圆钢管钢纤维再生混凝土短柱轴压性能试验研究

以钢纤维体积掺量为主要考察参数，对圆钢管钢纤维再生混凝土短柱进行了轴心受压试验。观察了其受力全过程和破坏形态，得到了荷载-位移曲线和荷载-应变曲线，并研究了钢纤维体积掺量对其受力性能的影响。结果表明：圆钢管钢纤维再生混凝土短柱的轴压破坏形态呈斜剪压破坏，钢纤维的掺量对其破坏形态几乎没有影响；钢纤维的掺入对试件承载力的增强作用并不明显，当钢纤维体积掺量不超过1．5％时，试件承载力较未掺加钢纤维构件有小幅提高，但当体积掺量超过2％后，因钢纤维易结团、混凝土和易性变差，试件承载力反而出现降低，且钢纤维体积掺量越大，降幅也越大；掺入钢纤维后，试件延性显著改善，位移延性系数随钢纤维体积掺量的提高而增大；为使试件同时获得较高的承载力和延性，建议钢纤维的体积掺量取为1．0％-1．5％；CECS28：2012推荐计算式能很好地评定圆钢管钢纤维再生混凝土短柱的承载力，建议设计时采用。研究结果可为工程应用提供参考。

圆钢管钢纤维再生混凝土短柱轴压性能试验研究

为了研究掺入钢纤维的圆钢管再生混凝土短柱的性能,考虑不同钢纤维掺量、不同再生混凝土取代率、不同混凝土强度等级三个因素,共设计了14个试件,对其进行轴压试验。试验结果表明:随着钢纤维掺量的增加,试件的极限承载力提高;随着再生混凝土取代率的增加,试件的极限承载力降低;随着混凝土强度的增大,试件的极限承载力提高;其中混凝土强度对极限承载力影响最大,再生混凝土取代率的影响最小。

钢纤维对细再生混凝土力学性能的影响研究

为研究细再生集料(FRAP)替代天然细集料(NFA)的可能性。配置1%钢纤维掺量下不同FRAP含量(0%、25%、50%、75%、100%)的水泥混凝土,并测定成型后试件的抗压强度、拉伸特性、应力-应变特性和耐久性能。研究结果表明:以FRAP替代NFA会导致细再生集料水泥混凝的土力学强度降低;加入1%钢纤维,可以显著提高细再生集料水泥混凝土劈裂抗拉强度和抗弯强度,峰值应力增加约15%,峰值应变增加50%,韧性及延展性提高约5倍;以FRAP替代NFA的最佳含量为50%左右。

钢纤维再生混凝土压-剪受力分析

为研究钢纤维再生混凝土的压-剪复合轴力状态性能,文中掺入不同体积率的钢纤维(0、1%、2%和3%),和同等条件的钢纤维普通混凝土的压-剪力学性能进行对比分析。通过选取轴压荷载分别为0和10 MPa,得到不同工况下破坏形态和位移-荷载曲线。结果表明,钢纤维的存在可提高再生混凝土和普通混凝土的剪切强度值,且剪切破坏后可保持试件的整体性;轴向压力的存在试件的剪切破坏面有明显的摩擦痕迹,但有效提高抗剪强度值。根据数学回归分析,得出峰值荷载与钢纤维量的线性关系。

钢纤维增强碱矿渣再生混凝土的力学性能及碳排放评价

使用工业副产品矿渣和再生骨料制备碱矿渣再生混凝土(AARAC),符合中国“双碳”和“可持续发展”战略目标的要求.通过13组试件的基本力学性能试验,研究了再生骨料取代率和钢纤维掺量对AARAC基本力学性能的影响,并从原材料端对其进行了碳排放评价.结果表明:当再生骨料取代率为75%时,AARAC的力学性能指标与普通水泥混凝土相当;掺加钢纤维有效缓解了再生骨料对AARAC力学性能的负面影响;当再生骨料取代率为50%、钢纤维掺量为0.5%时,AARAC的力学性能优良,可持续性强;基于本文及相关文献的试验数据,建立了AARAC力学强度和弹性模量的计算公式,计算结果与试验结果吻合良好.

