基于热传导的粉煤灰钢纤维超高强混凝土温度裂缝控制

传统裂缝控制技术对混凝土温度场的计算能力较差,导致疲劳裂纹扩展速率较快,且裂缝修复能力较差。为此,提出基于热传导的粉煤灰钢纤维超高强混凝土裂缝控制方法。通过对粉煤灰、水泥、砂石等用量分析,合理调整粉煤灰钢纤维超高强混凝土的配制比例,完善混凝土材料配比。借助热传导理论,以粉煤灰钢纤维超高强混凝土微元体为研究对象,通过傅里叶定律获取粉煤灰钢纤维超高强混凝土内部总净热量;通过控制粉煤灰钢纤维超高强混凝土温度场的绝热温度、内部实际温度以及表面温度,控制施工中混凝土的温变,使用化学修补法与灌浆修补法,对产生裂缝的混凝土进行修补,完成了粉煤灰钢纤维超高强混凝土裂缝控制技术的研究。实验结果表明:采用所提技术配制的混凝土疲劳裂纹扩展速率较慢,且其抗压强度较强,具有一定实际意义。

粉煤灰钢纤维超高强混凝土抗压性能试验研究

通过钢纤维体积含量为1.5%的粉煤灰钢纤维超高强混凝土(FSFRUHSC)不同尺寸的立方体试件和棱柱体试件的抗压试验,初步探讨了不同尺寸试件的抗压强度和压缩破坏模式。结果显示,粉煤灰钢纤维超高强混凝土大尺寸立方体试件抗压强度高于小尺寸立方体试件抗压强度,立方体试件抗压强度高于棱柱体试件抗压强度;粉煤灰钢纤维超高强混凝土立方体和棱柱体试件的压缩破坏模式分别为韧性拉伸破坏和脆性剪切破坏。

粉煤灰钢纤维超高强混凝土抗弯性能试验研究

对钢纤维体积率为1.5%的粉煤灰钢纤维超高强混凝土进行抗弯试验,获取其抗弯力学性能,初步探讨抗弯试验中的裂纹扩展和破坏过程。结果表明:对于抗压强度108.4MPa的粉煤灰钢纤维超高强混凝土,其抗弯强度达到了12.7MPa;在抗弯试验中,掺入的钢纤维能承担部分承载力,延缓裂纹的开裂,改善粉煤灰超高强混凝土的脆性性能。

方钢管超高强钢纤维混凝土柱轴压性能研究

为研究方钢管超高强钢纤维混凝土柱的受压性能,开展了12个方钢管超高强钢纤维混凝土柱的轴压试验,试验参数包括钢管屈服强度与厚度、混凝土基体强度和钢纤维掺量.结果表明:掺入钢纤维基本不改变试件的破坏形态;对于混凝土棱柱体抗压强度介于80~150 MPa之间、套箍指标介于0.33~1.43之间的方钢管钢纤维混凝土柱,其管内混凝土的抗压强度与对应混凝土棱柱体抗压强度接近;钢纤维对延性的提升作用随着混凝土强度的提高和套箍指标的增大而降低;当混凝土棱柱体抗压强度为130 MPa、套箍指标为0.90时,掺入1.5%的钢纤维对提升方钢管混凝土柱的延性不起作用.

矿粉和粉煤灰对超高强混凝土抗压强度的影响

为了研究矿粉和粉煤灰对超高强混凝土抗压强度的影响程度,本实验采用了水胶比为0.21,10%,20%,30%,40%,50%的矿粉或粉煤灰和10%的硅灰双掺,以及三者复掺,绘制出抗压强度的变化图形。试验结果表明,在水胶比为0.21时,20%的矿粉、20%粉煤灰和10%硅灰三者复掺时的效果最好。

大流动度超高强钢纤维混凝土力学性能研究

研究了钢纤维体积分数对大流动度超高强钢纤维混凝土流动性、力学性能的影响;以单位体积混凝土极限应力时单位强度消耗的应变能为指标,对比了超高强钢纤维混凝土、超高强混凝土和普通混凝土的相对韧性;通过三点弯曲梁试验研究了钢纤维对超高强混凝土断裂能的影响.结果表明:超高强钢纤维混凝土的流动性随着钢纤维体积分数的增加而显著降低,当钢纤维体积分数不大于0.75%时,其坍落度可维持在200 mm以上;与超高强混凝土相比,超高强钢纤维混凝土的相对韧性和断裂能可分别提高1倍和34倍,显示出了其在结构工程中的应用前景.

