不同分布的钢纤维改性橡胶混凝土性能研究

通过对两种不同分布方式的钢纤维改性橡胶混凝土的力学性能试验,探讨了钢纤维的两种分布方式及钢纤维体积率对橡胶混凝土力学性能的影响。结果表明:掺入层布式钢纤维对橡胶混凝土的影响表现为立方体抗压强度显著降低、劈裂抗拉强度影响不大以及抗折强度的显著提高;而全掺式钢纤维对橡胶混凝土的立方体抗压强度影响不大,对劈裂抗拉强度及抗折强度有显著提高,并随着钢纤维体积率的增大而增大。

钢纤维改性橡胶混凝土的蠕变特性试验研究

以0.5%、1.0%、1.5%三种体积率的钢纤维作为改性材料分别掺入到橡胶掺量为5%、10%、15%、20%的橡胶混凝土中,通过钢纤维改性橡胶混凝土小梁在常温下的弯曲蠕变试验,研究了钢纤维改性橡胶混凝土的蠕变性能。试验结果表明：仅掺橡胶颗粒,且掺量在0~5%时,对混凝土的蠕变变形有一定的改善,且随橡胶掺量的增加,蠕变变形为先降低后增大;橡胶和钢纤维同时掺入时,两者协同影响着混凝土蠕变性能,纤维掺量为1.5%,橡胶掺量为20%时,蠕变变形最小。

钢纤维改性橡胶混凝土基本力学性能研究

通过立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度和静力抗压弹性模量的试验,研究了不同掺量的橡胶和钢纤维对钢纤维改性橡胶混凝土基本力学性能的影响,采用扫描电镜(SEM)设备观察了橡胶颗粒和钢纤维与混凝土基体的界面结合情况。试验分析结果表明:钢纤维掺量对橡胶纤维混凝土的抗压强度影响不大,但对其抗拉强度和抗折强度有重要影响,提高的幅值分别是8%、60%左右;橡胶掺量对橡胶纤维混凝土的抗折强度影响不大,但随着橡胶掺量的增大,表现出一定塑性破坏特征;橡胶掺量增加,钢纤维改性橡胶混凝土的抗压强度和抗拉强度降低。研究成果可为钢纤维改性橡胶混凝土在路面工程中的应用提供参考。

钢纤维改性橡胶混凝土与变形钢筋的粘结性能

本试验共设计制作4组钢纤维(钢纤维体积率分别为0%、0.5%、1.0%、1.5%)改性橡胶混凝土粘结试件,采用中心拉拔试验的方法,系统研究了钢纤维体积率的变化对粘结破坏形态、初始粘结强度、极限粘结强度以及粘结滑移曲线的影响规律。研究结果表明:随着钢纤维体积率的增大,与橡胶混凝土相比,初始粘结强度分别提高了5.37%、8.35%、0.89%,极限粘结强度分别提高了9.44%、16.49%、12.91%。适量掺入钢纤维可以显著改善粘结试件的破坏形态。上升段、下降段以及残余段共同组成钢纤维改性橡胶混凝土的粘结滑移曲线,且粘结滑移曲线的饱满程度以及上升段斜率随着钢纤维体积率的增加而增加。基于试验结果,建立了钢纤维改性橡胶混凝土与变形钢筋的粘结滑移本构方程,该方程能为其在结构设计中提供一定的参考。

钢纤维改性橡胶混凝土性能试验研究

在5%、10%、15%、20%橡胶掺量的橡胶混凝土中外掺1.0%体积率的钢纤维,通过立方体劈裂抗拉试验、棱柱体抗折试验,研究了钢纤维橡胶混凝土的力学性能。实验结果表明:橡胶混凝土立方体劈裂抗拉强度和棱柱体抗折强度随橡胶颗粒掺量的增加而明显下降,掺入钢纤维后的钢纤维橡胶混凝土劈裂抗拉强度先降低后提高,棱柱体抗折强度均明显提高,韧性均显著提高。

