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。     

钢纤维增强聚合物改性混凝土的冲击性能

采用改进的SHPB装置对普通混凝土(PC)、钢纤维混凝土(SFRC)和钢纤维增强聚合物改性混凝土(SFRPMC)做了在不同冲击速度(10.9、20.8、27.4 m.s-1)下的冲击试验。试验结果表明:3种材料的抗冲击性能依次为普通混凝土差,钢纤维混凝土中,钢纤维增强聚合物改性混凝土良。进一步的分析说明钢纤维混凝土具有以刚克刚的性能特征;钢纤维增强聚合物改性混凝土具有以柔克刚的性能特征,是一种刚柔相济的复合材料,且具有良好的抗冲击性能,是理想的桥面铺装材料。     

混凝土导热性能的研究

利用两相复合材料等效导热系数理论模型,将钢纤维(或碳纤维)混凝土看作由连续相水泥混凝土与分散相钢纤维(或碳纤维)组成,通过正方体分散相并-串联模型,计算得到钢纤维(或碳纤维)不同掺量下混凝土的导热系数。通过SPSS偏相关分析,得到钢纤维(或碳纤维)混凝土显著性影响因素大小排序为:纤维掺量、骨料体积分数、水灰比、砂率,与基于广义灰关联的混凝土导热性能影响程度分析计算结果基本吻合。     

基于ABAQUS对钢纤维混凝土界面强度分析

钢纤维对混凝土的增强效果与钢纤维-混凝土基体界面过渡区的黏结性能密切相关,因此界面过渡区的力学性能研究在钢纤维混凝土结构设计中一直是重要的研究课题.为了研究钢纤维与混凝土之间界面过渡区的力学性能,应用混凝土损伤塑性模型(CDP模型)和内聚力单元,建立了含有界面的钢纤维混凝土二维模型,得到了黏结应力滑移曲线与计算的黏结应...     

钢纤维增强聚合物缠绕混凝土墩柱的力学性能

为了确定钢纤维布缠绕混凝土柱的加固效果,以钢纤维增强聚合物(SFRP)材料和碳纤维增强聚合物(CFRP)材料分别缠绕的混凝土柱试件为研究对象,利用万能试验机测试其轴向抗压强度、峰值应变与位移延性系数,研究钢纤维布缠绕混凝土柱的力学性能。结果表明:钢纤维布加固效果显著优于碳纤维布,钢纤维布加固素混凝土柱与钢筋混凝土柱可使其抗压强度分别提高89%与44.7%,钢纤维布加固素混凝土柱与钢筋混凝土柱的峰值应变分别提高262%与157%,钢纤维布加固钢筋混凝土柱的位移延性系数提高152%。     

钢纤维在水泥基复合材料中粘结性能的研究进展

钢纤维对混凝土的力学性能有着较好的增强作用,但由于界面过渡区(ITZ)的存在,使得钢纤维对混凝土基体的增强效率变低,钢纤维与混凝土基体的粘结性能成为了研究的重点。详细介绍了影响钢纤维与混凝土基体粘结性能的因素,并给出了不同因素对钢纤维与混凝土基体的粘结性能的影响。通过有限元数值模拟钢纤维与混凝土基体的粘结,获得钢纤维在拉拔荷载作用下的应变、应力情况。通过对荷载-位移曲线的分析,了解钢纤维在拔出过程中脱粘的情况。     

成型方式对钢纤维混凝土力学性能的影响

选取钢锭铣削型(700级)和端钩钢丝型(1000级和1300级)钢纤维,采用两种成型方式获得钢纤维混凝土力学试件,研究钢纤维类型、掺量及成型工艺对混凝土力学性能的影响,采用CT技术研究圆柱体和长方体试件中的钢纤维分布形态。研究结果表明:随着基体强度提高,钢纤维对混凝土初裂弯拉强度的增强效果减弱,对极限弯拉强度改善作用的增强趋势几乎不受影响。在提高初裂弯拉强度方面,钢锭铣削和超高强(1300级)钢丝较优;在提高极限弯拉强度和弯曲韧性方面,钢丝切断型要优于钢锭铣削型。钢纤维对室外切割成型试件力学性能的提高效果大于室内试模成型试件力学性能的提高效果,建议面板类钢纤维混凝土力学试验所需试件采用板块浇筑、切割成型的方式获取。     

我国钢纤维混凝土技术展望

介绍了国内外钢纤维混凝土技术的现状,指出在这方面我国与发达国家相比存在的差距:(a)钢纤维的品种少,年产量低,质量不够稳定;(b)我国目前所研制和应用的仍然是体积含量不超过2%的低纤维含量钢纤维混凝土,而国外正朝着中、高纤维含量的钢纤维混凝土方向进行研究;(c)在应用方面,我国在许多领域仍处在试验摸索阶段,而国外则有比较成熟的使用经验。最后,略述了钢纤维混凝土的性能、优点和经济效益。     