200MPa超高强钢纤维混凝土试验研究

本文介绍了作者采用特制钢纤维制备超高强钢纤维混凝土的研究结果,着重介绍了水灰比(W/C)、砂灰比(S/C)和养护条件对钢纤维混凝土性能的影响;试验结果表明:采用6％体积含量的特制钢纤维,可制备出抗压强度达200MPa的钢纤维混凝土。

钢纤维增强超高强混凝土拉压比试验研究

在超高强混凝土(C100级)中掺入螺纹型钢纤维,通过立方体抗压强度与劈裂抗拉强度试验,研究钢纤维对超高强混凝土增强增韧效果和拉压比性能的影响.立方体试件尺寸为100mm×100mm×100mm,钢纤维掺量为0、0.50%、0.75%、1.00%、1.50%.试验结果表明,掺入钢纤维后,超高强混凝土立方体试件裂缝开展路径较多,裂而不散,坏而不碎,抗压韧性显著增强;抗压强度提高10.6%～15.5%,劈裂抗拉强度提高38.2%～91.9%;掺入钢纤维的超高强混凝土拉压比为0.060 5～0.084 6,拉压比提高24.08%～73.46%.提出了钢纤维超高强混凝土立方体抗压强度与劈裂抗拉强度预测模型,预测值与试验值误差分别在±1.79%、±17.84%范围内.掺入钢纤维可使超高强混凝土脆性大、韧性小的缺点得到显著改善.

钢纤维超高强混凝土的力学性能试验

为了配制出强度高、韧性好、抗冲击性能良好的超高强混凝土,对钢纤维掺入体积率(Vf)为0~3%、基体强度为110 MPa以上的钢纤维超高强混凝土(SFRVHSC)进行立方体抗压、轴向抗压、劈裂抗拉、抗折强度和弹性模量等性能的测试,并对钢纤维超高强混凝土弯曲韧性进行了试验研究.结果表明,SFRVHSC抗压强度随Vf(0~3%)的增加有一定的增长,弹性模量随着材料抗压强度的提高略有增加;钢纤维对SFRVHSC的劈裂抗拉、抗折强度有显著的增强作用.SFRVHSC表现出优异的韧性,弯曲韧性指数I5、I10、I20分别达基体混凝土的4.71~5.15、9.47~11.23、19.02~24.06倍.SFRVHSC梁的荷载-位移曲线与坐标轴包含的面积也明显增加.

钢纤维超高强混凝土动态力学性能

采用分离式霍普金森压杆装置对不同纤维体积率的钢纤维超高强混凝土进行不同应变率的冲击压缩试验,结果表明钢纤维超高强混凝土是应变率敏感材料,并测出其应变率敏感阀值,当应变率超过阀值后,钢纤维超高强混凝土的强度、韧度与弹性模量都随纤维体积率的增加而显著提高,在高应变率下,超高强混凝土基体成粉碎性破坏,而钢纤维超高强混凝土呈现出“裂而不散”的破坏形态。

钢纤维超高强混凝土的收缩变形及开裂研究

超高强混凝土的抗压强度虽然很高,但其致命缺陷是高脆性和高的自收缩变形,从而极易产生裂缝。通过研究在超高强混凝土中掺入钢纤维,测试不同基体、不同钢纤维掺量及不同长径比条件下的钢纤维超高强混凝土的收缩变形及开裂规律。试验研究表明：在本试验条件下,钢纤维长径比大对抑制混凝土收缩有利,长径比小的钢纤维对混凝土的抗裂性有益。微钢纤维掺量在0.3%~0.9%范围内时,对超高强混凝土自收缩减小幅度为26.3%~28.8%,对干缩减小幅度为19.5%~43.7%,掺量0.6%和0.9%的微钢纤维超高强混凝土干缩比普通混凝土还小。掺入钢纤维能大幅度减小超高强混凝土的收缩变形,增强超高强混凝土的早期抗裂性能。

钢纤维无粗集料超高强混凝土的抗侵彻性能研究

通过在无粗集料超高强混凝土中加入体积掺量为3%的钢纤维来对其增韧改性,得到钢纤维无粗集料超高强混凝土。为了研究不同强度等级的含钢纤维无粗集料超高强混凝土材料的抗侵彻性能,采用动力有限元程序分析子弹侵彻钢纤维无粗集料超高强混凝土,得到了子弹的速度时间历程曲线和靶体的动态破坏过程。结果表明,在相同的侵彻初速度下,随着混凝土强度等级的提高,子弹的剩余速度明显降低,材料破坏程度明显减弱。在配合比相同而养护条件不同的情况下,人工海水养护制备的混凝土材料比淡水养护而成的抗侵彻性能更强。

超高强微钢纤维增韧混凝土的制备及其力学性能研究

高脆性是超高强混凝土难以被广泛应用的主要原因之一。为降低脆性,利用长度为6mm与13mm的三种微钢纤维,制备超高强微钢纤维混凝土,研究不同纤维长径比及掺量条件下混凝土的力学性能指标,其中包括ASTMC1018方法测试超高强微纤维混凝土的抗弯韧性。试验结果显示:随纤维掺量的增加,超高强混凝土能量吸收能力增加明显;与不掺纤维时相比,1.0%体积掺量下三种纤维混凝土的初始裂缝强度、抗折强度和韧性指数均有显著提高,掺量2.0%时初始裂缝强度、抗折强度和韧性指数的增加受到影响;长度为6mm的纤维在2.0%掺量时抗压强度相对较大,而长度为13mm的两种纤维在掺量1.0%时抗压强度较高;掺入3种纤维的混凝土劈拉强度和弹性模量也由于纤维的掺入而有所增加。结果表明,微钢纤维用于增韧超高强混凝土时,宜采用适宜掺量。

