生态型超高性能混凝土的弯曲行为研究

通过大掺量超细工业废渣制备了2个不同配比的超高性能混凝土,分别研究了其棱柱体三点弯曲行为和薄板四点弯曲行为,绘制了弯曲荷载-挠度曲线,讨论了钢纤维、有机纤维和纤维混杂对其弯曲行为的影响。结果表明通过纤维的增强和增韧作用,超高性能混凝土的抗弯强度和弯曲韧性指数分别提高到2倍和10倍以上。破坏形态从脆性断裂转变为延性破坏。

短碳纤维增强高性能混凝土的性能和机理研究

为了改善高强混凝土由于水泥自缩、湿涨造成的脆性大、抗拉强度低,特别是应力——应变曲线的下降段不及普通混凝土的特点,本文以掺入短碳纤维为突破口,选取水胶比、砂率、短碳纤维的体积比、高效减水剂掺量四个因素作为变量,利用均匀设计安排试验,用SPSS软件对抗压强度和劈拉强度分别进行回归分析而得到回归方程,用MATLAB进行优化处理,进而求出最优配比。研究结果表明,短碳纤维的加入可明显改善混凝土的脆性,劈拉强度与抗压强度之比由原来的1/10～1/15增大到1/6～1/8,且拌合物的保水性、粘聚性也得到明显改善。最后用扫描电子显微镜观测了短碳纤维增强混凝土的微观结构,并从基理上进行了分析。

纤维增强高性能混凝土在醋酸钙镁溶液中的抗腐蚀性

以醋酸钙镁(CMA)为主要成分的机场道面除冰液对道面高性能混凝土(HPC)具有一定的腐蚀性,纤维增强高性能混凝土(FRHPC)在机场道面除冰液中的腐蚀未知。进行了FRHPC试件在浓度为25%的CMA溶液中的浸泡实验,测定了腐蚀过程中混凝土试件的单位表面积剥蚀量和相对动动弹性模量,跟踪了试件表面的剥落特征,比较了HPC和FRHPC的抗CMA腐蚀性。结果表明:HPC和低弹性模量纤维试件FRHPC1经过1522 d腐蚀,单位表面积剥蚀量均显著增长,相对动弹性模量均在90%以上,HPC表面产生较强的剥蚀,FRHPC1表面产生严重剥蚀;高弹性模量纤维试件FRHPC2经过1522 d腐蚀,单位表面积剥蚀量增长微弱,相对动弹性模量保持在100%以上,表面出现少量剥蚀。采用混杂纤维FRHPC3经过1522 d腐蚀,单位表面积剥蚀量几乎没有变化,相对动弹性模量更是超过110%,表面完好无损。因此,混凝土纤维弹性模量越高抗表面剥蚀效果越好,尤其混杂纤维混凝土抗表面剥蚀效果非常明显。

超高性能纤维增强混凝土初步研究

去除普通混凝土中的粗骨料以提高匀质性，同时在水泥基体中复合使用粉煤灰、硅粉和高效减水剂，并掺加微细钢纤维以增强韧性和延性，可以获得超高性能的水泥基纤维增强材料。试验结果表明，以水胶比为０．１６，配制出流动性良好的混凝土，达到抗压强度２３０ＭＰａ、抗折强度５０ＭＰａ。

钢纤维对超高性能混凝土力学性能影响研究综述

超高性能纤维增强混凝土(UHPFRC)凭借其出色的力学性能被应用在高层建筑、大跨度桥梁、海底隧道等混凝土结构工程。其中,钢纤维类型、钢纤维添加量以及钢纤维长度等参数会改变UHPFRC的力学性能。但对于这些参数如何选取,目前还没有统一的认识,为此,对现有研究中关于钢纤维类型、纤维添加量及纤维长度对超高性能纤维增强混凝土力学性能的影响进行了总结、分析。结果表明:①波纹状及钩状钢纤维相比于直型纤维对UHPFRC的抗拉性能、抗弯性能均有较大的提升,但钢纤维形状对抗压力学性能没有明显的影响;②与钢纤维类型相似,钢纤维长度的增加有助于提升UHPFRC的抗拉性能、抗弯性能,但同样对抗压性能影响不明显;③钢纤维用量对UHPFRC的抗压性能、劈裂抗拉性能、抗弯强度学性能以及断裂性能均具有明显的提升作用。研究成果为理解钢纤维参数对UHPFRC力学性能的影响提供了帮助,同时也为UHPFRC的配置提供一定的参考。

