回收钢纤维对超高性能混凝土和易性和力学性能的影响

为了探究回收钢纤维(RSF)在超高性能混凝土(UHPC)中替代工业钢纤维(SF)的可行性,以SF作为对比,采取流动度试验、流变试验及钢纤维分散度试验,分析了RSF对新拌超高性能混凝土和易性的影响,并通过抗折抗压试验,研究了RSF对硬化超高性能混凝土力学性能的影响。结果表明:新拌回收钢纤维超高性能混凝土(RSFUHPC)与工业钢纤维超高性能混凝土(SFUHPC)流动性经过统计学分析无明显差异,由于RSF长径比不均,RSFUHPC屈服应力及塑性黏度均大于SFUHPC,但RSFUHPC剪切增稠程度明显降低,同时RSF在新拌及硬化UHPC中的分散度均明显大于SF;当钢纤维掺量一定时,统计学假设检验P值(P-value)>0.05,表明相比于SF,掺入RSF对UHPC荷载-位移曲线、抗折强度以及抗压强度没有显著影响。因此,掺入RSF可以在保证UHPC力学性能的同时,显著增强其在UHPC中的分散性,降低实际工程中人工振捣的施工难度,提高施工质量。

冻融循环后再生粗骨料回收钢纤维RC梁受弯性能试验研究

再生粗骨料钢筋混凝土梁经冻融循环后其抗弯性能各项指标均会有一定程度的下降,对严寒地区钢筋混凝土建筑物的安全性和耐久性有一定的危害,为此,将具有提高钢筋混凝土梁抗弯性能的工业回收钢纤维掺入再生粗骨料钢筋混凝土梁中,可以有效提高其抗弯性能。通过对12根再生粗骨料钢筋混凝土梁的受弯性能试验,研究了工业回收钢纤维体积率、冻融循环次数对再生粗骨料钢筋混凝土梁抗弯性能的影响。并通过分析荷载-挠度曲线,计算了工业回收钢纤维对再生粗骨料混凝土梁等效断裂韧度的影响。结果表明:再生粗骨料钢筋混凝土梁掺入一定体积掺量的工业废旧轮胎回收钢纤维之后,抗压强度和相对动弹性模量均有所提高,而且在循环冻融环境下,掺入工业废旧回收轮胎钢纤维的试件各方面性能的降低在冻融循环后表现出较小的影响。等效断裂韧度的计算得出与普通再生粗骨料钢筋混凝土梁试件相比,工业回收钢纤维粗骨料钢筋混凝土梁表现出较高的断裂韧度,并且在冻融循环作用后断裂韧度降低的幅度较小,因此工业回收钢纤维可作为有效增强再生粗骨料钢筋混凝土梁的有利材料。

工业回收钢纤维混凝土高温后力学性能试验研究

本文通过不同掺量(0%,0.5%,1%,1.5%,2%)工业回收钢纤维混凝土高温后的强度试验,研究了其抗压强度及劈拉强度随温度变化的规律.结果表明,混凝土的力学性能随温度升高而逐渐降低,而相同温升时掺有工业回收钢纤维高温混凝土的力学性能明显优于素混凝土的力学性能,回收钢纤维有助于提高高温混凝土抗压强度、劈拉强度和耐火性能,还可实现资源综合合理再利用,使回收钢纤维混凝土在实际工程中的应用成为可能.

回收钢纤维混凝土抗压性能实验及数值模拟

本文共设计并测试了14组钢纤维混凝土抗压试件,研究不同体积掺量下工业回收钢纤维混凝土的抗压性能,并对提取的材料与目前建筑行业使用的材料进行实验室、现场试验比对,通过ANSYS软件建立回收钢纤维混凝土相关力学性能的计算模型,结果表明:当体积掺量为0.5%时,混凝土的抗压强度未能有效提高,体积掺量为1.0%,1.5%时,回收钢纤维混凝土的抗压强度分别提高了3.44%和6.66%.根据实验结果对比工业回收钢纤维和普通钢纤维对混凝土强度的改善程度.为实际工程提供理论参考.