大流动度超高强钢纤维混凝土的试验研究

研究了掺合料组成、水胶比以及钢纤维直径与掺量对混凝土流动性和力学性能的影响。利用常规材料和通用的搅拌、振动、养护工艺成功配制出了坍落度200mm以上,28d抗压强度110 MPa以上的大流动度超高强钢纤维混凝土和超高强混凝土。以最大抗压强度点单位强度消耗的应变能作为相对韧性指标,对比了超高强钢纤维混凝土、超高强混凝土和普通混凝土的相对韧性。结果表明,超高强混凝土的相对韧性明显降低,而超高强钢纤维混凝土的相对韧性高于普通混凝土。

自密实钢纤维超高强混凝土试验

测试了水胶比、减水剂掺量、钢纤维用量、微硅粉及矿粉掺量对超高强混凝土流动性、抗压强度及抗折强度的影响,对比分析了各因素影响作用的大小。结果表明:在试验范围内,水胶比、减水剂掺量及钢纤维用量对混凝土流动度及强度均有显著影响;在水胶比为0.20~0.22的情况下,掺入不低于2%的减水剂、不大于2.5%的钢纤维、4%~6%的微硅粉、10~15%的矿粉可制备得到抗压强度大于120 MPa、抗折强度大于20 MPa的自密实超高强混凝土。

磷尾矿轻质超高强混凝土配制及其微观界面特性

该文以自制的筒压强度为7.2 MPa的800级磷尾矿轻质陶粒作集料,并通过添加适量硅粉、粉煤灰替换水泥作为胶凝材料,配制轻质超高强混凝土。研究了胶凝材料用量、轻细集料掺量以及浆集比对轻质超高强混凝土工作性能、力学性能及密度的影响,得出了最优配合比。在此基础上,采用扫描电镜-X射线能谱(SEM-EDX)和显微硬度计研究了轻质超高强混凝土微观界面过渡区的结构特征,并与普通高强混凝土比较。结果表明:随着胶凝材料用量以及浆集比的增加,坍落度、抗压强度、干表观密度均逐渐升高;而随着轻细集料掺量增加,各项性能均呈现出下降的趋势。当胶凝材料中水泥、粉煤灰、硅灰用量比例为70%、15%、15%时,其总用量为1110 kg·m^(-3),水胶比0.19,减水剂掺量1.9%,浆集比1.80,轻质集料掺量占集料总量80%,制备的轻质超高强混凝土各项性能最优,其坍落度为225 mm,28 d抗压强度达到了115.4 MPa,干表观密度为1875 kg·m^(-3)。在轻细集料的释水内养护作用下,轻质超高强混凝土的微观界面区结构较普通高强混凝土的更加致密,形成了拱壳结构,界面区内的显微硬度平均值为89.7MPa,高于水泥石基体的显微硬度,其界面过渡区宽度约为20~25μm。

纤维超高强混凝土的制备及力学性能试验研究

为提高高强、超高强混凝土的韧性和抗开裂性能,采用复合超叠加技术在配制出抗压强度110MPa以上基体混凝土的基础上,分别配制出了钢纤维增强超高强混凝土、PVA纤维增强高强混凝土,同时对不同体积掺量的两种纤维混凝土进行了立方体抗压、轴向抗压、劈裂抗拉、抗弯性能和弹性模量等力学性能的测试,并对超高强纤维混凝土进行了弯曲韧性的试验研究。结果表明,钢纤维对高强混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度有一定的增强作用,PVA纤维却降低了高强混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度。两种纤维都能明显改善基体混凝土的劈裂抗拉强度、抗弯强度及弯曲韧性。对此种超高强基体混凝土,钢纤维的增强增韧效果明显好于PVA纤维。

纤维增强超高强混凝土防高温爆裂研究

对15组立方体抗压强度为116~143MPa纤维增强超高强混凝土(FRUHSC)试件,开展了ISO834火灾标准升温曲线下的高温爆裂试验,考察了水胶比、孔隙率、纤维类型及体积分数、试件尺寸对其高温爆裂的影响.结果表明:水胶比为0.15的超高强混凝土与水胶比为0.18时相比,具有更低孔隙率和更高强度,表现为爆裂程度更高;为改善常温下混凝土延性而掺入体积分数1.00%的熔抽超细型钢纤维并不能防止其高温爆裂;掺入体积分数0.15%的聚丙烯纤维可防止Φ100×200mm试件高温爆裂,并适用于Φ300×300mm试件.对水胶比为0.15、混掺体积分数为0.15%聚丙烯纤维及0.50%熔抽超细型钢纤维的超高强混凝土型钢组合柱进行高温加载试验后发现,型钢外包混凝土未发生高温爆裂,表明所建议的混掺纤维体积分数在构件受荷时可防止高温爆裂.

用超细粉煤灰取代硅灰制备超高强水泥和砼的研究

本文利用超细粉煤灰制备超高强水泥砼，并与用硅灰制备的超高强水泥砼作了对比试验，对其力学性能与耐久性能进行了初步探索，指出用超细粉煤灰取代硅灰的可行性。