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。

钢纤维增强高性能混凝土力学性能研究

对不同纤维体积率,以及不同掺合料下基体强度为C80的钢纤维增强高性能混凝土(SFRHPC)的力学性能进行了测试,包括立方体抗压、劈裂抗拉、棱柱体抗压、泊松比、静力弹性模量和弯曲韧性等。试验结果显示,对于弯曲韧性和劈裂抗拉强度钢纤维的作用十分明显,对于立方体和棱柱体抗压强度也有一定的增强,对于泊松比,静力弹性模量的影响则很小。

高性能纤维增强混凝土受弯构件承载力

对高性能纤维增强混凝土的主要力学性能进行了分析研究,通过体现应变硬化和多裂缝特性的简易模型,建立了相应的应力应变关系,推导了高性能纤维增强混凝土受弯构件承载力公式.研究结果表明,应变硬化阶段和多裂缝性能对其构件的弯拉强度有很大的提高,其提高幅度随极限应变与初始开裂应变的比值增大而增加,同时在一定范围内压应变与初始开裂应变的比值也影响弯拉强度.

超高性能钢纤维增强混凝土腐蚀损伤的CT观察

【目的】为探究混凝土因钢纤维腐蚀引发的损伤行为,采用X射线计算机断层扫描技术对UHPSFRC试样的通电加速腐蚀过程进行无损测试。【方法】通过高分辨率的三维重建,对试样腐蚀损伤过程及分布特征进行可视化表征与定量分析。【结果】结果表明:钢纤维腐蚀造成UHPSFRC混凝土保护层发生由外到内的腐蚀损伤。随着通电时间的增加,钢纤维腐蚀速率加快,初始损伤区域的损伤程度加重。【结论】研究认为,X-CT可以作为研究钢纤维腐蚀及腐蚀诱导混凝土保护层损伤的有力工具,且具有较高的适用度与准确性。

不同尺度纤维复合增强高性能细骨料混凝土力学性能试验研究

通过对单掺和复掺碳酸钙晶须及PVA纤维的高性能细骨料混凝土分别进行抗压、抗折和劈拉试验,研究不同尺度纤维对高性能细骨料混凝土力学性能的影响,并采用扫描电镜对纤维混凝土微观结构进行观测,分析纤维对混凝土性能的影响机理。结果表明,掺入适量碳酸钙晶须或PVA纤维均可提高细骨料混凝土的力学性能,但提高幅度不同;单掺PVA纤维混凝土强度提高较明显,其抗压、抗折和劈拉强度提高可达11%,20%和35%。碳酸钙晶须和PVA纤维混掺后可进一步改善混凝土的力学性能,混凝土抗压、抗折和劈拉强度的提高幅度分别增至14%,44%和48%。微观结构观测结果显示,碳酸钙晶须和PVA两种纤维可在不同尺度上发挥对混凝土的增强作用。

浇注方式对超高性能纤维增强混凝土中纤维取向及分布的影响

通过改变新拌浆体的浇筑方式(单侧浇筑和混乱浇筑)以及流动距离(400 mm,600 mm,800 mm以及1000 mm),研究超高性能纤维增强混凝土(UHPFRC)中纤维取向与分布。结果表明:采用从模具单侧浇注的方式以及增长流动距离都可改善纤维的取向与分布。此外,新拌UHPFRC中纤维的流动过程可分为三个区域:混乱期,稳定期和再混乱期。

超高性能钢纤维增强混凝土力学性能的实验研究

制备出钢纤维体积掺量分别为0%、1%、2%、3%的超高性能钢纤维增强混凝土(UHPSFRC),通过立方体抗压实验、小梁四点弯曲实验,研究钢纤维体积掺量对UHPSFRC抗压、抗弯曲性能的影响。实验结果表明,钢纤维对UHPSFRC有明显的增强、增韧和阻裂作用。抗压强度随着钢纤维体积含量的提高而显著提高,最高可达130MPa。抗弯曲性能在钢纤维体积含量为2%时达到最佳。

玻璃纤维增强复合材料筋与超高性能混凝土之间粘结-滑移本构模型

为研究玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋与超高性能混凝土(UHPC)之间的粘结性能,故基于相关文献中153个拉拔试验和42个梁式试验的数据,系统分析了FRP筋直径、相对粘结长度、相对保护层厚度、超高性能混凝土抗压强度、FRP筋表面形态和试验方法对玻璃纤维增强复合材料筋粘结强度的影响规律,通过回归分析和区间预测提出了超高性能混凝土中玻璃纤维增强复合材料筋与粘结强度和锚固长度的计算公式。对比分析了已有FRP筋与普通混凝土之间的粘结-滑移本构模型,基于CMR模型提出了绕肋玻璃纤维增强复合材料筋与超高性能混凝土之间粘结-滑移本构模型的计算公式。上述公式计算结果与试验结果均吻合良好,并可为工程设计及后续研究提供依据。

