混杂尺寸钢纤维混凝土试验研究

对4种不同的钢纤维混凝土和2种相应的素混凝土进行了抗压、劈裂和4点弯曲实验。结果表明,钢纤维混凝土的上述强度明显优于素混凝土的相应强度;而钢纤维再生混凝土的上述强度明显优于钢纤维卵石混凝土的相应强度;混杂尺寸钢纤维混凝土的上述强度不如单一尺寸钢纤维混凝土的相应强度。

钢纤维几何尺寸对钢纤维混凝土损伤变形特性的影响

钢纤维混凝土是在普通混凝土中均匀掺入一定量钢纤维而组成的一种多相复合材料。利用空间应力状态下的损伤统计本构方程,得出了钢纤维掺量和钢纤维几何尺寸不同时的分布参数和临界损伤值,并定性分析了钢纤维掺量和钢纤维几何尺寸对损伤变形参数的影响。研究结果表明:(1)钢纤维的掺入显著降低了混凝土的脆性,提高了混凝土的宏观平均强度;(2)分布参数m能综合反映钢纤维混凝土的脆性;其倒数1/m可以反映其延性,即反映钢纤维的增韧作用;(3)分布参数ε*可以综合反映钢纤维混凝土的宏观平均强度,即可以综合反映钢纤维的增强作用;(4)钢纤维的几何尺寸(如长度、长细比)对钢纤维的增强和增韧作用有显著影响。

钢纤维再生混凝土抗折强度尺寸效应试验研究

通过5组再生骨料取代率和4组钢纤维体积掺量小梁试件的四点弯曲试验,研究了再生骨料取代率和钢纤维掺量对再生混凝土抗折强度及尺寸效应的影响.结果表明:各规格小梁试件的抗折强度均存在尺寸效应,随再生骨料取代率的增加,再生混凝土抗折强度尺寸效应呈先增大后降低的规律,取代率为75%小梁试件抗折强度尺寸效应约分别为取代率为0和100%试件的1.32倍和1.09倍.钢纤维掺量对再生混凝土抗折强度尺寸效应有一定影响,当掺量为0~0.75%时,钢纤维掺量越大,尺寸效应越明显,钢纤维掺量分别为0、0.25%和0.50%时,试件抗折强度尺寸效应约分别为钢纤维掺量0.75%试件的77%、85%和94%.钢纤维掺量较大时,钢纤维掺量对尺寸效应的影响较弱,钢纤维掺量为0.75%试件抗折强度尺寸效应度约为1.00%掺量试件的99%.提出了再生混凝土抗折强度尺寸效应律计算公式,可用于再生混凝土抗折强度的分析计算.

龄期和试件尺寸对钢纤维混凝土抗折强度影响试验

以研究试验龄期和试件尺寸对钢纤维混凝土抗折强度的影响为目的,通过不同尺寸、不同钢纤维体积率混凝土试件的抗折强度试验,研究了钢纤维混凝土试件之间的强度关系,并按照定义的抗折强度尺寸效应计算方法,求得不同尺寸试件之间的抗折强度尺寸效应值。结果表明,相同试验龄期内,钢纤维混凝土的抗折强度较普通混凝土均有所提高;钢纤维混凝土抗折强度受到龄期、钢纤维体积率和试件尺寸的影响;不同尺寸混凝土试件之间存在有一定的抗折强度尺寸效应值。为试验龄期和试件尺寸对试件结果具有显著影响提供了可靠的理论依据。

钢纤维高强混凝土劈拉强度尺寸效应试验研究

通过63个100mm×100mm×100mm和63个150mm×150mm×150mm高强混凝土和钢纤维高强混凝土试件的劈拉试验,探讨了钢纤维高强混凝土劈拉破坏受力变形的全过程,分析了钢纤维类型、钢纤维体积分数等因素对钢纤维高强混凝土劈拉强度尺寸换算系数的影响,建议了钢纤维高强混凝土劈拉强度尺寸换算系数值.

