纤维增强生态混凝土弯曲疲劳特性

系统研究了全掺钢纤维、玻璃纤维、腈纶纤维及全掺腈纶纤维混凝土梁底撒布一层钢纤维等结构形式的弯曲疲劳特性,探讨了粉煤灰对纤维混凝土疲劳性能的影响。试验表明：粉煤灰能显著改善纤维混凝土弯曲疲劳性能;玻璃纤维对混凝土疲劳性能的改善效果比腈纶纤维和钢纤维稍差;掺粉煤灰时,当腈纶纤维掺量为1．0kg／m^3时,全掺纤维混凝土的疲劳强度比基准混凝土提高了约12％,素混凝土梁底层撒布一层2．6kg／m^2的钢纤维时,纤维混凝土梁的疲劳强度比基准混凝土提高了12％,在腈纶纤维掺量为1．0kg／m^3纤维混凝土梁底部撒一层2．6kg／m^2时,纤维混凝土的疲劳强度比基准混凝土提高了17％,即钢纤维与腈纶纤维联合使用后,构件的弯曲疲劳性有了较为显著的改善,对于道路及桥梁采用这一结构形式比较理想。     

纤维品种和掺量对桥面板高性能混凝土耐久性能及微观结构的影响

为了系统研究纤维高性能混凝土的力学性能、抗冻性能、疲劳特性,将不同掺量的聚丙烯纤维、钢纤维、聚乙烯醇纤维掺入到掺加粉煤灰的C50高性能混凝土中,基于坍落度试验、抗压强度试验、抗除冰盐冻循环试验、冻融循环试验、弯曲疲劳试验,分析了纤维品种和掺量对高性能混凝土的力学性能、抗冻性和疲劳耐久性的影响,利用扫描电子显微镜从微观结构角度分析了力学性能试验的结论。结果表明,聚丙烯纤维、钢纤维和聚乙烯醇纤维掺量越高,高性能混凝土的工作性越差;掺加纤维能够改善高性能混凝土的抗压强度和弯拉强度,显著提高高性能混凝土的抗盐冻侵蚀性能、抗冻性能和抗疲劳耐久性能。聚丙烯纤维、钢纤维、聚乙烯醇纤维对高性能混凝土力学强度、抗冻性能和疲劳性能的影响存在界面增强效应、加筋阻裂效应的双重作用,从而有效延缓微裂纹的扩展和阻滞宏观裂缝的发生。适宜的聚丙烯纤维、钢纤维、聚乙烯醇纤维掺量应控制在0. 6～0. 9、1. 2～1. 5、0. 9～1. 2 kg/m3,建议工程实践中优先选择掺加聚乙烯醇纤维,研究成果为甄选纤维和确定经济合理的纤维掺量具有重要意义。     

高强度纤维素纤维混凝土抗渗透性能试验研究

混凝土抗渗性能是衡量混凝土耐久性的重要指标.通过纤维素纤维混凝土的抗渗性能试验,研究了纤维掺量对C50高强度混凝土抗渗性能的影响规律,分析了影响纤维素纤维混凝土渗透性能的主要因素.试验结果表明:纤维素纤维显著提高了混凝土的抗渗性能,随着纤维掺量的增加,混凝土渗透系数不断减小,抗渗性能逐渐提高,即使纤维素纤维掺量为0.9 kg/m3,也能使混凝土抗渗性能得到明显改善.     

耐碱玻璃纤维混凝土的抗弯冲击性能研究

耐碱玻璃纤维在混凝土中分散性良好,显著改善了混凝土的抗弯冲击性能。由梁弯曲冲击试验发现:当玻璃纤维掺量为1.6~2.7 kg/m3时,纤维掺量2.7 kg/m3(G 3)的初裂冲击次数比掺量2.0 kg/m3(G 2)和1.6 kg/m3(G 1)时分别提高1.97倍和2.81倍,比素混凝土提高10.97倍;G 2的初裂冲击次数比G 1提高28%,比素混凝土提高3.03倍。G 3的破坏冲击次数比G 2提高1.95倍,比G 1提高2.78倍,比素混凝土提高11.01倍;G 2的破坏冲击次数比G 1提高28%,比素混凝土提高3.08倍;G 1的破坏冲击次数比素混凝土提高2.18倍。纤维质量掺量由2.0 kg/m3提高到2.7 kg/m3时,对改善混凝土抗弯冲击性能效果十分显著。玻璃纤维显著改善了混凝土的抗弯冲击性能,可以用于机场道面、桥面等工程。     