工业回收钢纤维混凝土力学性能研究

文章共设计制作了8组工业回收钢纤维混凝土试件进行抗压试验和弯曲性能试验。研究工业回收钢纤维体积掺量对混凝土基本力学性能的影响。工业回收钢纤维是从汽车废旧轮胎胎圈中提取的大直径、高强度钢丝。结果表明:工业回收钢纤维对混凝土立方体抗压强度影响很小,对混凝土的抗折强度有明显提升;工业回收钢纤维混凝土弯曲韧性相比素混凝土在荷载-挠度曲线下降段下降缓慢,会出现二次峰值的现象。随着工业回收钢纤维体积掺量的增大,混凝土的荷载-挠度曲线更趋于饱满,韧性更好。

工业回收钢纤维改性混凝土轴压和劈拉性能试验研究

为研究从工业回收钢纤维改性混凝土轴心抗压和劈裂抗拉性能,实验以钢纤维掺量、长径比和类型为影响因素,进行了相关试验。目前国内对回收钢纤维混凝土还鲜有研究,本文通过对回收钢纤维进行研究发现,各回收钢纤维均对混凝土有着良好的增强效果,基本在钢纤维掺量为1.5%时发挥出钢纤维的最佳效果。回收钢纤维对混凝土增强的同时又改善了塑性性能。

工业回收钢纤维加固混凝土柱轴心受压试验研究

本文对采用工业回收钢纤维缠绕加固的钢筋混凝土矩形截面柱进行了轴心受压试验研究.本试验设计制作了6根矩形截面柱,其中2根分别为未加固柱和侧向粘贴钢板条未加固柱、4根均在侧向粘贴钢板条基础上缠绕钢纤维丝即分别为以10 mm间距的水平方式绕丝柱、以5 mm间距的水平方式绕丝柱、以20 mm间距的螺旋方式绕丝柱和以10 mm间距的螺旋方式绕丝柱.本文分析了钢筋混凝土矩形柱在轴心受压情况下,不同加固方式承载能力以及混凝土表面、纵筋和箍筋处应变的变化,比较了不同绕丝方式、不同绕丝间距对构件承载能力和延性性能的影响.结果表明,钢纤维绕丝加固可提高钢筋混凝土柱轴心受压承载力和延性性能,且绕丝间距越小,钢筋混凝土柱承载能力和延性提高的幅度越大.相同绕丝间距下,螺旋绕丝加固的钢筋混凝土柱承载能力及延性均优于水平绕丝加固.

BFRP筋回收轮胎钢纤维混凝土黏结性能分析

对玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋在回收轮胎钢纤维(RTSF)混凝土中的黏结性能进行了试验和分析研究.对不同RTSF体积掺量、BFRP筋直径和嵌入长度的试件进行了拉拔试验,研究其对黏结破坏模式、黏结滑移响应和黏结强度的影响,并提出了BFRP筋RTSF混凝土的黏结滑移理论模型.结果表明:BFRP筋RTSF混凝土黏结破坏类型包括拔出破坏、劈裂破坏以及拔出且劈裂破坏;BFRP筋直径对黏结破坏模式无显著影响,而RTSF体积掺量、BFRP筋直径和嵌入长度均对黏结强度有较大影响,且RTSF体积掺量与极限黏结强度呈正相关,BFRP筋直径和嵌入长度对其影响与之相反;当RTSF体积掺量从0增大至1.5%时,其极限黏结强度最大可提高约23.87%.与已有模型相比,所提出的黏结滑移理论模型对BFRP筋RTSF混凝土的黏结滑移曲线具有更高的拟合精度.

