定向钢纤维增强水泥基复合材料准脆性断裂分析

基于边界效应模型基本理论,建立了钢纤维长度与特征裂缝长度之间的关系,计算了定向钢纤维增强水泥基复合材料(ASFRC)的等效断裂韧度和拉伸强度,进而得到了ASFRC材料的断裂破坏曲线.结果表明,当离散系数分别取0.4~0.7和0.2~0.4时,可得到较为合理的等效断裂韧度和拉伸强度值.对比分析ASFRC和随机乱向钢纤维增强水泥基复合材料(SFRC)的断裂破坏曲线可以发现,满足线弹性断裂力学的最小试件尺寸随着离散系数的增大而增大;ASFRC和SFRC的拉伸强度和考虑初始裂缝影响的名义应力随着离散系数的增大而减小.此外,改进的简化解析公式不仅可确定材料的等效断裂韧度和拉伸强度,还可预测试件的破坏.

复合式钢纤维混凝土路面研究

基于混凝土路面板的受力特点和钢纤维混凝土的工作特性,提出一种新型复合式钢纤维混凝土路面结构形式,并对复合式钢纤维混凝土路面进行了模拟双轮轴载试验研究和成本分析.结果表明,复合式钢纤维混凝土路面具有性能优越、造价低廉的特点.

复合式、层布式钢纤维混凝土力学性能及破坏特征研究

通过3组不同钢纤维分布方式的混凝土组别对比,对相同基体配合比的复合式钢纤维混凝土、层布式钢纤维混凝土、钢纤维混凝土及基体素混凝土进行立方抗压强度、劈裂抗拉强度及抗折强度的测试。结果表明虽然钢纤维只小幅提升了复合式钢纤维混凝土的抗压强度,但对复合式钢纤维混凝土的劈拉强度及抗折强度有较大改善,其中复合式钢纤维混凝土组别对基体混凝土抗折性能提升略高于层布式钢纤维混凝土组别,而复合式钢纤维混凝土中钢纤维的材料利用率明显高于钢纤维混凝土组别。试验还发现,随着钢纤维体积率及钢纤维混凝土层高度的增加,复合式钢纤维混凝土的抗折强度与抗劈拉强度都随之增长。

钢纤维增强聚合物水泥基复合材料界面特性

采用聚丙烯酸酯乳液 (PAE)、苯乙烯 -丙烯酸共聚乳液 (SA )、聚乙烯醇缩甲醛水溶液 (PVFO)对钢纤维增强水泥基复合材料进行改性 ,发现聚合物提高了复合材料的宏观性能如抗弯强度、韧性、纤维与水泥基体界面粘结强度。红外光谱分析表明 ,聚合物加入后其活性官能团与水泥或集料间发生化学健合 ,DSC放热曲线表明 ,加入聚合物后混合物的放热峰值提高 ,验证了红外光谱的结果。通过聚合物与水泥石之间的化学键合强化了钢纤维与水泥基体间界面 ,形成强度。

复合钢纤维结构胶试验研究

本文就一种新型复合材料——复合钢纤维增强结构胶的抗拉,压、剪和底部粘钢纤维结构胶抗弯强度的力学性能及增强效果进行了试验研究和分析论证。

含装甲钢和陶瓷板的钢纤维砼复合靶的抗侵彻实验研究

为考察装甲钢板和陶瓷板的抗侵彻特性,在钢纤维混凝土靶中分别加入两种不同厚度的装甲钢板和陶瓷板振动成型。在57mm轻气炮上进行了小尺寸射弹侵彻钢纤维砼复合靶试验,测量了不同速度的射弹在不同靶中的侵彻深度。研究表明,当装甲钢板的厚度在5mm范围内,射弹速度超过400m/s时,装甲钢板的厚度对侵彻深度的影响不明显。对含陶瓷板的钢纤维砼,当射弹超过一定速度时,射弹弯曲断裂。通过分析给出了射弹残余弹长与射弹的密度、射弹的动态屈服强度和垂直撞击陶瓷板的速度的函数关系,理论结果与实验数据基本一致。