含粗骨料超高性能混凝土的单轴受拉力学性能

考虑粗骨料掺量、钢纤维掺量及长径比等因素,研究了含粗骨料超高性能混凝土(UHPC-CA)的单轴受拉力学性能,揭示了纤维增强的机理和粗骨料的作用机制.结果表明:随着粗骨料掺量的增加,UHPC-CA的单轴抗拉强度与变形性能均下降;钢纤维掺量增加、长径比增大对UHPC-CA的受拉力学性能有较大的提升作用;钢纤维与基体间具有良好的握裹力,在基体内出现裂缝后,主要依靠握裹作用承受拉应力;粗骨料的掺入削弱了钢纤维空间分布的均匀性,同时引入了薄弱的粗骨料-基体界面过渡区,对UHPC-CA的受拉性能产生了不利的影响.

超高性能纤维增强混凝土中纤维作用综述

对纤维在超高性能纤维增强混凝土中的作用进行研究.结果表明:钢纤维、无机纤维主要提高强度,有机纤维主要提高韧性;异形纤维对提高力学性能效果较好且对流动性影响较圆直形大;随着纤维掺量、长径比的增加,流动性递减力学性能随之提高有个转折点;长短纤维、不同材性纤维混杂可能取得正效应;材料性能随着混杂比率在三种混杂效应下有不同变化规律.

改性PAN纤维增强高性能混凝土早期抗裂性能研究

研究了不同改性方法和掺量的聚丙烯腈纤维对高性能混凝土抗裂性能及力学性能的影响。结果表明 ,化学方法能够改变PAN纤维表面微观形貌 ,从而改善纤维与混凝土基体的结合性 ,0 12

轴压荷载及自愈合对超高性能纤维增强混凝土渗透性能的影响

针对轴压荷载损伤及自愈合作用后超高性能纤维增强混凝土(UHPFRC)的渗透性进行了试验研究。结果表明:在轴压应力的作用下,UHPFRC的渗透性随着轴压应力水平的提高而增大,抗渗性随着应力水平的提高而降低;自愈合作用对于UHPFRC的渗透性能有着积极的影响。不同轴压应力水平条件下,自愈合28d后UHPFRC试件的渗透性均有不同程度的降低,抗渗性均有不同程度的提高。

钢纤维增强超高性能混凝土研究

研究了钢纤维对超高性能混凝土工作性、劈裂抗拉强度和轴心抗拉强度等性能的影响。结果表明:钢纤维长度和复掺比例对混凝土的坍落度具有一定程度的影响;两种钢纤维复掺时,对超高性能混凝土的轴心抗拉强度与劈裂抗拉强度的影响规律类似,均为长纤维与短纤维1:2复掺时的增强效果最好,超短纤维和短纤维复掺次之,超短纤维与长纤维复掺时效果最差,甚至会出现负面影响。

增强纤维对超高性能混凝土改性效果及优化研究

为探索增强纤维对混凝土性能影响的规律,选用聚乙烯醇(PVA)纤维、超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维、玄武岩纤维和玻璃纤维增强混凝土制备超高性能混凝土(UHPC)。通过性能测试,选出UHPC改性最佳纤维——PVA纤维和UHMWPE纤维。采用Design-Expert专业实验数据分析软件,对PVA和UHMWPE混杂纤维设计进行理论模拟,针对目标纤维进行掺量优化设计,得出当12 mm长度的PVA纤维的体积分数为0.3%、6 mm长度的UHMWPE纤维的体积分数为0.9%时,目标UHPC的抗折强度、抗压强度与流动度达到最优化设计目标。

纤维增强高性能混凝土常规三轴抗压破坏准则

为了研究纤维增强高性能混凝土的三轴抗压破坏准则,对3种不同钢纤维掺量的纤维增强高性能混凝土进行了4种围压下的常规三轴试验,获得了纤维增强高性能混凝土的三轴偏应力-应变曲线。结果表明,掺入钢纤维和施加围压均能对纤维增强高性能混凝土起到增强、增韧的作用,随着钢纤维掺量和围压的增加,纤维增强高性能混凝土的轴向偏应力、应变、弹性模量均增大。但是二者的作用会相互影响:围压增大,钢纤维掺量对纤维增强高性能混凝土轴向偏应力提高的幅度降低;钢纤维掺量增大时,围压对纤维增强高性能混凝土的增强作用会降低。利用Mohr-Coulomb破坏准则、William-Warnke破坏准则和Power-Law破坏准则构建了不同钢纤维掺量的高性能混凝土三轴抗压破坏模型,研究表明,基于上述3种破坏准则均能较好地模拟高性能混凝土的三轴破坏过程,通过分析模型拟合系数R^(2)发现,William-Warnke模型模拟精度最高,而Power-Law模型能够很好地模拟出钢纤维掺量对高性能混凝土的三轴抗压强度的影响。