混杂聚丙烯纤维-回收轮胎钢纤维增强UHPC高温后力学性能

测试了混杂聚丙烯纤维(PPF)-回收轮胎钢纤维(RTSF)增强超高性能混凝土(UHPC)高温后的抗压强度,并研究了其工作性能.结果表明:PPF体积分数达到0.9%后,可以防止UHPC发生高温爆裂;UHPC的抗压强度随着温度的升高先增大后减小,400℃作用后达到最大值,比20℃作用后提高了9.2%~19.9%;相同温度作用后,UHPC的抗压强度随着PPF体积分数的增大而降低;PPF熔化前与基体有效黏结,其与RTSF均可发挥桥连作用,PPF熔化后在基体中形成孔道,提高了UHPC的耐高温性能.

回收轮胎钢纤维混凝土基本力学性能试验研究

为了研究并对比回收轮胎钢纤维(RTSF)和工业钢纤维(ISF)对混凝土拌合物及力学性能的影响,对素混凝土(F0)、不同掺量的RTSF和ISF混凝土进行拌合物性能与基本力学性能试验。结果表明:含气量随RTSF体积掺量的增大而增大,在相同掺量(1.0%)下ISF的引气能力大于RTSF;混凝土坍落度随RTSF掺量增大而降低,在相同体积掺量(1.0%)下ISF比RTSF混凝土坍落度低;混凝土抗压强度随RTSF掺量增大出现先升高后降低的趋势,RTSF体积掺量0.75%为最优掺量,其立方体抗压强度和轴心抗压强度较F0分别提高15.0%与20.5%;RTSF混凝土劈裂抗拉强度与抗折强度均随RTSF体积掺量的增大而增大,RTSF体积掺量1.25%时,其劈裂抗拉强度与抗折强度分别较F0提高26.1%和44.4%,试件破坏时RTSF从基体中拔出具有较好的桥接作用;弯曲韧度指数(I_(5)、I_(10)、I_(20))随RTSF体积掺量的增大而增大,在相同掺量(1.0%)下ISF的增韧效果略优于RTSF。研究表明RTSF可明显改善混凝土基本力学性能,并在一定掺量范围内可替代ISF。

回收轮胎钢纤维再生骨料混凝土基本力学性能试验研究

混凝土的基本力学性能与破坏形态是反映试件在不同受力状态下承载能力与韧性的重要指标。为了研究回收轮胎钢纤维(RTSF)再生骨料混凝土的基本力学性能,试验设计了8组不同种类的混凝土试件。通过坍落度、含气量、立方体抗压、劈裂抗拉与抗折试验,系统的探究了RTSF体积掺量(0.25%、0.5%、0.75%和1.0%)和再生骨料取代率(质量分数分别为50%、75%和100%)对混凝土基本力学性能以及破坏形态的影响。研究表明:随着再生骨料取代率的升高,混凝土拌合物坍落度减小、含气量增大,各项力学性能均产生不同程度的降低;RTSF能够有效提高再生骨料混凝土的基本力学性能,且试件的破坏形态随RTSF掺量的增加呈现出明显的延性破坏特征。综合各项指标,当再生骨料取代率为50%时,RTSF体积掺量为0.5%的RTSF再生骨料混凝土力学性能最佳。其试件立方体抗压强度(28 d)较普通混凝土仅降低1.0%,而劈裂抗拉强度与抗折强度较普通混凝土分别提高9.6%和12.5%。此外其弯曲韧度指数I_(5)、I_(10)和I_(20)分别为普通混凝土的2.7倍、3.8倍和4.8倍。

玄武岩筋回收轮胎钢纤维混凝土短柱裂缝分形理论分析

混凝土结构自诞生以来,一直受到耐久性不足等问题的困扰.随着建筑行业的发展,开发性能优异、可持续发展的新型混凝土材料成为了热点.基于玄武岩筋高强、耐腐蚀和钢纤维混凝土延性好、耐久性优异等特点,提出了玄武岩筋回收轮胎钢纤维混凝土柱全新体系,运用分形理论分析偏心受压短柱裂缝开展情况.结果表明,试验柱表面裂缝具有自相似性,分形维数随着纤维掺量的增大而减小;试验柱荷载分形维数曲线斜率随纤维掺量增大而减小,表明回收轮胎钢纤维可以有效阻碍试件裂缝开展;拟合得出试验柱荷载与分形维数计算式,为玄武岩筋回收轮胎钢纤维受压短柱在实际工程应用提供参考。