钢纤维改性橡胶混凝土与变形钢筋的粘结性能

钢纤维改性橡胶混凝土的应用,能够有效的提升混凝土的粘结性和强度,更重要的是钢纤维改性混凝土的应用符合我国制定的节能要求,对废弃车辆轮胎的橡胶进行研磨,在混凝土中按照特定的比例应用。钢纤维改性橡胶混凝土与变形钢筋的粘结性能试验过程中使用4组钢纤维改性橡胶混凝土粘结试件,并利用现阶段普遍的中心拉拔试验方法,对钢纤维体积率变化对粘结破坏形态以及粘结强度等产生的影响,并对影响的具体规律进行了分析。通过研究可以认为:钢纤维掺入体积率的不断增加,相比橡胶混凝土来说,其最初粘结度和极限粘结度都得到了显著的提升,从而得出钢纤维的合理适当掺入能够对粘结试件的破坏形态的改善发挥一定的作用。根据本次试验的结果能够对钢纤维改性橡胶混凝土与变形钢筋的粘结性能进行全面地了解和掌握,进而为改性橡胶混凝土在不同建筑工程领域中的应用提供可靠的参考。

钢纤维改性橡胶混凝土的力学性能研究

随着经济社会的发展,混凝土作为一种抗压强度高但脆性大、抗拉强度低的材料,已经无法满足建设要求,因此在混凝土中掺入橡胶颗粒和钢纤维成为目前国内外的研究焦点之一。文章介绍的试验主要针对混凝土在结构中的受力形式,设置了2种力学性能测试——混凝土立方体抗压强度测试和劈裂抗拉强度测试。试验结果表明,随着橡胶颗粒掺量的增加,混凝土的力学性能呈下降趋势,脆性也有所下降;随着钢纤维掺入橡胶混凝土中,混凝土的力学性能得到提升,抗裂能力也得以增强,拉压比也有上升趋势。所以,本试验得出结论:在混凝土中掺入用废旧轮胎制成的橡胶颗粒和钢纤维,不但能起到环保作用,而且有利于提高混凝土的力学性能和改善混凝土的脆性,为钢纤维和橡胶颗粒作为一种混凝土掺料的运用提供了有价值的依据。

基于神经网络的钢纤维橡胶混凝土蠕变研究

为探究不同橡胶替代率和钢纤维掺量对混凝土长期受力性能的影响,通过弯曲蠕变实验对混凝土小梁施加30%抗折强度的荷载并持续3天,结果表明,钢纤维的加入可以显著改善橡胶混凝土的蠕变劲度。同时基于蠕变实验数据,建立BP神经网络模型对钢纤维橡胶混凝土的蠕变劲度进行预测,并通过遗传蚁群算法(GA-ACO-BP)对其进行优化,平均绝对百分比误差(MAPE)从16.28%降低至3.3%,有效提高了模型的准确性和稳定性。

玻璃-钢纤维增强路用橡胶混凝土力学性能研究

为了改善路用橡胶混凝土的力学性能,本文采用混掺玻璃/钢纤维的方法对其受压性能进行加强。探究了不同玻璃纤维和钢纤维掺量对路用橡胶混凝土受压性能的影响规律。分析了玻璃/钢纤维增强橡胶混凝土的失效演化过程。揭示了混掺玻璃/钢纤维对橡胶混凝土抗压强度、峰值应变、弹性模量、泊松比和抗压韧度的影响机制。研究表明,玻璃纤维能够控制橡胶混凝土微裂缝的形成,钢纤维能够控制混凝土宏观裂缝的发展。两者相辅相成,对橡胶混凝土抗压强度、峰值应变和抗压韧度均有极大改善。

橡胶-钢纤维混凝土的劈裂应力-应变曲线特征及破坏机理研究

为探究橡胶掺量及其粒径对橡胶-钢纤维混凝土(R-SFC)应力-应变曲线特征和破坏机理的影响,利用电液伺服万能试验机对R-SFC试件进行静载劈裂抗拉试验。结果表明:随着橡胶掺量的增加,R-SFC的应力-应变曲线均位于钢纤维混凝土(SFC)的上方,且峰后延/韧性显著地增加。随着橡胶粒径的增大,R-SFC的弹性段先减小后增大,且各粒径下峰后曲线近似平行。劈裂抗拉强度和峰值应变随橡胶掺量的增加均逐渐降低。在SFC中加入橡胶颗粒可以明显地改善其低应力劈裂脆性并提高其峰后变形能力。根据材料特性和破坏形态建立了橡胶和钢纤维协同作用的桥接模型,并基于该模型推导了协同作用的力学简化计算表达式。最后,结合纤维间距理论和断裂力学推导了劈裂抗拉强度式。

