钢纤维对细再生混凝土力学性能的影响研究

为研究细再生集料(FRAP)替代天然细集料(NFA)的可能性。配置1%钢纤维掺量下不同FRAP含量(0%、25%、50%、75%、100%)的水泥混凝土,并测定成型后试件的抗压强度、拉伸特性、应力-应变特性和耐久性能。研究结果表明:以FRAP替代NFA会导致细再生集料水泥混凝的土力学强度降低;加入1%钢纤维,可以显著提高细再生集料水泥混凝土劈裂抗拉强度和抗弯强度,峰值应力增加约15%,峰值应变增加50%,韧性及延展性提高约5倍;以FRAP替代NFA的最佳含量为50%左右。

钢纤维增强碱矿渣再生混凝土的力学性能及碳排放评价

使用工业副产品矿渣和再生骨料制备碱矿渣再生混凝土(AARAC),符合中国“双碳”和“可持续发展”战略目标的要求.通过13组试件的基本力学性能试验,研究了再生骨料取代率和钢纤维掺量对AARAC基本力学性能的影响,并从原材料端对其进行了碳排放评价.结果表明:当再生骨料取代率为75%时,AARAC的力学性能指标与普通水泥混凝土相当;掺加钢纤维有效缓解了再生骨料对AARAC力学性能的负面影响;当再生骨料取代率为50%、钢纤维掺量为0.5%时,AARAC的力学性能优良,可持续性强;基于本文及相关文献的试验数据,建立了AARAC力学强度和弹性模量的计算公式,计算结果与试验结果吻合良好.

再生骨料和钢纤维掺量对钢纤维再生混凝土劈裂抗拉强度及抗折强度的影响研究

为促进再生混凝土材料的有效利用,设计试验分析钢纤维再生混凝土抗折强度、劈拉强度和钢纤维掺量、再生骨料掺量之间关系,构建回归方程明确抗折强度、劈拉强度之间的关系。试验结果表明:再生骨料掺量提升时会引起材料抗折强度和劈裂强度下降,其中掺入100%再生骨料时抗折强度降低12%~28%、劈拉强度降低9%~16%;钢纤维的掺入能够限制混凝土内部微小裂缝并强化材料整体性,掺入1%钢纤维时抗折强度提升16%~40%、劈拉强度提升13%~23%,钢纤维是导致钢纤维再生混凝土抗折强度、劈拉强度提升的关键因素。

钢纤维对再生骨料混凝土的力学性能研究

为研究钢纤维对再生骨料混凝土力学性能和工作性能的影响,通过掺加体积分数0、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%的钢纤维开展抗压试验、劈裂抗拉、抗折试验和坍落度的研究,探讨在不同钢纤维掺量下的再生骨料混凝土的力学性能的变化规律。结果表明:随着钢纤维掺量的增加,坍落度持续降低;抗压强度先呈现先增大后减小,且抗压强度值均高于对照组,当钢纤维为0.8%掺量时,达到了最大值,抗压强度提高了10.66%;当钢纤维为1.2%掺量时,劈裂抗拉与抗折强度相较于对照组,劈裂抗拉最大值达到3.91 MPa,提高了32.54%,抗折强度达到了最大值8.1 MPa,提高了42.11%。适量添加钢纤维不仅可以改善了再生骨料混凝土的流动性,还能提高抗压、劈裂抗拉和抗折强度,且可以改善再生骨料混凝土早期强度。

钢纤维再生混凝土梁受剪性能有限元分析

为研究钢纤维再生混凝土梁的受剪性能,采用Abaqus软件对再生混凝土梁进行非线性有限元分析,并与实验结果进行对比,验证模型的可靠性。通过改变剪跨比、配箍率、钢纤维体积率和CFRP加固方式等参数,研究单调加载与单向反复加载2种加载方式下再生混凝土梁的受剪性能变化规律。结果表明,试件单向反复加载下的抗剪承载力和变形能力较单调加载下均有所降低,梁的脆性特征更为显著;增大配箍率、提高钢纤维体积率或采用CFRP加固等措施,均可以有效提升梁的受剪性能,且对试件反复加载受剪性能的改善效果更好;剪跨比是钢纤维再生混凝土梁斜截面受剪性能的重要影响因素,试件的抗剪承载力随剪跨比的增大而减小,试件变形能力增强。

