度的影响。结果表明：在钢筋高强混凝土梁中掺加钢纤维能有效限制梁刚度的退化,显著提高梁的抗弯刚度,减小梁的跨中挠度,使静载和疲劳荷载作用下梁的跨中挠度分别降低了19.0%~69.1%和15.0%~61.0%。在试验研究的基础上,通过理论分析修正了静载作用下钢纤维影响梁短期刚度的系数,提出了考虑疲劳次数和钢纤维含量特征值影响的钢筋高强混凝土梁疲劳刚度的计算方法,并将计算结果与试验结果进行了对比,两者符合较好。