纤维定向布放钢纤维混凝土力学性能及断裂过程细观分析

钢纤维的适量掺入使得钢纤维混凝土力学性能有显著提高。基于试验配合比随机生成二维钢纤维混凝土梁细观模型,对体积分数相同的钢纤维分别采用随机乱向分布、受拉区水平定向布放和沿最大主拉应力布放3种方式进行建模研究,结合黏结裂缝模型,对钢纤维混凝土梁抗弯试验进行了数值模拟,分析了钢纤维掺量和取向对钢纤维混凝土的力学性能影响。将数值计算结果与已有试验结果进行对比分析,结果表明,钢纤维定向布放可以大幅度提高混凝土抗弯性能及断裂过程阻裂增韧效果。

基于磁场定向钢纤维的高性能混凝土性能研究

本文利用磁铁设计了一种高性能混凝土中钢纤维的定向方法,通过改变减水剂掺量调节混凝土的工作性能,研究了钢纤维定向效果与混凝土流变性能、力学性能的关系。结果表明,随着聚羧酸减水剂质量分数增大,混凝土屈服应力和塑性黏度逐渐降低,流动度增大。当减水剂质量分数大于2.5%后,屈服应力和流动度逐渐趋于稳定,但塑性黏度仍保持降低趋势。屈服应力和塑性黏度越低,纤维定向效果越好。未定向的钢纤维方向系数在0.479~0.526,而在磁场作用下定向的钢纤维方向系数为0.815~0.912,掺入定向钢纤维后混凝土抗折强度提升了24.0%~43.3%,韧性指数I_(20)提升了38.4%~69.9%。此外,磁场对钢纤维分散性没有明显影响,定向试件与未定向试件的抗压强度无明显差异。

定向钢纤维混凝土的制备方法以及断裂性能研究进展

对定向钢纤维混凝土(ASFRC)制备方法、纤维分布特性、断裂性能进行了系统阐述。分析总结了制备ASFRC常用方法各自的特点与适用性,概括总结了钢纤维分布特性参数的确定方法,详细论述了不同因素对钢纤维分布产生的影响。参照ASFRC断裂性能的试验方法与技术标准,分析总结了常见的弯曲断裂试验及断裂指标。同时,在钢纤维混凝土断裂性能已有的研究基础上,归纳总结了ASFRC断裂性能的影响因素与断裂模拟现状。最后基于现有成果对ASFRC的可能研究方向进行了展望。

定向钢纤维增强超高性能混凝土的力学性能

对超高性能混凝土施加磁场,在磁场驱动力作用下钢纤维转动到与磁场相同的方向,制备出单向定向钢纤维增强超高性能混凝土。测试了定向钢纤维增强超高性能混凝土(ASF-UHPC)的抗压性能、抗折性能和抗拉性能,分析了定向钢纤维增强超高性能混凝土的韧性以及定向钢纤维对超高性能混凝土的增强机理。结果表明,定向钢纤维增强超高性能混凝土的力学性能全面高于随机分布钢纤维增强超高性能混凝土,定向钢纤维增强超高性能混凝土的韧性更大。

定向钢纤维混凝土中的钢纤维分布X-ray CT分析

为分析定向钢纤维混凝土中钢纤维的分布,通过X-CT扫描原位测试确定了混凝土中所有钢纤维的空间位置坐标,根据钢纤维空间坐标,分析计算钢纤维的角度分布及纤维方向效应系数。结果表明,定向钢纤维混凝土中,与设计的目标方向夹角<30°的钢纤维根数占总数量的比例达85%,定向钢纤维的定向效果较好;定向钢纤维混凝土中纤维方向效应系数增加25%,增强效率显著提高。

定向分布钢纤维RPC的剪切性能

为研究准静态荷载下纤维分布对活性粉末混凝土(RPC)构件受剪、受拉力学性能的影响,利用电磁场定向装置制备了定向分布钢纤维活性粉末混凝土(ASFRPC)试件,并对其进行双面直剪和劈裂抗拉试验,结合图像分析法研究了纤维方向、纤维长径比对钢纤维活性粉末混凝土(SFRPC)试件受剪、受拉力学性能的影响.结果表明:相同条件下ASFRPC试件的抗剪强度、峰值剪切变形和剪切韧性相比于SFRPC试件均有了显著的提高,表现出更高的抗剪、抗拉性能.

