高温后钢-PVA混杂纤维高性能混凝土与变形钢筋黏结性能试验

为研究高温后钢-聚乙烯醇(polyvinyl alcohols,PVA)混杂纤维高性能混凝土(hybrid fiber high performance concrete,HFHPC)与变形钢筋的黏结性能退化规律,以200、400、600、800℃为目标温度,选取钢纤维体积率、PVA纤维体积率、矿粉掺量为正交试验因素设计并制作25组HFHPC试件,完成了单调荷载下的中心拉拔试验。结果表明:高温后各组HFHPC试件黏结破坏形态均表现为钢筋拔出破坏;试验温度范围内,对HFHPC试件黏结强度的影响程度均为:钢纤维体积率最大、矿粉掺量次之、PVA纤维体积率最小;随着温度的升高,HFHPC试件黏结强度逐渐下降,且在相同温度条件下,HFHPC试件黏结强度和峰值滑移相比于未掺纤维的混凝土试件均有所提升,其中,200℃时HFHPC试件的黏结强度提升最为显著,分别提升了33.69%、35.76%、37.54%和46.03%;混杂纤维能显著提高高温后高性能混凝土与钢筋的峰值界面能,明显改善黏结延性和耗能能力;提出的考虑温度作用后的混杂纤维混凝土与钢筋黏结-滑移模型与试验实测结果吻合较好,可为火灾后混杂纤维高性能混凝土结构损伤评估及加固方案提供参考。

钢纤维高性能混凝土的制备及力学性能研究

材料组成对高性能混凝土(SFHPC)的性能具有至关重要的影响。采用流动度、抗压强度和抗折强度试验,分别分析了水胶比(0.17~0.20)、钢纤维掺量(0~3.0%)、减水剂掺量(0~3.0%)、硅灰掺量(0~23%)等参数对SFHPC工作性能和力学性能的影响。结果表明,水胶比的增加可以有效改善SFHPC的流动性,但会降低SFHPC的力学性能;随着钢纤维体积掺量的增加,SFHPC浆体的流动性逐渐降低,抗压强度先增加后降低,而抗折强度逐渐提高;减水剂能够显著改善SFHPC的流动性,抗压强度和抗折强度随着减水剂的增加呈现先增加后下降的趋势;硅灰的掺入对SFHPC的流动性提升明显,有助于力学性能的提升。

聚合物微纤维高性能混凝土力学性能的试验研究

研究了聚合物微纤维的掺量和长度对高性能混凝土力学性能的影响,找出了微纤维的合理掺量及长度范围,并对聚合物微纤维的作用机理进行了初步探讨。

纤维高性能混凝土工作度、强度和弯曲韧性的试验研究

在研究不同纤维对高性能混凝土工作度和强度影响的基础上,参照美国材料与试验协会标准(ASTM C),进行了国产、进口钢纤维以及混杂纤维高性能混凝土梁的弯曲荷载-挠度全曲线试验;分析并对比了不同国产及进口钢纤维以及混杂纤维对混凝土工作性能、抗压强度、弯曲韧性指标和剩余强度指标的影响规律。结果表明,纤维类型和掺量均为影响混凝土工作度、强度和弯曲韧性的重要指标。

聚丙烯纤维高性能混凝土的试验研究

在混凝土中掺入聚丙烯纤维,对其和易性、抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、抗渗性能等指标进行测试,确定最佳掺量。通过分析机理,说明聚丙烯纤维对混凝土上述指标的影响,并介绍了聚丙烯纤维混凝土在实际工程中的运用。

BFRP筋与超高性能纤维混凝土黏结性能试验研究

为探究玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋与超高性能纤维混凝土(UHPFRC)之间的黏结性能,通过中心拉拔试验,对BFRP-UHPFRC试件破坏模式、黏结-滑移曲线进行分析,且探讨了筋材直径、单一纤维及钢-PVA混杂纤维对黏结强度的影响。结果表明,试件破坏模式包括BFRP筋拔出破坏与拉断破坏。BFRP筋直径的增大将导致黏结强度降低。随着单一纤维掺量增加,黏结强度呈先增大后减小的趋势。而相较于单一纤维,钢-PVA混杂纤维显著提高了试件的黏结强度,当掺入1%钢纤维和0.5%PVA纤维时,黏结强度最高(25.35 MPa)。此外,通过灰狼算法优化的支持向量回归模型实现对黏结强度的预测,预测值与实际值拟合较好。