路用层铺式钢纤维混凝土力学性能与破坏特征分析

路用层铺式钢纤维混凝土是采用钢纤维分层铺设在素混凝土内部的一种混凝土结构形式。文中通过采用不同掺量和不同位置布置钢纤维混凝土与普通素混凝土进行力学性能对比试验,分析层铺式钢纤维混凝土的力学性能与破坏特征。结果表明,随着钢纤维掺量的增加,钢纤维混凝土的抗压强度和抗折强度发生变化,尤其是双层层铺式钢纤维混凝土抗折强度更要优于素混凝土,当双层钢纤维掺量在0.6和1.2kg/(m2·层)时,层铺式钢纤维混凝土的抗折强度比普通素混凝土分别提高了13.4%和17.7%。根据能量耗能原理以及混凝土试件抗折破坏特征,得出钢纤维对抑制混凝土的早期裂缝和受载后保持混凝土基体的整体性有重要作用。     

水胶比对钢纤维混凝土性能的影响

为了研究水胶比对钢纤维混凝土性能的影响,文章通过对不同水胶比(保持用水量不变,调整胶凝材料用量)条件下钢纤维混凝土物理性能、抗压强度以及抗冻性进行测试分析。结果表明,随着水胶比的增大,钢纤维混凝土的流动性增大,表观密度先增大后降低,抗压强度和抗冻性呈现降低现象。     

无碱速凝剂对钢纤维混凝土强度影响的试验研究

在钢纤维喷射混凝土施工中,速凝剂应用越来越广泛。速凝剂的应用对钢纤维混凝土的早期和后期强度有较大的影响,本文按无碱速凝剂0%、3%、5%三种掺量来研究其对混凝土早期和后期钢纤维混凝土的抗压、劈裂抗拉强的影响。研究表明:无碱速凝剂对混凝土早期强度(24h)有较大提高,而中期强度增长速率较缓。     

钢筋与钢纤维再生混凝土黏结滑移性能及模型

为了推广钢纤维再生混凝土在道路、桥梁等工程中的应用,以再生骨料取代率(0%、30%、50%和100%)和钢纤维体积率(0%、0.5%、1.0%、1.5%和2.0%)为试验参数,设计了11组不同配合比的钢纤维再生混凝土,制作了33个钢筋与钢纤维再生混凝土黏结试件,进行内贴应变片的钢筋与钢纤维再生混凝土黏结试件的拔出试验。结果表明:钢筋与钢纤维再生混凝土黏结应力沿黏结区段的分布存在2~3个峰值,黏结段内的黏结刚度沿黏结长度变化是引起黏结应力和滑移沿黏结段不均匀分布的主要原因;黏结刚度分布的均匀性随再生骨料取代率的增加而提高,再生骨料取代率为50%时的黏结刚度分布均匀性较好;掺入钢纤维后,黏结刚度均匀性得到了提高,但钢纤维体积率2.0%试件的黏结刚度均匀性变差;加载端滑移随再生骨料取代率的增加而增大,随着钢纤维体积率的增加而降低;黏结应力分布均匀性随再生骨料取代率和钢纤维体积率的增加而提高,距离自由端最近的峰值应力随再生骨料取代率的增加而增大,钢纤维体积率的影响较小;钢筋与钢纤维再生混凝土黏结应力滑移曲线的形状不随黏结位置的变化而改变。最后,提出了考虑再生骨料取代率和纤维体积率影响的钢筋与钢纤维再生混凝土黏结-滑移本构模型。     

钢纤维混凝土路用性能与施工工艺研究

在分析钢纤维对混凝土增强机理的基础上,通过试验研究了掺钢纤维混凝土的路用性能,并结合钢纤维混凝土特性,提出了钢纤维混凝土的施工工艺及质量控制方法,对钢纤维混凝土施工具有很强的指导作用.     

钢纤维掺量对混凝土抗拉疲劳性能影响的试验研究

当前混凝土材料疲劳问题突出,钢纤维混凝土疲劳研究更是少之又少,为研究钢纤维混凝土(SFRC)构件在重复荷载作用下的疲劳性能,该文利用电液伺服材料试验机,通过4种钢纤维体积率、每种8个应力水平的SFRC试件单轴疲劳试验研究,对试验数据进行回归处理,得出了较高疲劳强度对应的钢纤维合理体积率,拟合得到S-N疲劳寿命曲线,并推导出考虑钢纤维体积率的SFRC材料疲劳方程。试验结果表明:钢纤维体积率1.0%时,SFRC材料的疲劳强度为0.775 1 MPa,较普通混凝土增大19.59%,疲劳强度增幅很大且体积率合理,因此实际工程中承受疲劳荷载的钢纤维混凝土构筑物,在其他力学性能亦满足要求的情况下,选取合理体积率1.0%即可,疲劳应力也可根据文中疲劳方程计算。     