定向钢纤维混凝土制备及力学性能分析

对定向钢纤维混凝土制备方法、纤维分布特征、纤维分布调整以及试件动/静力学性能进行了系统阐述。重点对国外研究人员基于细观纤维拉拔本构模型,构建考虑纤维分布特征的钢纤维活性粉末混凝土本构模型的方法进行了梳理;对国内研究人员近年提出的以均匀磁场调整钢纤维分布进而制备定向钢纤维混凝土的方法以及定向钢纤维混凝土的力学性能与纤维分布特征的关系进行了总结。在此基础上展望了磁场制备定向钢纤维混凝土基于细观力学的本构模型、纤维分布特征的表征方法以及动/静力学性能研究的前景。

基于DDM方法的定向钢纤维混凝土断裂特性研究

基于非连续变形测量(DDM)方法开展定向钢纤维混凝土三点弯曲梁断裂试验,获得了裂缝断裂全过程曲线,研究了定向钢纤维混凝土断裂特性受养护龄期、纤维掺量的影响。结果表明:DDM方法测量的荷载-裂缝口张开位移曲线与夹式引伸仪结果吻合较好,DDM方法能够获得较为合理的裂缝扩展尖端应变演化过程;随着龄期的增加,试件预制缝尖端处的水平应变区域逐渐缩小,试件抵抗裂缝扩展的能力逐渐增强;断裂过程区损伤特性受纤维掺量影响较大,增加纤维掺量可有效改善定向钢纤维混凝土的断裂损伤特性。

定向钢纤维活性粉末混凝土受弯及受剪力学性能试验研究

通过电磁场干预活性粉末混凝土(RPC)中钢纤维分布特征,制备了纤维体积掺量为1.5%的定向分布钢纤维RPC(ASFRPC)和乱向分布钢纤维RPC(SFRPC)试件,并对各试件开展了双面直剪试验和四点弯曲试验,分析了纤维长度(13~20 mm)和纤维方向对RPC试件的开裂性能、抗弯承载力、弯曲韧性、抗剪强度、剪切韧性等的影响。研究表明:纤维长度和方向对钢纤维PRC试件的初裂强度和初裂挠度无明显影响;双面直剪试验中,ASFRPC试件的强度、峰值变形及韧性相比SFRPC试件均得到了显著提高,表现出更高的剪切性能;四点弯曲试验中,ASFRPC试件的弯曲峰值应力、弯曲韧性、峰值位移较SFRPC试件均有显著提升。纤维方向对弯曲性能和剪切性能的影响比纤维长度更显著。

单向分布钢纤维混凝土的力学性能研究

通过恒定磁场控制混凝土拌合物中的钢纤维方向,制备出单向分布钢纤维混凝土,对其劈裂抗拉、抗压和抗折等力学性能进行了试验分析。结果表明,与相同掺量的普通钢纤维混凝土相比,单向分布钢纤维混凝土的劈裂抗拉、抗压和抗折等力学性能均有不同程度的提高,且提高程度随纤维掺量的增加而降低,说明混凝土中纤维掺量对于纤维的定向效果有着较大影响,从而影响着纤维方向的提高率和混凝土力学性能的提高程度。

定向型钢纤维增强砼受力构件初探

对预应力、定向型钢纤维砼受力构件新型施工方法的构想进行初步论证 ,并期待更进一步的试验验证 ;这一创新构想的实现 ,会在构件的延性、抗裂性方面有更大改善 ;结构构件中钢纤维用量会有大幅度降低 ,促使节省材料、降低造价 ,以利钢纤维增强砼结构的广泛应用。