超高性能纤维混凝土在公路桥梁加固中的应用

结合四川省某桥梁工程施工案例,对超高性能纤维混凝土种类选择和配比计算进行分析,深入探讨超高性能纤维混凝土在桥梁加固施工中的应用,通过使用超高性能纤维混凝土材料,取得理想的加固效果,提高桥梁工程整体稳定性。

超高海拔高性能纤维混凝土在风电基础工程中的应用研究

随着对清洁、可再生能源的需求增加,风能作为一种重要的能源形式受到广泛关注。然而,在风电基础工程中,常规混凝土在高海拔环境下面临着挑战,为了解决这些问题,该文研究高性能纤维混凝土在风电基础工程中的应用。通过数值模拟分析,研究高性能纤维混凝土风电基础的力学性能和变形特性。研究结果表明,随着集中荷载的增加,风电基础的承载能力逐渐增强,但其所受到的最应力的增长幅度逐渐减小;同时,最大应力出现在圆形承台的正下方,并且随着集中荷载的增加,最大应力所在区域的范围也逐渐扩大。随着所施加的集中荷载逐渐增大,风电基础的横向位移和竖向位移均逐渐增大。等待风电基础达到相应的强度等级后,对其现场混凝土强度、地基承载能力等进行现场检测,检测结果均满足工程规范需求。

高性能纤维混凝土的动力学特性数值仿真分析

高性能纤维混凝土(HPFRC)作为新兴建筑材料,凭借其高性能被广泛使用。然而,其在冲击荷载下的动力学特性还有待深入研究。该研究旨在通过数值仿真分析,探讨C40-HPFRC在冲击荷载增加过程中的损伤破坏问题。采用ANSYS/LS-DYNA建立C40-HPFRC的数值模型,施加冲击荷载进行仿真分析。同时,对损伤破坏的原因进行细致讨论,研究结果表明,①在冲击荷载作用下,C40-HPFRC出现不同程度的损伤破坏,当冲击荷载由0.1 MPa增加至0.3 MPa过程中,冲击荷载越大,混凝土的损伤破坏越严重;②C40-HPFRC损伤破坏后出现“留芯”现象,小冲击荷载作用下该现象比较明显,随着冲击荷载的增加该现象逐渐消失;③随着冲击荷载的增加,C40-HPFRC的冲击强度逐渐增大,冲击荷载由0.1 MPa增加至0.3 MPa过程中,冲击强度的增长幅度分别为1.8%和18.4%。

基于模糊数学的高性能纤维混凝土服役性能评价

高性能纤维混凝土作为一种广泛应用于工程领域的高性能材料,其服役性能的评价至关重要。该文针对高性能纤维混凝土进行配合设计,并提出一种基于模糊数学的评价方法,用于评估不同配合比条件下纤维混凝土的各项性能指标。通过运用模糊综合法,对不同配合比的纤维混凝土服役性能进行系统评估,并确定最优配合比方案。该研究通过引入模糊数学,对不确定性进行量化处理,提高评价结果的准确性和可靠性。研究结果表明,通过合理配合比设计,可以显著提升纤维混凝土的性能。通过丰富高性能纤维混凝土服役性能评价的方法体系,该研究为研究人员提供一种新的思路和工具,为工程设计和实施提供科学依据。同时,该研究的成果也为纤维混凝土在工程领域的广泛应用提供有力支持。

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。

高性能纤维混凝土在混凝土结构加固中的应用研究

在建筑结构修复与加固工作中,高性能纤维混凝土因其具有优良的抗裂性、高强度、好的韧性和耐久性,被广泛应用。本研究围绕高性能纤维混凝土(HPFRC)在加固工作中的应用,采用理论分析和试验研究两种方式,对HPFRC进行深入分析。首先,通过文献研究,分析了HPFRC的组成、性质以及制备工艺,明确了其在加固混凝土结构中的优越性。其次,通过拉伸、压缩和抗弯等力学试验,考察了HPFRC的力学性能,结果显示,纤维的加入有效提高了加固层的力学性能,从而增强了结构的抗震性。最后,本研究还实证了HPFRC在实际补强项目中的运用,验证了其提高结构完整性和防止裂缝扩大的效果。研究结果显示,高性能纤维混凝土是一种理想的混凝土结构加固材料,对保障工程质量,确保人民生命财产安全具有重要意义。希望本文能为高性能纤维混凝土在混凝土结构加固相关领域提供技术支持和理论参考。