BFRP筋回收轮胎钢纤维混凝土短柱偏压性能试验

提出了玄武岩筋回收轮胎钢纤维混凝土(BRC)短柱新型材料构件,为研究BRC短柱偏压性能,制作6根混凝土短柱,并结合非接触式全场应变位移测量技术-数字图像(3D-DIC)技术进行试验测量,研究了回收轮胎钢纤维(RTSF)体积掺量和偏心距对短柱偏压性能和破坏模式的影响.研究结果表明:BRC短柱受压破坏为混凝土压碎、玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋压断破坏,RTSF提高了混凝土短柱的受压性能,对限制试验柱裂缝和变形的发展具有显著作用,并能有效提高其开裂荷载、极限荷载、混凝土极限压应变和抗压强度.在相同偏心距下,与玄武岩筋普通混凝土短柱相比,BRC混凝土短柱的开裂荷载分别提高了20.46%,23.19%和38.36%,极限承载力分别提高了15.39%,21.55%和30.69%.由于现有的计算模型不足以准确计算BRC短柱受压承载力,提出了考虑RTSF混凝土抗拉强度的承载力计算模型,BRC短柱试验值与预测值符合较好.

绿色纤维加固RC方柱轴心受压试验研究

本文提出通过在RC方柱体外缠绕绿色纤维用以约束RC方柱这一新型加固方法,并对比不同缠绕方式、不同缠绕间距的情况下,对RC方柱力学性能的提升情况.试验结果表明,在RC方柱体外缠绕绿色纤维可以有效地提高构件的抗压承载力,通过对比相同缠绕间距下对RC方柱抗压强度的提升情况,采用螺旋缠绕绿色纤维效果更加理想,且缠绕间距越小,提升效果愈加明显.

绿色纤维混凝土带翼缘开洞剪力墙抗震性能研究分析

为了进一步研究从废旧轮胎中提取的回收钢纤维制备的绿色纤维混凝土(Green Fiber Reinforced Concrete,GFRC)在带翼缘开洞剪力墙中掺加位置、钢纤维体积率对剪力墙性能的影响效果,采用ABAQUS有限元模拟软件对带翼缘开洞剪力墙进行有限元模拟。得到混凝土损伤分布云图、钢筋应力分布云图、试件滞回曲线及骨架曲线,通过对数值模拟结果分析对比试件的刚度,承载力以及变形能力,发现掺加在洞口的回收钢纤维参与构件受力效果明显且好于洞口补强筋,试件的承载能力、延性均有所提升。提高洞口处回收钢纤维的掺加体积率,试件的承载能力得到进一步提高。对翼缘位置使用回收钢纤维增强,承载能力也有提升,但试件的延性略有降低。该研究使用回收钢纤维代替部分钢筋参与构件受力实现了资源的循环利用为国家碳达峰、碳中和政策添砖加瓦。

CFRP筋钢纤维混凝土梁抗弯性能数值模拟

CFRP筋在强度、重量和耐腐蚀等性能上都表现出较大的优势,被越来越多地应用于建筑结构中。文中针对CFRP筋弹性模量低、延性较差的缺点提出假设,将掺入不同体积量的回收钢纤维到模型梁内部,两者协同作用来提高模型梁的抗弯性能。采用四点受弯和位移加载法,用ABAQUS进行数值分析。结果表明CFRP筋极限应力明显高于普通钢筋,同时回收钢纤维随着掺入量的增加,纤维与混凝土内部桥接作用越明显,有效阻碍裂缝扩展,增加模型梁受拉损伤性能,整体改善梁的抗弯承载力。研究可为CFRP筋、回收钢纤维对混凝土梁的抗弯力学性能影响提供可靠的数据支持和理论验证。