磁导向仿钢纤维混凝土抗弯性能研究

文中利用铁磁性物质在磁力的作用下可以发生移动的原理,用铁磁性颗粒-磁铁矿等代替石子作为粗骨料配制定向纤维混凝土试件。在试件振捣前,运用磁力驱动磁铁矿颗粒移动,带动纤维转动,对试件受拉部位进行纤维定向。同时制备了相同配比的乱向试件。对定向和乱向试件进行四点弯曲试验。结果表明,定向试件破坏断面上的纤维方向好于乱向试件,且不同纤维长度的定向试件7、28d的极限荷载相对于乱向试件均有所提升,其中12mm纤维混凝土试件28d极限荷载提升最大,为9.94%。可为定向混凝土板内的纤维提供参考。

水平定向钢纤维混凝土的制备与力学性能

钢纤维混凝土(SFRC)中钢纤维方向对其力学性能有显著影响,楼板、地坪、路面等工程中,竖直方向的钢纤维有害无益,钢纤维水平随机分布最为有利.为改善钢纤维混凝土结构的力学性能,提高钢纤维的增强效率,通过旋转磁场对基体中的钢纤维进行调控定向,制备出水平定向钢纤维混凝土(2D-SFRC).测试比较了2D-SFRC和随机乱向钢纤维混凝土(RD-SFRC)的劈拉性能、棱柱体试件和圆板试件的弯曲性能,同时利用断面纤维分布特征和声发射技术揭示了水平定向钢纤维的增强机理.结果表明,与RD-SFRC相比,2D-SFRC的各项力学性能显著提升.钢纤维分布统计和声发射分析表明,2D-SFRC力学性能提高的主要原因是,断面纤维数量增加、纤维方向有效系数提高.水平定向钢纤维混凝土具有高性能和低成本的特点,对于提高工程质量、节约材料具有重要意义.

定向分布钢纤维对超高性能混凝土的增强作用

将细短钢纤维定向分布在水泥浆中制备超高性能混凝土(UHPC),在不同的钢纤维体积掺量下,对比分析了定向分布钢纤维UHPC(D-UHPC)与乱向分布钢纤维UHPC(L-UHPC)的抗压、抗折和弯曲抗拉等强度,通过弯曲韧性、钢纤维与UHPC基体的界面黏结强度及宏观、细观照片来揭示其增强作用机理。结果表明:随着钢纤维掺量的增加,L-UHPC的抗压强度先增大后减小,D-UHPC的抗压强度则持续增大;两种UHPC的抗折强度均随着钢纤维体积掺量的增加而不断增大;在相同的钢纤维体积掺量下,D-UHPC的抗折强度均比L-UHPC的更高;试样受弯断裂过程中,D-UHPC所产生的裂缝宽度比L-UHPC的更窄,且出现了更多细小裂缝,可通过分散吸收荷载而表现出更高的弯曲韧性;D-UHPC的初裂挠度、极限抗拉挠度、初裂强度、极限抗拉强度和韧性指数在相同的钢纤维体积掺量时均比L-UHPC的有大幅度增加;钢纤维的埋入角越大,拔出荷载峰值越小,且荷载峰值对应的挠度越大,显示出钢纤维方向对UHPC力学性能的显著影响。

卫生间反坎一次成型模板支设方法在民用建筑施工中的应用

目前,卫生间反坎结构施工中,采用一次结构施工完后在楼板上部二次制作反坎结构。保证不了结构的连接性。如使采用二次制作方法,加大施工难度,拖延了施工进度,不利于生产及施工。影响建筑实体质量,给企业带来不良的社会影响。一种卫生间反坎一次成型模板支设方法,属于卫生间反坎施工技术领域。该法不占用场地,使废旧钢筋重复利用。既能保证反坎混凝土梁、板的粘结度、加快施工进度,又能节约措施成本。对该法的具体应用进行了介绍。