改性橡胶透水混凝土老化寿命精准预测模型构建

为了提高改性橡胶透水混凝土老化寿命预测效果,构建改性橡胶透水混凝土老化寿命精准预测模型,制备不同改性剂含量的橡胶混凝土试件,并进行老化温度循环实验。引入威布尔分布,建立混凝土的密度函数与分布函数,并构建改性橡胶透水混凝土修正Coffin-Manson老化寿命模型,实现改性橡胶透水混凝土寿命预测。结果表明:不含改性剂混凝土的质量损失最大,而改性橡胶透水混凝土可以保持较高的有效孔隙率与相对动弹模量。通过该模型预测可知,不含改性剂的混凝土老化寿命更短,而4%改性剂的试件在冻融循环2267.2次后失效,即该试件的老化寿命为2267.2,其老化寿命最高,且该预测模型的预测可靠度高于0.8,可以精准预测老化寿命。

钢纤维混凝土栓钉-橡胶组合连接件抗剪刚度分析

为建立钢纤维混凝土(steel fiber reinforced concrete,SFRC)栓钉-橡胶组合连接件抗剪刚度设计计算方法,结合已有文献推出试验,采用ABAQUS显式准静态求解技术进行非线性有限元分析,仿真计算结果与文献推出试验结果基本吻合。以橡胶套高度、橡胶套厚度、混凝土强度和栓钉直径为影响参数,分析组合连接件抗剪刚度变化规律,并结合现有栓钉抗剪刚度计算式拟合出SFRC栓钉-橡胶组合连接件抗剪刚度设计计算公式。结果表明:ABAQUS显式准静态求解技术能较好地实现组合连接件推出试验数值模拟;采用橡胶套包裹栓钉后会大幅降低连接件抗剪刚度,抗剪刚度最大降幅约为60%;当橡胶套高度为25 mm、厚度为2.5 mm时,即可显著降低连接件抗剪刚度;钢纤维混凝土强度对抗剪刚度影响较小;组合连接件抗剪刚度与栓钉直径近似呈正比关系;提出的抗剪刚度设计计算式能较准确预测钢纤维混凝土栓钉-橡胶组合连接件抗剪刚度,为工程设计提供参考与借鉴。

纤维改性自密实混凝土的力学性能研究

为了提升自密实混凝土的力学性能,采用钢纤维、碳纳米管纤维和钢纤维+碳纳米管混合纤维对自密实混凝土进行了改性处理,研究了钢纤维、碳纳米管纤维和钢纤维+碳纳米管混合纤维含量对改性自密实混凝土工作性能、抗压强度和劈裂抗拉强的影响。结果表明,随着钢纤维掺量增加,改性自密实混凝土的塌落扩展度和J环扩展度逐渐减小,T50从3.8 s增加至14.3 s;随着碳纳米管纤维掺量增加,改性自密实混凝土的塌落扩展度和J环扩展度先增大后减小,T50先减小后增加。改性自密实混凝土立方体抗压强度随着钢纤维或者碳纳米管纤维掺量增加而增大;随着碳纳米管纤维掺量(体积分数)从1%增加至4%,混合纤维改性自密实混凝土立方体抗压强度平均值先增后减,在碳纳米管纤维掺量为2%时取得最大值。混合纤维改性自密实混凝土立方体劈裂抗拉强度会随着钢纤维掺量增加而增大,且混合纤维改性自密实混凝土立方体劈裂抗拉强度平均值都高于钢纤维改性自密实混凝土立方体和碳纳米管纤维改性自密实混凝土立方体。

钢-玻璃纤维增强橡胶混凝土抗裂性能研究

为探究钢-玻璃混掺纤维对橡胶混凝土工作性能和抗裂性能的作用,进行了坍落度测试,劈拉和四点弯曲试验,分析了钢纤维和玻璃纤维掺量对橡胶混凝土工作性能、劈拉性能和抗弯性能的影响规律。研究结果表明:纤维的掺入会影响橡胶混凝土的流动性,影响的程度与纤维的总表面积有关;橡胶混凝土的劈拉强度和抗弯强度总体上随钢纤维掺量增加而增加;由于玻璃纤维对混凝土流动性的影响较大,玻璃纤维掺量对强度的影响规律比较复杂,最佳掺量通常在0.4%。

钢纤维改性再生橡胶高强混凝土性能试验研究

以钢纤维作为改性材料掺入到再生橡胶高强混凝土中,通过试验研究了钢纤维橡胶高强混凝土的力学性能,包括抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度。试验结果表明:钢纤维的掺入,可有效地提高橡胶高强混凝土的力学性能和延性,改善高强混凝土由于橡胶粉掺入所导致的强度降低的影响。