基于灰色关联分析的 RTSF-PVA混杂纤维矿渣混凝土的力学性能分析及优化

采用三水平四因素正交设计,研究了回收轮胎钢纤维(RTSF)、聚乙烯醇纤维(PVA)和矿渣对RTSF-PVA/矿渣混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度三项性能指标的影响。结果表明:相比于C50基准混凝土,RTSF-PVA/矿渣混凝土的立方体抗压强度最大提升幅度为23.71%,劈裂抗拉强度最大提升了43.72%,抗折强度最大提升了37.96%。通过方差分析发现:RTSF纤维是影响三项性能指标的显著性因素,矿渣对于立方体抗压强度和抗折强度是显著性因素,PVA纤维对于劈裂抗拉是显著性因素。运用灰色关联分析法和主成分分析法对RTSF-PVA/矿渣混凝土性能指标进行优化,通过对比各因素的灰色关联度得出优化方案:RTSF体积掺量为0.6 kg/m^(3)、PVA体积掺量为0.075 kg/m^(3)、GBFS替代率为15%。优化后的方案与原始方案相比,立方体抗压强度稍有降低,但劈裂抗拉强度、抗折强度与坍落度分别提升1.24%、5.11%和30.91%,该结果验证了优化方法的有效性,并为RTSF纤维、PVA纤维和矿渣的掺量范围提供了参考。

回收轮胎钢纤维再生粗骨料混凝土弯拉性能试验研究

通过不同体积掺量(0.25%、0.5%、0.75%和1.0%)回收轮胎钢纤维(RTSF)和不同取代率(50%、75%和100%)再生粗骨料(RCA)的回收轮胎钢纤维再生粗骨料混凝土(RTSF-RAC)四点弯曲试验,探究了2个因素对弯拉性能、断裂特征和弯曲韧性的影响。结果表明,RTSF可以显著提高再生粗骨料混凝土(RAC)的弯曲韧性,当RTSF体积分数为1.0%、RCA取代率为50%时,混凝土的弯曲韧性指数I5、I10和I20与不掺纤维组相比,分别提高到2.9、4.2和5.6倍,且弯曲韧性系数σb提高8.0倍。RTSF的掺入可以使RAC的断裂特征从明显的脆性破坏向延性破坏过渡,使混凝土呈现裂而不断的失效形态。RCA存在新旧两个骨料-砂浆界面过渡区且旧砂浆层存在固有缺陷,而RTSF较好桥接裂缝和横向止裂的能力,可对RCA固有缺陷造成的混凝土力学性能的损失有效弥补,并限制混凝土内部微裂纹的扩展,显著改善RAC的弯曲韧性。

基于分形理论研究RTSF混凝土冲击压缩性能

为了研究回收轮胎钢纤维(RTSF)混凝土的冲击压缩性能,利用分离式霍普金森压杆对普通混凝土(F0)、工业钢纤维(ISF)混凝土和RTSF混凝土进行冲击压缩试验,统计冲击破坏后的碎块数量并计算分形维数.结果表明:RTSF混凝土冲击破坏形态分为三种类型,即周边张应变破坏、留芯破坏和整体破坏;应变率在55~125 s^(-1)左右时,不同掺量RTSF混凝土的分形维数范围为1.33~2.25;分形维数随RTSF掺量增加出现先减小后增大的趋势,RTSF 0.75混凝土分形维数最小;不同掺量的RTSF混凝土的分形维数随应变率增加而增大;不同应变率下RTSF混凝土的动态抗压强度及断裂能均随分形维数的增加而增大;ISF 1.00的分形维数、动态抗压强度和断裂能均介于RTSF 0.75和RTSF 1.00之间,RTSF 0.75比ISF 1.00(纤维长度为35 mm,长径比为65)能更有效提高混凝土的冲击压缩性能.