纳米氧化硅和钢纤维增强再生混凝土损伤模型

以纳米氧化硅和钢纤维为外加材料对再生混凝土进行改良,选定取代率、钢纤维掺量和纳米氧化硅掺量为配合比控制参数,共设计18种工况的再生混凝土。通过棱柱体受压试验分析再生混凝土应力-应变曲线变化特征,建立其损伤本构模型,分析其损伤演化机理。研究表明,随纳米氧化硅掺量增加,应力-应变曲线下降段陡峭,随着钢纤维掺量增加,再生混凝土应力-应变曲线更加饱满,分段表达式可较好表述再生混凝土应力-应变全曲线方程;单掺钢纤维或氧化硅时,随着氧化硅掺量增加,峰值应力增大、峰值应变降低,随着钢纤维掺量增大,峰值应力和峰值应变均增大;复合添加钢纤维和氧化硅时,氧化硅掺量一定时随钢纤维掺量增加,峰值应力和峰值应变均增大,随氧化硅掺量增加,峰值应力和峰值应变不具有明显规律性;建立的损伤本构模型能够较好地满足再生混凝土的应力-应变关系,损伤变量随应变增加呈S型增长,可以较好地反映出再生混凝土某一时段损伤发展。

复合受剪钢纤维再生混凝土破坏机理及强度计算

为研究钢纤维再生混凝土在复合受剪状态下的力学性能,以取代率、法向应力和钢纤维掺量为变化参数,设计了102个标准立方体试件进行复合受剪试验。观察了钢纤维再生混凝土在直剪、压剪作用下的破坏形态,获取了其在直剪、压剪作用下的全过程剪切应力-位移曲线,深入分析了取代率、法向应力和钢纤维掺量对钢纤维再生混凝土剪切强度、峰值位移的影响规律。结果表明:随着法向应力的增大,剪切强度逐渐增大;随着取代率的增加,掺量为0%的钢纤维再生混凝土剪切强度随之减小,掺量为1%的钢纤维再生混凝土剪切强度先增大后减小;与掺量为0%的钢纤维再生混凝土相比,掺量为1%的钢纤维再生混凝土平均剪切强度提高了10.77%;提出了剪切强度公式,所得计算值与试验值吻合良好。

钢纤维再生混凝土摩擦剪力学性能试验研究

为研究钢纤维再生混凝土(SFRAC)在摩擦剪状态下的力学性能,以取代率、钢纤维掺量、压应力比为设计参数,设计36个再生混凝土立方体试件进行摩擦剪试验。观察了试件破坏形态,得到了荷载-位移曲线,分析了不同取代率、钢纤维掺量、压应力比及剪切次数对再生混凝土力学性能的影响。结果表明:钢纤维再生混凝土剪切强度随剪切次数的增加而显著降低,第二次、第三次剪切强度较第一次强度分别降低44%、53%;剪切强度随取代率的增加呈降低趋势,随钢纤维的掺入而提高,提高幅度在15%以内;钢纤维再生混凝土的剪切强度随压应力比的增大呈线性增长,随剪切次数的增多,压应力比对试件剪切强度提高的幅度减小。

杂化纤维再生混凝土复合材料配合比设计及抗压性能研究

鉴于目前再生混凝土在施工过程中的性能限制,文章利用一系列纤维掺合技术优化材料配比,显著提高再生混凝土的抗压强度,从而促进资源的有效利用。文章采用再生混凝土、单纤维再生混凝土和杂化纤维再生混凝土三种分类设计三因素四水平的正交试验,分别研究了纤维掺入类型和掺量对再生混凝土抗压强度的影响。结果表明,杂化纤维的掺入使杂化纤维再生混凝土内部的气孔结构得到优化,使应力集中在微裂纹路的尖端得到有效分散,抗压强度得到提高。然而,过量掺入纤维可能导致纤维混合困难,造成纤维团聚,从而降低杂化纤维再生混凝土的抗压强度。