再生骨料和钢纤维掺量对钢纤维再生混凝土劈裂抗拉强度及抗折强度的影响研究

为促进再生混凝土材料的有效利用,设计试验分析钢纤维再生混凝土抗折强度、劈拉强度和钢纤维掺量、再生骨料掺量之间关系,构建回归方程明确抗折强度、劈拉强度之间的关系。试验结果表明:再生骨料掺量提升时会引起材料抗折强度和劈裂强度下降,其中掺入100%再生骨料时抗折强度降低12%~28%、劈拉强度降低9%~16%;钢纤维的掺入能够限制混凝土内部微小裂缝并强化材料整体性,掺入1%钢纤维时抗折强度提升16%~40%、劈拉强度提升13%~23%,钢纤维是导致钢纤维再生混凝土抗折强度、劈拉强度提升的关键因素。

钢纤维对再生骨料混凝土的力学性能研究

为研究钢纤维对再生骨料混凝土力学性能和工作性能的影响,通过掺加体积分数0、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%的钢纤维开展抗压试验、劈裂抗拉、抗折试验和坍落度的研究,探讨在不同钢纤维掺量下的再生骨料混凝土的力学性能的变化规律。结果表明:随着钢纤维掺量的增加,坍落度持续降低;抗压强度先呈现先增大后减小,且抗压强度值均高于对照组,当钢纤维为0.8%掺量时,达到了最大值,抗压强度提高了10.66%;当钢纤维为1.2%掺量时,劈裂抗拉与抗折强度相较于对照组,劈裂抗拉最大值达到3.91 MPa,提高了32.54%,抗折强度达到了最大值8.1 MPa,提高了42.11%。适量添加钢纤维不仅可以改善了再生骨料混凝土的流动性,还能提高抗压、劈裂抗拉和抗折强度,且可以改善再生骨料混凝土早期强度。

钢纤维再生混凝土梁受剪性能有限元分析

为研究钢纤维再生混凝土梁的受剪性能,采用Abaqus软件对再生混凝土梁进行非线性有限元分析,并与实验结果进行对比,验证模型的可靠性。通过改变剪跨比、配箍率、钢纤维体积率和CFRP加固方式等参数,研究单调加载与单向反复加载2种加载方式下再生混凝土梁的受剪性能变化规律。结果表明,试件单向反复加载下的抗剪承载力和变形能力较单调加载下均有所降低,梁的脆性特征更为显著;增大配箍率、提高钢纤维体积率或采用CFRP加固等措施,均可以有效提升梁的受剪性能,且对试件反复加载受剪性能的改善效果更好;剪跨比是钢纤维再生混凝土梁斜截面受剪性能的重要影响因素,试件的抗剪承载力随剪跨比的增大而减小,试件变形能力增强。

圆钢管型钢再生混凝土组合柱水平承载力计算方法研究

通过对11个圆钢管型钢再生混凝土组合柱进行低周反复荷载试验,分析再生粗骨料取代率、型钢截面形式、轴压比、型钢配钢率及圆钢管壁厚参数对组合柱水平承载力的影响规律;观察了组合柱的破坏形态及特征,研究了圆钢管、型钢翼缘及腹板应变的发展规律,分析了组合柱的地震破坏特征。研究表明,在水平地震作用下组合柱发生典型的压弯塑性铰破坏。在此基础上,结合现有规范提出了基于叠加原理的圆钢管型钢再生混凝土组合柱水平承载力计算方法。计算结果表明,其水平承载力计算值与试验值吻合度较好,能较为准确地预测组合柱的水平承载力。

反复荷载下圆钢管型钢再生混凝土组合柱耗能能力及延性分析

对11个圆钢管型钢再生混凝土组合柱试件进行了低周反复荷载试验,观察了组合柱的破坏形态及特征,获取了组合柱的滞回曲线、等效粘滞阻尼系数、延性系数及侧向位移角等性能指标,分析了再生粗骨料取代率、型钢截面形式、轴压比、型钢配钢率和圆钢管径厚比等参数对组合柱耗能能力及延性的影响规律。结果表明:反复荷载作用下组合柱呈压弯塑性铰破坏模式;组合柱的荷载-位移滞回曲线饱满呈纺梭形,屈服位移后的等效粘滞阻尼系数在0.30~0.48之间,平均位移延性系数大于3.0,极限侧向位移角介于1/30~1/20之间且均大于规范限值1/50,组合柱表现出良好的耗能能力和延性。此外,组合柱的耗能能力和延性受再生粗骨料取代率的影响较大,全再生混凝土较普通混凝土耗能能力下降14.5%;增加钢管壁厚或型钢配钢率有利于提升组合柱的耗能能力和延性,而增大轴压比则对组合柱的延性和变形不利;内置型钢采用箱型截面时,组合柱耗能及延性最优,与工字型钢相比,采用箱型截面型钢的组合柱耗能能力和延性分别提升了23.5%和51.9%。