钢纤维混凝土基本力学性能的尺寸效应试验研究

通过标准试件和非标准试件受力性能试验,研究了钢纤维长度和体积率、骨料粒径、混凝土强度等级对钢纤维混凝土立方体抗压、轴心抗压、劈裂抗拉和弯曲抗拉等强度指标的尺寸效应影响规律,提出了相应的尺寸换算系数。

钢纤维体积率对C30混凝土立方体抗压强度尺寸效应的影响

混凝土作为一种准脆性材料,其抗压强度存在尺寸效应现象.为了研究钢纤维体积率对混凝土强度尺寸效应的影响规律,对钢纤维体积率分别为0.00%,0.75%,1.50%,试件边长分别为100,150,200 mm的27组共计81块钢纤维混凝土立方体试件进行了立方体抗压强度试验.在Bazant混凝土尺寸效应律的基础上,提出了C30钢纤维混凝土尺寸效应计算公式,明确了钢纤维体积率对尺寸效应的影响,并根据钢纤维混凝土立方体抗压强度试验的结果进行验证.结果表明:钢纤维混凝土立方体抗压强度的尺寸效应会随着钢纤维体积率的增大而变得更加明显,本文建立的钢纤维混凝土尺寸效应计算公式能够较好地分析和预测在不同钢纤维体积率以及不同试件尺寸下的钢纤维混凝土立方体的抗压强度.

钢纤维增强超高性能混凝土抗压强度尺寸效应研究

考察了3种配合比的钢纤维增强超高性能混凝土/超高性能混凝土(UHPSFRC/UHPC)抗压强度的尺寸效应,分析了试件尺寸、试件形状、养护制度、龄期等因素对抗压强度的影响,探讨了以小尺寸试件替代标准试件测试UHPSFRC/UHPC抗压强度的可行性。研究结果表明:不同尺寸和形状试件的抗压强度存在线性相关性,且强度修正系数宜根据强度等级予以分段考虑;圆柱体试件的抗压强度普遍低于立方体试件;掺与不掺钢纤维对抗压强度尺寸效应影响较大。

钢筋钢纤维混凝土无腹筋梁的剪切尺寸效应

通过试验和理论分析，研究了截面高度变化对钢筋钢纤维混凝土无腹筋梁抗剪性能的影响规律，提出了钢筋钢纤维混凝土无腹筋梁斜截面承载力的“尺寸效应”

C30钢纤维混凝土劈拉强度尺寸效应研究

为了研究C30钢纤维混凝土劈拉强度尺寸效应规律,制作边长为100、150、200mm,钢纤维体积率为0%、0.75%、1.5%的钢纤维混凝土立方体试件,试件在标准条件下养护7、28d,进行劈拉强度试验。在Bazant混凝土强度尺寸效应律的基础上,提出C30钢纤维混凝土劈拉强度尺寸效应计算公式,并得出不同尺寸试件之间的劈拉强度尺寸效应换算系数值。结果表明,钢纤维混凝土立方体尺寸越大,劈拉强度越低,存在尺寸效应。本文建立的钢纤维混凝土尺寸效应计算公式与试验数据吻合良好,能够较好地预测在不同钢纤维体积率及不同试件尺寸下的钢纤维混凝土试件的劈拉强度。

离心成型钢纤维混凝土劈裂抗拉强度的尺寸效应

基于不同高度试件的劈裂抗拉试验结果,研究了离心成型中速阶段离心时间和离心加速度、骨料级配、钢纤维长度、钢纤维体积率等因素对钢纤维混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应的影响.通过对比分析,提出了以高度为150 mm的试件为标准的劈裂抗拉强度尺寸效应换算系数,可供实际应用参考.