钢-聚丙烯纤维混杂纤维再生骨料混凝土力学性能研究

为了实现废弃混凝土的资源化利用,文章通过掺入钢纤维和聚丙烯纤维来改性再生骨料混凝土的力学性能,对改性再生骨料混凝土试件进行抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验。研究结果表明,当再生骨料最佳替代率为30%时,单独掺入钢纤维时的最佳纤维掺量在0.9%左右,而聚丙烯纤维掺量至少为0.3%;当钢纤维掺量为1.2%、聚丙烯纤维掺量为0.3%时,抗压强度和劈裂抗拉强度均达到最高值,且对再生混凝土的破坏形态影响最为显著。

高温下掺再生骨料及纤维混凝土物理力学性能研究

目前关于可再生纤维混凝土的性能研究较为充分,但对其高温处理后性能变化认识不足。为此,针对超高性能混凝土(UHPC)、50%粗骨料替代超高性能混凝土(50%R-UHPC)以及50%粗骨料替代-1.0%钢纤维超高性能混凝土(50%R-1.0%S-UHPC)进行高温处理(200℃、400℃、600℃、800℃),研究高温对它们力学性能(单轴抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度以及抗弯强度等)、抗渗性能以及导热性能的影响,并建立了各项性能指标与孔隙率之间的经验预测模型。研究结果表明:再生粗骨料的添加会弱化UHPC的力学性能、抗渗性能和导热性能,导致抗压强度、抗拉强度和抗弯强度降低,提高UHPC的孔隙率和渗透率;钢纤维的添加会提升UHPC力学性能和导热性能,但会弱化UHPC的抗渗性能。高温处理后UHPC的力学性能、抗渗性能和导热性能会逐渐减弱,并呈现出明显的温度门槛值效应,即400℃之前UHPC力学性能、抗渗性能和导热性能的弱化效应不明显,一旦超过温度门槛值后它们会迅速减弱;对于UHPC和50%R-UHPC来说,随着处理温度的升高,它们的力学性能和导热性能之间的差距会逐渐减小。

纤维再生陶粒混凝土力学性能研究

再生陶粒混凝土是集承重与保温为一体的新型绿色墙体材料,其推广应用对建材行业实现双碳目标具有重要意义。通过试验研究了不同掺量的聚丙烯纤维和钢纤维掺量对再生陶粒混凝土抗压强度、劈拉强度的影响。结果表明,单掺钢纤维可提高再生陶粒混凝土的抗压强度、显著增加劈拉强度;单掺聚丙烯纤维会降低再生陶粒混凝土的抗压强度,但是可提高其劈拉强度。

钢纤维对再生混凝土抗压强度影响的试验研究

在实际工程中,如果能够有效利用再生混凝土,不但节省了垃圾处理费用,还减轻对环境污染,特别还解决了处理混凝土废弃物困难引起的一系列负面影响环境问题。再生混凝土中的应用还不是很普遍,是因为再生混凝土容易开裂,特别是其强度较普通混凝土的低。再生混凝土的抗压强度如果能够提高,再生混凝土应用将会越来越受重视。通过钢纤维再生混凝土抗压试验,进行研究和分析钢纤维掺入再生混凝土后对其抗压强度的影响。

钢纤维再生粗骨料混凝土受压声发射特性与损伤演化

为了探究钢纤维掺量(体积率0、0.8%、1.5%)对C30再生粗骨料混凝土(质量分数取代率0、100%)基本力学性能的影响,结合声发射特征参数和应力-应变曲线来描述钢纤维再生粗骨料混凝土在轴心受压过程中的损伤演化规律。试验结果表明,通过对声发射损伤定位、撞击计数与能量计数分析,可实现钢纤维再生粗骨料混凝土轴心受压破坏从累计损伤到微裂缝演变,再到宏观裂缝扩展的全过程动态监测,不同钢纤维掺量再生粗骨料混凝土与普通混凝土试件在加载过程中损伤点的密集集中位置与试件最终破坏位置相符;基于声发射累计撞击计数建立的混凝土损伤模型可用于分析钢纤维再生粗骨料混凝土的损伤演化规律。