高强度纤维素纤维混凝土抗冻融性能试验研究

冻融破坏是混凝土耐久性的重要病害之一,严重影响混凝土结构的使用寿命.本试验研究了C50高强度混凝土抗冻性能随纤维素纤维掺量的变化规律,探讨了纤维素纤维改善混凝土抗冻性能的机理.试验结果表明:掺加纤维素纤维可以明显改善混凝土的抗冻性能,随着冻融次数的增加,纤维的作用愈加明显;300次冻融循环后,素混凝土的相对动弹性模量降为42.46%,而纤维混凝土试件U1、U2、U3和U4的相对动弹性模量分别为68.21%、67.42%、68.32%和70.17%.纤维掺量为0.9～1.5 kg/m<'3>时,纤维素纤维混凝土抗冻标号均大于D300.对于抗冻指标要求高的地区和结构,选用纤维掺量1.3 kg/m<'3>比较经济合理.     

纤维对C50防水混凝土抗裂及防渗性能的影响研究

通过试验研究了单掺聚丙烯纤维、钢纤维和复合钢纤维与聚丙烯纤维对C50防水混凝土力学、防渗及抗裂性能的影响。结果表明:纤维的掺入对混凝土的抗压强度影响不大,可明显提高其劈拉强度和抗裂性能,但会降低其抗水渗透和抗氯离子渗透性能,适量的聚丙烯纤维与钢纤维复掺可改善其防渗性能;复合钢纤维-聚丙烯纤维混凝土的性能优于单掺两种纤维的混凝土;1.05%体积掺量的钢纤维和0.15%体积掺量的聚丙烯纤维复合时,混凝土性能最佳。     

PVA／钢混杂纤维对水泥混凝土弯曲韧性的影响

通过设置3个不同的水胶比：0.30、0.35、0.40和3种纤维体积掺量：0、1.0％、1.5％,研究PVA/钢混杂纤维对混凝土韧性的影响。试验结果表明：结果表明：水胶比越大,混凝土脆性越大;纤维掺量是影响纤维增强水泥混凝土韧性的主要因素,纤维掺量越大,纤维混凝土变形硬化现象越明显,并且韧性指数值也越大,从荷载-挠度曲线中可以看出 PVA/钢纤维混凝土的变形硬化现象较 PVA纤维混凝土的显著。     

混杂复合纤维高性能混凝土断裂性能研究

为了研究混杂复合纤维对高性能混凝土断裂性能的影响，采用切口梁，对11种配合比的单掺及混掺纤维高性能混凝土进行断裂试验。基于断裂试验结果，采用理论分析方法，以比例极限强度、峰值强度、断裂能为评判指标，对其断裂性能、混杂效应进行了研究。结果表明:CTF纤维和PF单掺纤维混凝土断裂试验呈现出脆性破坏；试验中CTF，PF纤维断裂试验的最佳掺量分别为1.2，1.0 kg/m3；基于双掺纤维（CTF+PF）混凝土试验结果，分析得到了试验中双掺的最佳配比，同时通过计算得到对应于f_l，f_u和G_F的混杂效应系数分别为1.146，1.117，1.247，呈混杂正效应。     

超长复合型纤维水泥混凝土路用性能试验研究

以两组不同体积掺量的辅特维纤维(超长复合型纤维)水泥混凝土、钢纤维水泥混凝土及一组素混凝土进行路用性能试验研究,结果表明:辅特维纤维掺加到混凝土中后,能使抗折和抗压强度与素混凝土相比略有提高;180 d抗压弹性模量值略低于素混凝土,远远低于钢纤维混凝土,180 d抗折弹性模量值均大于素混凝凝土;温度收缩值、干缩量及质量损失率要远远低于素混凝土及钢纤维混凝土;且随着辅特维掺量的增加,其干缩量及质量损失率也在下降;辅特维混凝土的抗冲击性能、抗磨性能、抗冻性能与素混凝土相比,得到很大提高,但掺加两种纤维的混凝土其疲劳性能都差于素混凝土,而且体积掺量越大,辅特维纤维混凝土的抗折疲劳性能越差.辅特维纤维能否取代钢纤维以作为一种新的加强筋得以利用,还要考察辅特维纤维混凝土在实际应用中的情况,应铺筑试验路段,进行实际检测.     