超高性能钢纤维水泥基复合材料-高延性水泥基材料复合梁的制备及弯曲性能

研究了无配筋条件下超高性能钢纤维水泥基复合材料(UHPFRCC)与高延性水泥基复合材料(HDCC)复合梁试件的弯曲变形性能.通过纯剪切强度测试,比较了界面处理工艺对界面粘结性能的影响.通过弯拉实验测试了复合梁试件在弯曲载荷下的变形性能,并与纯UHPFRCC梁的变形能力进行对比.结果表明,不同的界面处理工艺决定了界面粘结性能.最佳的界面处理方法能使界面粘结强度高于HDCC基体本身强度,界面过渡区基体致密,没有明显的微观缺陷.UHPFRCC-HDCC复合梁在弯拉荷载下,极限抗弯强度达到13.4 M Pa,跨中最大挠度为2.8mm.HDCC能通过自身的多缝开裂增加裂缝数目来改善变形能力.与UHPFRCC梁相比,UHPFRCC-HDCC复合梁弯曲时,塑形变形明显,并具有更大的弯曲挠度.

钢纤维聚合物水泥基复合材料中钢纤维的分布

通过对钢纤维增强聚合物水泥基复合材料中钢纤维分布的研究 ,提出了描述这种复合材料中钢纤维分布的定量指标分散系数、取向系数和有效系数 ,初步探讨了复合材料强度与这些指标之间的关系。研究表明 ,随着钢纤维的体积分数增大 ,复合材料的分散系数和抗压强度增加。当钢纤维体积分数增至 1.5 %～ 2 .0 %时 ,复合材料的抗压强度呈下降趋势 ,此时钢纤维分散系数开始下降 。

钢纤维增强聚合物水泥基复合材料界面特性

采用聚丙烯酸酯乳液(PAE)、苯乙烯-丙烯酸共聚乳液(SA)、聚乙烯醇缩甲醛水溶液(PVFO)对钢纤维增强水泥基复合材料进行改性,发现聚合物提高了复合材料的宏观性能如抗弯强度、韧性,对纤维与水泥基体界面粘结强度有很大程度的提高.红外光谱分析表明,聚合物加入使其活性官能团与水泥或集料间发生化学键合,DSC放热曲线表明,加入聚合物后混合物的放热峰值提高,验证了红外光谱的结果.通过聚合物与水泥石之间的化学键合强化了钢纤维与水泥基体间的界面层,形成强度、韧性很好的具有"互穿网络"的钢纤维增强复合材料.

钢纤维水泥基复合材料增强作用的理论研究

本文全面考虑了纤维的阻裂作用和复合增强作用.并以损伤力学为基础对钢纤维混凝土材料的受力工作过程进行了研究.不仅推出了初裂强度、极限强度的计算公式,而且还给出了钢纤维混凝土的损伤本构方程。

钢纤维水泥基复合材料的初裂强度

钢纤维水泥基复合材料初裂强度的计算公式目前尚未统一，很多文献中都直接沿用了短纤维增强延性基体复合材料的计算公式，本文推导了适用于钢纤维混凝土等乱向短纤维增强脆性基体复合材料的初裂强度计算公式。

钢纤维增强水泥基复合材料冲击断裂试验研究

通过开展普通乱向钢纤维增强水泥基复合材料(SFRC)及定向钢纤维增强水泥基复合材料(ASFRC)三点弯曲梁冲击断裂试验,研究了不同加载速率对SFRC断裂性能的影响及不同纤维掺量SFRC与ASFRC的冲击断裂性能。结果表明:SFRC的峰值荷载与断裂能均随加载速率的增大而增大,展现了明显的率效应;SFRC与ASFRC的峰值荷载与断裂能整体上均随纤维掺量的增加而提高;相同纤维掺量的ASFRC较SFRC峰值荷载提高了30%~40%,断裂能提高了50%~90%,ASFRC展现了更好的抗冲击性能。