钢纤维混凝土配合比试验研究

由于影响钢纤维混凝土强度的因素很多,运用正交试验法对钢纤维混凝土的水灰比、钢纤维体积率、砂率与钢纤维混凝土强度的关系进行了讨论,从而找到钢纤维混凝土的最佳配合比,并采用直观法和方差法对结果进行处理。     

盾构隧道钢纤维混凝土管片接头极限承载力试验

针对钢纤维混凝土管片在盾构隧道工程中应用日益频繁的现状,以盾构隧道钢纤维混凝土管片接头为试验对象,采用足尺试验方法对钢纤维混凝土管片接头和传统钢筋混凝土管片接头的极限承载能力进行研究,归纳宏观破坏现象,获得了荷载-挠度曲线和弯矩-转角曲线等整体力学响应特性,得到了荷载-螺栓应变关系和荷载-混凝土表面应变等局部力学响应特性,分析了受压区剪裂缝的扩展规律,探讨了接头的延性指标,并对接头进行了基于性能的极限承载能力评价。研究结果表明:钢纤维混凝土管片接头的开裂荷载比钢筋混凝土管片接头提高12.9%;钢纤维混凝土管片接头的极限荷载与钢筋混凝土管片接头基本一致(略微增加4.4%);钢纤维混凝土管片接头具有优良的抗裂能力,受压区剪裂缝数量为1个,少于钢筋混凝土管片接头的3个,承载能力极限状态时的最大裂缝宽度从3.82mm减少到1.35mm,正常使用状态时的最大允许裂缝宽度(0.2mm)对应的荷载抗力提高了43.75%;钢纤维混凝土管片接头的受力性能优于钢筋混凝土管片接头;研究成果可为钢纤维混凝土管片在盾构隧道工程中的应用提供理论支撑和技术参考。     

废轮胎钢纤维混凝土力学性能试验研究

为探析废轮胎钢纤维混凝土在道路工程中的应用前景,对比测试了废轮胎钢纤维和普通钢纤维体积率、基体混凝土强度等级对立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和弯拉强度等力学性能的影响。结果表明:废轮胎钢纤维对混凝土强度具有明显增强作用,同废轮胎胶粉一样,可作为绿色建材再利用;废轮胎钢纤维混凝土的强度低于普通钢纤维,若要达到相同强度,废轮胎钢纤维掺量需较普通钢纤维高40%左右。此外,混凝土强度等级对钢纤维混凝土弯拉强度增长率的影响较弱,对抗压强度、劈裂强度增长率的影响可忽略不计。     

C80钢纤维混凝土设计施工技术

结合工程实际,介绍C80钢纤维混凝土配合比设计过程,高性能混凝土中掺加钢纤维,可以在保持混凝土工作性能基本不变的前提下,增强混凝土的抗拉、抗弯的强度.通过C80钢纤维混凝土的配合比设计及混凝土力学性能的研究,进一步了解钢纤维混凝土的性能.     

钢纤维对再生粗骨料水泥混凝土力学性能影响研究

通过对3种类型(铣削型、波纹型、端钩型)钢纤维再生粗骨料混凝土的力学性能试验,探讨体积分数分别为0、0.5%、1%、1.5%对再生粗骨料水泥混凝土的抗压强度、劈拉强度、抗折强度及抗冲击性能的影响。试验结果表明:钢纤维掺入使再生粗骨料水泥混凝土的力学性能明显增强,端钩型钢纤维对再生粗骨料混凝土的性能影响最大;钢纤维掺量对劈拉强度和抗折强度影响显著,对抗压强度影响较小,同时能提高抗冲击性能,当钢纤维掺量为1%时,再生粗骨料混凝土的初裂冲击次数能提高将近300%。该研究对同类再生粗骨料混凝土中添加钢纤维后的力学性能研究具有一定参考和借鉴意义。     

定向分布纤维增强混凝土的制备和力学性能分析

研究了超高性能纤维增强混凝土(UHPFRC)中纤维的取向与分布及对混凝土力学性能的影响规律;利用磁化法控制钢纤维在混凝土中的取向与分布,探究UHPFRC中钢纤维取向与分布对机械强度的影响。结果表明:在最优钢纤维掺量0.9Vol%时,UHPFRC抗压强度先增大后减小,UHPFRC抗折强度持续增大;钢纤维定向分布UHPFRC的最大抗压强度/抗折强度均远大于钢纤维随机分布UHPFRC,抗压强度提升14.10%,抗折强度提升48.02%;当取向系数αs=0.509时,钢纤维定向分布UHPFRC的抗压强度/抗折强度略小于钢纤维随机分布UHPFRC。