高锆耐碱玻璃纤维混凝土弯曲疲劳特性试验研究

为了掌握高锆耐碱玻璃纤维对混凝土疲劳性能的改善效果,研究了不同应力水平、不同体积掺率的高锆耐碱玻璃纤维混凝土的弯曲疲劳特性。对比了高锆耐碱玻璃纤维与钢纤维、粗聚丙烯纤维增强混凝土弯曲疲劳寿命的差异。试验结果表明:在低应力水平为0.63时,体积掺率分别为0.25%、0.45%和0.75%的高锆耐碱玻璃纤维混凝土GF25、GF45和GF75的疲劳寿命比素混凝土分别提高了68%、171%和243%;中等应力水平0.67时,GF25、GF45和GF75的疲劳寿命比素混凝土分别提高了59%、154%和209%;较高应力水平为0.70时,GF25、GF45和GF75的疲劳寿命比素混凝土分别提高了53%、76%和115%。当中等应力水平为0.67时,GF75的疲劳寿命比同体积掺率为0.75%的粗聚丙烯纤维混凝土PPF75提高了130%,GF45的疲劳寿命比同体积掺率为0.45%的钢纤维混凝土SF45提高了104%。可见掺加了高锆耐碱玻璃纤维显著改善了混凝土的疲劳性能;在中等应力水平、同体积掺率下,高锆耐碱玻璃纤维对混凝土弯曲疲劳性能的改善效果优于钢纤维与粗聚丙烯纤维。     

配套使用电感试验和抗折试验对钢纤维混凝土力学特性及纤维分布的研究

纤维在混凝土中的含量和方向对钢纤维混凝土(SFRC)的力学性能有很大的影响,因此研究钢纤维在基体中的分布至关重要。本文对不同纤维含量(30,45和60 kg/m3)的传统钢纤维混凝土(CSFRC)和自密实钢纤维混凝土(SFRSCC)进行抗压、抗折和电感试验,分析钢纤维掺量对混凝土抗压强度、剩余抗折强度及纤维分布的影响规律。结果表明,钢纤维对混凝土抗压强度没有明显提高作用;荷载强度达到峰值之前,混凝土剩余抗折强度与钢纤维掺量成正比,且自密实钢纤维混凝土(SFRSCC)裂后性能更好;纤维含量对其分布没有明显影响。此外,本文通过电感试验验证了纤维含量和电感值的关系,结果表明,钢纤维对混凝土抗压强度没有明显提高作用;荷载强度达到峰值之前,混凝土剩余抗折强度与钢纤维掺量成正比,且SFRSCC裂后性能更好;而纤维掺量对其分布没有明显影响。     

路面纤维混凝土韧性试验研究

为获取纤维混凝土的荷载-挠度曲线,研究纤维对纤维混凝土韧度的影响,配制8组混杂纤维混凝土试件进行韧度试验,利用独立于试验机的数据采集装置获取试件的荷载-挠度曲线,分析不同纤维种类和掺量对纤维混凝土韧度指数的影响,并研究了韧度指数同弯拉强度的关系。结果表明：钢纤维对弯拉强度的贡献较大;铣削型钢纤维与仿钢丝聚丙烯纤维的组合对韧度的贡献最大,针状钢纤维混凝土的韧度随着纤维掺量的增加而增大;韧度指数随着纤维体积率和纤维根数的增加而增加;韧度指数高的试件弯拉强度不一定大,弯拉强度为6.7MPa对应着韧度指数的最低值。     

哑铃型钢纤维粉煤灰混凝土基本力学性能及抗弯韧性

为了研究哑铃型钢纤维对混凝土力学性能的效用，试验研究了新拌纤维混凝土的坍落度和密度，测定了纤维混凝土的抗压强度、弹性模量、抗劈裂强度；基于美国ASTM及日本JCI方法，用四点弯曲梁测得了抗弯初裂强度、抗弯拉强度和抗弯韧性等。试验证明：哑铃型纤维能够均匀地分散在混凝土中，纤维无结团现象；该纤维对混凝土具有良好的增强和增韧双重效应，对抗弯初裂强度、抗弯拉强度和抗弯韧性等力学指标都有明显的提高。     

混合配筋混凝土梁裂缝宽度试验及计算方法探讨

为了研究FRP筋与普通钢筋（HRB筋）混合配筋混凝土梁在受弯过程中的裂缝开展机理及其计算方法，设计制作8根混合配筋混凝土梁和3根普通钢筋混凝土梁。通过改变FRP筋种类、FRP筋直径、钢筋强度、FRP筋和钢筋配筋面积比以及截面配筋率等参数，对比分析试验梁抗弯承载力、裂缝分布、平均裂缝间距和裂缝宽度的变化规律。给出FRP筋与钢筋混合配筋混凝土梁抗弯承载力建议计算公式，并结合相关试验数据对其预测值和试验值进行分析，证明建议计算公式的精确性和合理性。根据传统的钢筋混凝土梁裂缝宽度计算理论，结合现有试验结果，对21根混合配筋混凝土梁的受弯开裂特性进行综合分析，提出正常使用阶段平均裂缝间距l_m和受拉纵筋应变不均匀系数ψ的计算公式，修正裂缝宽度短期扩大系数τ_s，并在此基础上提出短期最大裂缝宽度的建议计算公式。结果表明：混合配筋混凝土梁正截面仍符合平截面假定；随截面配筋率的增大，混合配筋混凝土梁的平均裂缝间距和最大裂缝宽度均逐渐减小；单层配筋混合配筋混凝土梁的最大裂缝宽度比双层配筋大；平均裂缝间距建议计算公式精度较好；短期最大裂缝宽度建议公式的计算值与实测值吻合较好。相关研究成果可为混合配筋混凝土梁的设计提供一定的参考。     