圆钢管砖骨料地聚物再生混凝土柱滞回性能试验研究

为探究废弃黏土砖再利用的可行性,对6根圆钢管砖骨料地聚物再生混凝土柱的滞回性能进行了系列试验研究。以不同钢管厚度(4、6 mm)、砖骨料取代率(0%、50%、100%)、轴压比(0.05、0.25、0.50)为参数,得到了试件在往复荷载作下的失效模态、骨架曲线和滞回曲线,并对构件的刚度退化、滞回性能、峰值承载力、延性、承载力退化和耗能能力等抗震性能指标的变化规律分析。结果表明:试件的失效模式表现为底部发生鼓曲、开裂,出现塑性铰的区域核心混凝土破碎,与普通钢管混凝土相似;砖骨料取代率和轴压比的增加会降低试件的承载力,钢管厚度的增加会提高试件的承载力。试件的滞回曲线饱满,表现出不明显的捏缩,表明耗能能力较好;轴压比的增加导致试件的变形能力降低,加快了刚度和承载力的退化速度,增长钢管厚度可以提高试件的变形能力;砖骨料取代率对试件刚度退化、延性、承载能力和耗能能力的影响有限。

钢纤维粉煤灰再生混凝土强度正交试验研究

利用正交试验方法对钢纤维粉煤灰再生混凝土(以下简称再生混凝土)的强度性能进行了试验,考察了粉煤灰取代率(质量分数)、钢纤维掺量(体积分数)和再生粗骨料取代率(质量分数)对再生混凝土28d立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响,并对试验结果进行了系统分析.结果表明:粉煤灰取代率对再生混凝土抗压与抗折强度的影响规律一致,但对其劈裂抗拉强度的影响规律却不相同;再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均随钢纤维掺量的增加而增大,但钢纤维掺量对劈裂抗拉和抗折强度的影响显著,对抗压强度的影响较小;再生粗骨料取代率对抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响规律基本一致,强度总体上随再生粗骨料取代率的增大而增大.要使再生混凝土强度得到提高,需降低粉煤灰的取代率,增大钢纤维掺量和再生粗骨料取代率.当粉煤灰取代率在30%以内、钢纤维掺量在1.8%以内时,粉煤灰取代率对再生混凝土抗压强度的影响最大,其次是再生粗骨料取代率,最次是钢纤维掺量;钢纤维掺量对再生混凝土劈裂抗拉强度和抗折强度的影响最大,其次是粉煤灰取代率,最次是再生粗骨料取代率.

钢纤维再生混凝土力学性能的试验研究

对两种不同的钢纤维混凝土和相应的素混凝土进行了抗压、劈裂和4点弯曲试验,结果表明,钢纤维的加入显著地提高了混凝土的劈裂和4点弯曲强度,但抗压强度提高不大;而钢纤维再生混凝土得到的上述强度明显优于钢纤维卵石混凝土。

氯盐侵蚀环境下钢纤维再生混凝土抗压性能试验研究

探讨了钢纤维再生混凝土在氯盐侵蚀环境下的抗压性能。首先,在室内配制水灰比分别为0.45、0.53、0.61的标准立方体钢纤维再生混凝土试件各27个,在标准条件下养护28d;再将这三种水灰比的试件分别浸入浓度为2.0%、3.5%、5.0%的Na Cl溶液中浸泡50d、100d、150d,并测得其抗压强度;最后分别对标准立方体试件上深度为5mm^25mm处的氯离子含量进行了测定。试验结果表明:随着水灰比的减小,钢纤维再生混凝土抗压强度逐渐增大;在浸泡天数相同的条件下,其抗压强度随着氯离子浓度的增加呈降低趋势,且在同一深度下水灰比越大的试件,侵入的氯离子浓度越高;在浸泡浓度相同的条件下,其抗压强度随着浸泡时间的增长而降低。