不同钢纤维掺量的再生混凝土梁抗剪承载力研究

钢纤维再生混凝土(SFRAC)与再生混凝土相比,承载力提高、刚度增大、抗裂性能提高,其受力性能和可靠性可达到普通混凝土的水平,已成为低碳混凝土产品的优良解决方案。采用三维细观数值模拟方法,考虑混凝土的非均质性,将混凝土视为由骨料、砂浆基质和界面过渡区组成的三相复合材料,并将钢纤维随机投放到混凝土中,建立SFRAC梁剪切加载数值模型。通过数值结果分析,探究钢纤维对混凝土增强增韧机理,给出不同钢纤维掺量下SFRAC梁的抗剪承载力变化规律,提出钢纤维的合理掺量范围。

聚合物改性钢纤维再生混凝土抗冲击性能研究

目的研究水性环氧树脂质量分数、再生粗骨料取代率和超短微丝钢纤维体积分数对RAC抗冲击性能的影响,以促进其工程应用。方法对RAC进行抗压和落锤冲击试验,通过极差分析法研究各因素对RAC抗冲击性能的影响,并分析水性环氧树脂的改性机理;同时基于Weibull分布理论对冲击试验结果进行拟合检验和冲击寿命预测分析。结果钢纤维体积分数对RAC抗冲击性能的影响最大,纤维体积分数由0增至1.0%时,RAC初裂冲击耗能和破坏冲击耗能的增幅分别接近150%和900%;再生粗骨料取代率对水性环氧树脂的改性效果影响较大;双参数Weibull分布能较好地描述RAC抗冲击次数的分布特征。结论水性环氧树脂掺入后可改善界面过渡区的密实性;钢纤维掺入后能显著提升RAC基体的冲击韧性和延性。

钢纤维纳米再生混凝土粘结性能试验研究

钢纤维纳米再生混凝土可从微细观层面复合化改善再生混凝土的力学性能。为推广其工程应用进行了27个钢筋与钢纤维纳米再生混凝土的粘结拉拔试验,分析了钢纤维体积率、纳米SiO_(2)掺量和再生骨料替代率对粘结强度的影响。结果表明:钢纤维纳米再生混凝土主要发生劈裂拔出破坏;随着钢纤维体积率的增加,钢纤维纳米再生混凝土粘结强度明显提高;纳米SiO_(2)掺量对粘结强度影响不显著;随着再生骨料替代率的增加,钢纤维纳米再生混凝土粘结强度降低。

再生钢纤维对混凝土性能影响试验分析

混凝土是工程中常见的工程材料,为分析再生钢纤维对混凝土性能的影响,制备不同配比的再生钢纤维自密实混凝土,分析其对混凝土流变特性、抗压、抗折强度的影响。结果表明:再生钢纤维的掺入降低了混凝土坍落度,减缓了混凝土拌合物的流动速度;短纤维对混凝土流变性能的影响小于长纤维;再生钢纤维含量和长度影响混凝土的抗压强度和抗折强度,长纤维降低抗压强度,但增加抗折强度。研究结果为混凝土制备提供参考。

再生轮胎钢纤维对高性能混凝土性能的影响

再生轮胎钢纤维(Recycled Steel Fiber,RSF)具有高抗拉强度和疲劳韧性,是潜在的纤维增强材料可用于以提高混凝土的延展性。针对不同掺量RSF制备高性能混凝土(High Performance Concrete,HPC)的抗压强度、劈裂强度和氯化物迁移系数进行分析,并设置相同掺量下的普通钢纤维(Micro-Steel Fiber,MSF)进行对比试验。结果表明,MSF和RSF在提升HPC的抗拉强度方面有明显的效果,RSF在改善劈裂抗拉强度方面比MSF最大提升约15%,但高纤维掺量对HPC抗压强度和耐腐蚀性有负面影响。

钢纤维碱矿渣再生骨料混凝土的制备及性能研究

为了解决混凝土早期强度低、热稳定性差的问题,通过添加再生骨料与钢纤维制备了一种碱矿渣再生骨料混凝土,本文分析了再生骨料与钢纤维的掺入对混凝土力学性能的影响。结果表明:混凝土抗压强度、劈裂强度与抗折强度随着再生骨料掺入量的增加均呈下降趋势,抗压强度与抗拉强度随钢纤维掺量的增多先增加后降低,钢纤维掺量为0.6%时,强度达最大值;试件的抗折强度随着钢纤维含量的增加而增加。研究结果为混凝土制备提供参考。