超高性能纤维混凝土增强RC梁抗剪性能研究

为确保梁在弯曲加载下保持良好的稳定性,文章系统探讨了超高性能纤维混凝土(UHPFRC)对常规RC梁抗剪强度的强化效果,对12根钢筋混凝土梁进行四点荷载测试,观测其破坏模式。结果显示.UHPFRC能显著提高RC梁的抗剪性能,相较于未加固梁,强化后的梁抗剪强度提升了1.54倍,其初始刚度、延性和韧性也得到了显著增强。此外,加固梁主要在最大弯矩区域展现出弯曲破坏.显示出较好的延性性能。

超高性能纤维混凝土在路桥加固施工中的应用

当今社会,路桥是经济发展的命脉,但随着车辆数量的增加,对路桥产生了较高的应力,致使桥梁发生裂缝等风险的概率增加,影响了部分路桥的正常使用,若重新建设不仅建设周期长,而且建设成本高。超高性能纤维混凝土具有水胶比低、强度大、耐久性强、吸水率低、孔隙率低等优点,在路桥施工中应用超高性能纤维混凝土对路桥进行加固处理,能有效提高路桥的稳定性能。基于此,本文首先分析了钢纤维桥面段构造,然后介绍了超高性能纤维混凝土的选择与配比计算方法,最后阐述了超高性能纤维混凝土在路桥加固施工中的应用,以供施工企业参考。

2023年中国超高性能混凝土(UHPC)技术与应用发展报告(上)

本报告记录和概要介绍了2023年中国在UHPC领域,如超高性能纤维增强混凝土(UHPFRC)、活性粉末混凝土(RPC)和超高韧性混凝土(STC)等方面取得的研究成果、标准规范编制进展、产业发展、新的工程应用以及开展的技术交流活动。总体上,2023年中国UHPC研究与技术开发活动在增加,UHPC应用场景和领域在扩大,用量在增长。UHPC的应用突破和创新亮点包括:风电塔筒应用实现零的突破;钢-UHPC组合梁、桁架梁等新结构发展与应用.

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。

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。

超高性能纤维增强混凝土中钢纤维拔出行为研究

自行研发的纤维定位装置可较为精准地控制钢纤维的空间位置,基于此,研究了钢纤维埋置深度、直径和埋置角度对超高性能纤维增强混凝土(UHPFRC)中钢纤维拔出行为的影响。结果表明:随着钢纤维埋置深度增加,钢纤维最大拔出力、拔出功、最大拔出应力及钢纤维强度利用率均呈不断提高的趋势,而最大平均黏结强度却呈减小的趋势;随着钢纤维直径增加,钢纤维最大拔出力、拔出功和最大平均黏结强度相应增加,而钢纤维强度利用率和最大拔出应力均减小;随着钢纤维埋置角度增大,钢纤维最大拔出力和拔出功呈先上升后下降的趋势,分别在埋置角度为45°和30°时达到最大,而埋置角度为75°时,试件破坏模式表现为钢纤维拉断失效。

纤维类型及用量对超高性能混凝土力学特性影响

超高性能纤维增强混凝土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。对现有研究中关于纤维类型及其用量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,揭示了不同纤维类型、不同用量下超高性能纤维增强混凝土力学性能(单轴抗压强度、抗拉强度、抗弯强度)的演化规律及机理。研究内容可以为理解纤维类型及其用量对超高性能纤维增强混凝土的力学性能提供帮助,同时也为超高性能纤维增强混凝土的配制提供了一定的参考。

高性能纤维增强混凝土在桥梁建设中的应用

随着城市桥梁建设的不断发展,对于材料性能和结构安全性的要求也越来越高。在桥梁工程中,传统混凝土存在一些局限性,如抗裂性能和耐久性等方面的不足。为了提升桥梁的性能和延长其使用寿命,高性能纤维增强混凝土成为一种备受关注的新型材料。本文以“高性能纤维增强混凝土在桥梁建设中的应用”为题,探讨了该材料在桥梁工程中的潜力和应用价值。首先介绍了高性能纤维增强混凝土的基本特性和成分配比设计方法。然后详细讨论了该材料在桥梁结构中的应用领域,包括桥面板、支座、墩柱等部位,并分析了其对抗裂性能、耐久性和承载力等方面的改善效果。通过实际案例分析,总结了高性能纤维增强混凝土在桥梁建设中的成功应用经验,并提出了未来研究方向和发展趋势。本研究旨在为桥梁工程中高性能纤维增强混凝土的应用提供理论和实践支持,有助于推动桥梁建设的技术进步和质量提升。