基于钢纤维与聚丙烯纤维的喷射混凝土弯曲韧性研究

使用聚丙烯纤维和钢纤维,分别以0.7%和1.0%体积掺量制备混凝土试件,设计不同纤维尺寸、形状的试验组,开展预切口三点弯曲试验,获取跨中挠度和混凝土弯曲荷载之间关系并计算弯曲韧性系数,对比掺入不同纤维条件下喷射混凝土的弯曲韧性提升差异。试验结果显示:所用纤维几何形状相同条件下,纤维长度和混凝土弯曲韧性之间保持正相关关系,但同时应考虑纤维长度因素会对混凝土工作性能产生的影响;纤维端部弯钩或表面压痕都能一定程度上提升纤维和基体之间的附着力水平。纤维几何尺寸相同条件下,掺入钢纤维的喷射混凝土增韧效果不及聚丙烯纤维,掺入1.0%聚丙烯纤维时的材料弯曲韧性指数I5达13.10。

钢纤维混凝土的力学性能和结构尺寸效应的研究

首先论述钢纤维混凝土在通用的纤维体积含量(0.3%~1.0%)情况下的力学性能,较为重点得对混凝土掺入钢纤维后的所提高的抗拉强度和韧性进行机理地解析,并从中考虑了钢纤维的取向对混凝土力学性能的影响以及纤维取向度与构件的厚度大小的关系。最后根据混凝土断裂力学模型-离散的微裂缝的承载行为推算出结构的尺寸效应钢纤维混凝土构件的抗弯强度和它的尺寸厚度的关系。另外,通过对模型的计算值与现有文献的试验值的比较,评定出计算模型对预测钢纤维混凝土的抗弯强度以及结构尺寸效应的适用性。

纤维尺寸效应对深井井壁衬砌支护层力学特性的影响

为探究纤维尺寸效应对深井井壁钢纤维混凝土力学特性及应变演化的影响,设计三种不同钢纤维尺寸和掺量的混凝土配方,通过测试试样的力学特性后得知,随着钢纤维尺寸、掺量的增加,试样单轴抗压强度、抗拉强度、抗折强度以及弹性模量提升。借用数字图像相关技术对试验过程监测发现,钢纤维的加入使得试样破坏时表面裂纹数量、长度远大于素混凝土试样,随着钢纤维尺寸的增加,试样破坏时试样表面裂纹宽度有所下降,混凝土试样的轴向变形降低。当试样到达峰值荷载时,素混凝土迅速失稳破坏,而钢纤维混凝土试样在到达峰值荷载时仍然存在一定残余强度。运用随机森林模型对钢纤维混凝土测试强度进行训练、测试与预测,结果表明训练、测试、预测样本精度较高,R 2>0.8,均方根误差值较小,改进随机森林模型对钢纤维混凝土强度的预测较精确,利用此预测模型,可大幅度降低优化钢纤维混凝土配方所需要的人力与物力成本,结果可为现场混凝土配方强度预测提供参考。

模拟工业废水对钢纤维混凝土的腐蚀试验研究

针对模拟工业废水环境以及工业废水-干湿循环耦合作用下钢纤维混凝土的抗压强度、抗折强度、尺寸效应等几个方面进行了试验,研究了工业废水环境下钢纤维混凝土的抗腐蚀性能.结果表明,高COD值工业废水将对钢纤维混凝土产生腐蚀劣化,钢纤维混凝土的抗压腐蚀系数和抗折腐蚀系数均随着试验龄期的增加而逐渐降低,其降低幅度随着试件尺寸的减小而增大;钢纤维对抑制混凝土抗压强度的腐蚀劣化作用不明显,但可有效抑制混凝土抗折强度的腐蚀劣化作用;在工业废水环境下经历干湿循环4个月以后,钢纤维混凝土抗压强度与抗折强度的腐蚀劣化开始显现,钢纤维的加入对混凝土抵抗工业废水干湿循环下的腐蚀能力有所提高;经历工业废水腐蚀后的小尺寸试件与标准试件之间的钢纤维混凝土抗折强度具有较为显著的尺寸效应.