钢纤维再生粗骨料混凝土碳化试验

为了研究钢纤维体积率、再生粗骨料取代率及水灰比对混凝土抗碳化性能的影响,将实验室废弃的强度等级为C30的混凝土试块加工处理后制成粒径范围为5~31.5 mm的骨料,针对这种骨料按不同掺量,加入不同体积率的钢纤维,按照不同水灰比配制的钢纤维再生混凝土试样进行碳化试验。结果表明:其它相同条件下,钢纤维体积率在0.5%~1.5%,再生混凝土碳化深度明显较小;仅考虑再生粗骨料对碳化深度影响时,当再生粗骨料取代率为50%,碳化深度最小;同理,仅考虑水灰比,当水灰比为0.4时,混凝土抗碳化性能较好。通过对钢纤维再生混凝土抗碳化模型研究,并引入抗碳化系数α和β,得到了钢纤维再生混凝土的碳化龄期与碳化深度的模型。研究成果对钢纤维再生混凝土应用具有重要的理论意义。

橡胶钢纤维再生骨料混凝土断裂性能试验研究

以橡胶钢纤维再生骨料混凝土(crumb rubber and steel fiber reinforced recycled aggregate concrete,RSRAC)为研究对象,探讨橡胶掺量对其断裂性能的影响.设计了6组试件,包括5组不同配合比的RSRAC(橡胶体积分数分别为0、4%、8%、12%和16%)和1组不含橡胶的钢纤维原生骨料混凝土试件,每组含3个尺寸为100 mm×100 mm×515 mm带切口的小梁试件.基于三点弯曲断裂试验,得到了RSRAC的荷载-挠度曲线和荷载-裂缝张开位移曲线,通过计算RSRAC的断裂能和断裂韧度,分析了RSRAC断裂能和断裂韧度随橡胶掺量的变化规律.结果表明,RSRAC断裂能和断裂韧度随橡胶颗粒掺量的增加呈先增后减趋势,细骨料体积取代率为8%时,橡胶掺量可使RSRAC材料获得较好的断裂性能.

钢纤维再生粗集料混凝土的力学性能和抗冻性研究

为了研究钢纤维对再生混凝土抗冻性的影响,试验以钢纤维的体积掺量为1%,2%和3%,研究钢纤维再生混凝土的力学性能和抗冻性,并对再生混凝土的孔结构特征进行了分析。研究结果表明,钢纤维的掺入对再生混凝土抗压强度的提高不明显,对再生混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度提高比较显著。钢纤维的掺入改善了混凝土的抗冻性能,降低了再生混凝土的孔隙率。

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.

钢纤维再生混凝土配合比正交试验研究

使用正交方法针对钢纤维再生混凝土进行配合比设计.主要分析水胶比、再生骨料取代率、钢纤维体积率对其塌落度、立方体抗压强度、劈拉强度的影响.再生骨料取代率对塌落度的影响最为显著,建议在再生混凝土单方用水量计算中引入再生骨料取代率与再生骨料吸水率两个变量.水胶比对抗压强度的影响最为显著,抗压强度随着水胶比的增加而降低.钢纤维体积率对于劈拉强度影响最为显著.再生骨料取代率对抗压强度、劈拉强度的影响并不显著,从经济性和环保角度考虑,全再生骨料钢纤维混凝土前景广阔.

不同钢纤维对再生混凝土基本力学性能的影响

以普通混凝土的配合比设计原则为基础，研究了再生粗骨料取代率为40％时，C20、C25、C30、C35共4种强度等级下，铣削型、剪切型钢纤维对再生混凝土基本力学性能的影响及变化规律。试验结果表明，加入钢纤维后的再生混凝土立方体抗压强度较基体混凝土提高约1．3％-11．5％，抗折强度提高约2．1％～15．1％，抗压弹性模量提高约0．3％-10．4％，劈裂抗拉强度提高约7．1％～26．O％，轴心抗压强度提高约1．0％-13．4％；剪切型钢纤维对新拌混凝土的坍落度及28d龄期时基体力学性能的影响程度大于铣削型纤维。