钢纤维砼耐磨复合地坪施工技术要点研讨

在现代化的仓储物流地坪施工过程中,传统的施工技术与材料应用方式已经不能满足当前的使用需求,企业应科学创新技术方式,合理使用钢纤维砼耐磨复合地坪施工技术,掌握各流程中的施工要点,总结丰富的技术经验,创建现代化的施工体系,完善施工管理方案,为其后续发展奠定坚实基础。

定向钢纤维水泥基复合材料起裂特性的细观数值模拟

基于细观数值模拟方法研究了定向钢纤维水泥基复合材料的起裂特性。应用ABAQUS软件对钢纤维水泥基复合材料进行有限元建模,利用J积分计算裂缝尖端应力强度因子,研究钢纤维分布位置、角度、长度和直径以及钢纤维掺量对水泥基复合材料应力强度因子的影响。计算结果表明:钢纤维分布位置及几何特性对裂缝尖端应力强度因子影响显著,从而改变了钢纤维水泥基复合材料的起裂荷载;钢纤维的定向使水泥基复合材料的起裂荷载有所提高;随着钢纤维掺量的提高,纤维分布密度逐渐增大,纤维间距逐渐减小,定向钢纤维水泥基复合材料的起裂特性明显增强。

钢纤维增强水泥基复合材料增韧机理研究

钢纤维可有效阻碍水泥基材料中微裂缝的产生和发展,提高其抗裂能力。基于Eshebly等效夹杂理论和最大周向应力准则,获得了平面应力条件下无限大薄板中裂缝与钢纤维相互作用的应力强度因子(SIF)解,推导了掺入纤维后的Ⅰ-Ⅱ复合型断裂裂缝尖端最大应力表达式。根据掺入钢纤维前后裂缝尖端最大应力比,分析了钢纤维方向、位置和弹性模量对增韧效果的影响。结果表明,钢纤维通过改变裂缝尖端应变场,影响应力强度因子,从而降低尖端最大应力。当钢纤维方向与裂缝方向垂直时,裂缝尖端最大应力比最小,定向后钢纤维的增韧效果最明显。钢纤维的增韧效果主要受纤维方向影响,而受纤维弹性模量的影响小。

钢纤维增强水泥基复合材料在地铁声屏障结构单元板中的应用

结合南京地铁二号线东延线工程的特点,详细介绍了工程声屏障结构单元板用钢纤维增强水泥基复合材料的制备、搅拌、浇筑和养护等施工工艺,以及采用钢纤维增强水泥基复合材料生产的单元板在工程中的应用情况。

钢纤维砼耐磨复合地坪施工技术要点研讨

随着我国经济建设的发展,各行业技术水平均有显著提高。在现代化的仓储物流地坪施工过程中,传统的施工技术与材料应用方式已经不能满足当前的使用需求,企业应科学创新技术方式,合理使用钢纤维砼耐磨复合地坪施工技术,掌握各流程中的施工要点,总结丰富的技术经验,创建现代化的施工体系,完善施工管理方案,为其后续发展奠定坚实基础。

钢纤维砼耐磨复合地坪施工技术要点研讨

在现代化的仓储物流地坪施工过程中,传统的施工技术与材料应用方式已经不能满足当前的使用需求,企业应科学创新技术方式,合理使用钢纤维砼耐磨复合地坪施工技术,掌握各流程中的施工要点,总结丰富的技术经验,创建现代化的施工体系,完善施工管理方案,为其后续发展奠定坚实基础。

钢纤维增强复合材料免拆模板可行性研究

将工业钢纤维按一定比例加入高性能混凝土,二者结合作为一种新型的复合材料.凭借着材料自身优良的抗压、抗拉以及抗裂性能,更好的解决土木工程中模板施工的问题.文中对一种新型模板从设计、施工、模拟应用效果等方面进行可行性分析.通过ABAQUS有限元分析结果可知,混凝土模板掺入钢纤维后,新旧混凝土黏结效果提升,试件整体性良好.证明了钢纤维增强复合材料免拆模板技术可行性高,具有实际开发价值.