PHSW-PM加固RC桥梁受弯疲劳性能试验

提出一种新的预应力高强钢丝绳-聚合物砂浆面层抗弯加固RC桥梁技术（PHSW-PM加固技术）,通过1根受弯加固梁的静力试验和4根受弯加固梁的疲劳试验,重点研究加固层界面状况、预应力水平及锚固方式等参数对加固试件受弯疲劳性能的影响。试验结果表明：所提加固技术可有效提高RC梁的抗弯承载力,在0.2P_u1~0.35P_u1（P_u1为试件SWB-S-1的极限承载力）疲劳荷载幅值下,所有加固件均能承受200万次疲劳荷载作用,未出现明显疲劳破坏特征;与采用端部锚固方式相比,采用分布式锚固方式可有效提高加固层与原构件界面的黏结性能,显著增强加固层与被加固件共同工作性能,采用分布式锚固方式加固构件在疲劳后静载试验发生弯曲破坏,钢丝绳高强特性得到充分发挥,延性也得到有效提高;采用端部锚固方式的加固构件,加固层界面黏结性能缺乏稳定性,易发生黏结锚固破坏,降低加固效果,有界面缺陷的加固件性能与对比件相当;同时预应力可有效提高加固试件的抗弯刚度和抗裂性能;基于平截面假定,提出PHSW-PM加固RC梁受弯承载力计算公式。研究成果可为既有桥梁抗弯加固提供一种高效可行的加固技术。     

二次投料配制钢纤维粉煤灰混凝土、粉煤灰混凝土试验研究

利用粉煤灰材料活性，对二次投料原理，通过室内试配钢纤维粉煤灰混凝土和粉灰混凝土试验，以及铺筑试验路段的验证，表明该材料能满足路面强度要求，还可降低水泥用量和工程造价。     

纤维混凝土的抗弯冲击性能

纤维的最显著优势是提高了混凝土的动载性能,过去对动载性能的研究很少,掌握纤维混凝土的动载性能对设计承受冲击、撞击荷载的结构非常重要,有助于配制性能优良的纤维混凝土。本文采用自制的落锤抗弯冲击试验装置,测定了玻璃纤维、全掺钢纤维、层布钢纤维混凝土的抗弯冲击性能。研究证明:层布钢纤维混凝土破坏时的冲击次数比全掺钢纤维混凝土高,全掺钢纤维、层布钢纤维混凝土的抗弯冲击性能优于玻璃纤维。     

碳纤维布加固钢筋混凝土梁疲劳性能试验研究

通过对粘贴碳纤维布钢筋混凝土梁的疲劳试验研究,表明粘贴碳纤维布可以较大提高钢筋混凝土梁的疲劳性能,延长钢筋混凝土结构的使用寿命,为碳纤维布加固钢筋混凝土结构的长期疲劳性能研究提供了试验依据。     

钢纤维掺量及规格对桥梁用超高性能混凝土性能影响的研究

为了探究钢纤维掺量及规格对桥梁用超高性能混凝土施工性能和力学性能的影响,通过设置不同钢纤维掺量(0%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%)和长径比(65、80、90、100)进行对照试验,分别得到试件的扩展度、抗压强度、抗折强度。试验结果表明:当钢纤维长径比为65时,随着掺量的增加,超高性能混凝土扩展度呈降低趋势,抗压强度呈增加趋势,抗折强度呈先增加后降低的趋势,抗压强度、抗折强度最大值分别为166.84、43.74 MPa,对应的钢纤维掺量分别4%和3.5%。当钢纤维为2.5%时,随着长径比的增加,超高性能混凝土扩展度呈降低趋势,抗压强度、抗折强度均呈增加趋势,抗压强度、抗折强度最大值分别为164.89、42.05 MPa。在满足桥梁用超高性能混凝土工作性能的前提下,适当提高钢纤维的长径比,较少桥梁结构裂缝的出现,提高耐久性。