考虑尺寸及纤维掺量影响的高强混凝土断裂能试验研究

在断裂能测试分析中,试件尺寸及钢纤维含量同时影响混凝土测试断裂能。为研究不同钢纤维掺量及试件尺寸对高强混凝土断裂能的影响,制备了105根不同钢纤维体积掺量(0%、2%、3%)和缝高比(0.05,0.1,0.15,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7)的几何相似单边切口梁试件。采用三分点加载试验方法,得到了不同开口裂缝深度、试件尺寸大小和钢纤维掺量对高强混凝土断裂能的影响规律。试验结果表明:钢纤维掺量能显著影响高强混凝土断裂能,但随着钢纤维掺量的增加,断裂能增长速度减缓;钢纤维高强混凝土测试断裂能G f随初始裂缝长度的增加呈线性递减,随试件尺寸的增加呈线性递增,表现出明显的尺寸相关性;钢纤维的掺入可削弱试件缝高比变化对测试断裂能的影响,显著提高混凝土的韧性;基于边界影响模型,揭示了初始裂缝长度、试件尺寸对测试断裂能G f产生的影响可归结为试件边界对断裂性过程区的影响。

钢纤维混凝土隧道衬砌的受力特征试验研究

隧道衬砌发生的局部破坏主要由轴向压力和弯矩控制,因此其承载能力极限状态设计重点在于结构在偏心受压作用下的验算。为了研究钢纤维混凝土(SFRC)应用于隧道衬砌时的受力特征,确定承载能力极限状态时的衬砌断面应力分布,参考国内外相关试验标准和分析方法,对32个钢纤维混凝土压弯梁进行了韧性试验,并得到了32个试件的荷载-张口位移(CMOD)曲线。通过分析试验结果,确定了特定水泥基体、钢纤维类型和掺量等情况下钢纤维混凝土应力-应变本构关系简化模型中受拉区强度指标,并提出了在考虑轴力及附加偏心时,与梁高有关的尺寸效应经验公式。

钢纤维和碳纤维混凝土力学性能的研究

研究了碳纤维和钢纤维混凝土的力学性能.结果表明,碳纤维混凝土的劈拉强度、断裂能和断裂韧性显著低于钢纤维混凝土;不同直径钢纤维混凝土的荷载～挠度曲线显示,微细钢纤维峰值前的作用大于较大直径钢纤维,而峰值后的作用则小于较大直径钢纤维.不同几何尺寸的钢纤维在混凝土中具有不同的作用效果,即钢纤维的增强作用具有显著的尺寸效应.

钢纤维高强混凝土抗压性能试验研究

通过对高强混凝土和钢纤维高强混凝土试件的试验,研究钢纤维类型和钢纤维体积率对高强混凝土立方体抗压性能的影响。结果表明:钢纤维类型和体积率对高强混凝土立方体抗压强度均有一定的影响,钢纤维高强混凝土立方体抗压强度的尺寸效应与普通强度钢纤维混凝土基本相同。

钢纤维再生混凝土的直剪力学性能

为研究直剪作用下钢纤维再生混凝土(SFRAC)的破坏机理,以试件尺寸、再生骨料取代率、钢纤维体积分数V为变化参数,设计了138个试件,并对其进行了直剪试验,得到了试件的直剪荷载-位移全过程曲线,分析了不同变化参数对SFRAC峰值剪力、抗压强度等直剪力学性能的影响规律,给出了不同试件尺寸下SFRAC峰值剪力的换算系数,提出了SFRAC抗剪强度公式.结果表明:随着试件尺寸的增大,SFRAC峰值剪力逐渐增大;随着再生骨料取代率的增加,V=0%的试件峰值剪力先增大后减小,V=1.0%的试件峰值剪力减小;钢纤维对再生混凝土抗剪能力提高幅度较大,对抗压强度提高幅度较小;提出的抗剪强度公式计算值与试验值吻合良好.