钢纤维改性橡胶混凝土力学性能研究

以钢纤维作为改性材料,分别以0.5%、1.0%、1.5%的体积率掺入到不同橡胶掺量(5%、10%、15%、20%)的橡胶混凝土中,通过立方体抗压试验、轴心抗压试验和小梁抗折试验,研究了钢纤维改性橡胶混凝土的基本力学性能。试验结果表明:对较多橡胶掺量的橡胶混凝土,钢纤维的掺入对立方体抗压强度提高比较明显,对轴心抗压强度的提高不明显,对橡胶混凝土抗折强度和韧性有显著提高,并随钢纤维掺量增加而增大。

钢纤维橡胶自密实混凝土静态力学性能研究

钢纤维的桥联作用及其与橡胶颗粒的协同作用可显著改善混凝土性能,而针对钢纤维橡胶自密实混凝土的静态力学性能及其本构关系的研究较少。通过在10%、20%、30%橡胶颗粒掺量的橡胶自密实混凝土中分别外掺体积掺量为0.5%、1.0%、1.5%的钢纤维,制备出钢纤维橡胶自密实混凝土试件,进行棱柱体轴心抗压试验,探讨钢纤维掺量、橡胶颗粒掺量对试件的典型力学特征量的影响,建立钢纤维橡胶自密实混凝土轴心抗压强度的本构关系。结果表明:钢纤维橡胶自密实混凝土试件呈现延性破坏的同时,其完整性也较好;随着橡胶颗粒掺量的提高,试件轴心抗压强度逐渐降低;当钢纤维橡胶自密实混凝土中的橡胶颗粒掺量较高时(20%、30%),钢纤维对橡胶自密实混凝土轴心抗压强度无明显的增强效果;橡胶颗粒的掺入提高了试件的峰值应变,当橡胶颗粒掺量为10%时,达到最大值,增长幅度为10%;不同的钢纤维掺入量对钢纤维橡胶混凝土的峰值应变普遍有增强效果,但没有呈现出明显的规律性;轴心抗压本构关系能反映钢纤维橡胶自密实混凝土力学性能。

橡胶改性钢纤维高强混凝土高温力学性能研究

将再生橡胶粉掺入钢纤维高强混凝土中进行改性,通过对橡胶改性钢纤维高强混凝土试件600℃高温后的外观变化、质量损失、轴心抗压强度、变形特性等的试验研究,探讨不同橡胶掺量、粒径对钢纤维高强混凝土抗爆裂性能的影响。研究结果表明:低熔点的橡胶粉能有效地改善钢纤维高强混凝土的韧性及高温爆裂性能,可广泛应用于对抗裂及耐火要求较高的高层及大跨结构中。

塑钢纤维、改性橡胶对混凝土性能影响试验分析

采用正交试验,研究塑钢纤维掺量、橡胶颗粒掺量、橡胶颗粒改性方式对混凝土力学特性的影响,基于极差与方差分析结果,分析影响抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度的主要因素,并得出塑钢纤维改性橡胶混凝土最佳配比。结果表明,橡胶颗粒经改性后,其表面的亲水性和粗糙度增加,与混凝土黏结性提高,有效降低结构孔隙率;该型号混凝土其最佳配比为塑钢纤维掺量6 kg/m^3,经CH_3 COCH_3溶液改性处理的橡胶颗粒掺量14.15 L/m^3,其抗压强度和抗折强度增量分别为3.8%～6.7%和10.2%～19.4%,并且其抑制冻胀损伤的能力和抗渗透性增强,抗冻标号可达F225,混凝土的脆性和抗裂性得到明显改善。

废旧钢纤维增强橡胶混凝土力学性能试验研究

为了改善由橡胶颗粒加入混凝土中引起的强度损失,在三种强度的橡胶混凝土(RC)中加入体积掺量为0.5%~2.0%的废旧钢纤维增强RC的力学性能,分别测试了各废旧钢纤维增强橡胶混凝土(SSFRC)在28 d的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、四点抗折强度与轴心抗压强度。引入拉压比、折压比与韧性指数对SSFRC的韧性进行评价,结合宏观试验数据和SEM分析废旧钢纤维对RC力学性能的增强增韧机理。结果表明:橡胶的加入会降低不同基体强度混凝土的各力学性能;不同基体强度的SSFRC的各力学强度随着钢纤维掺量的增加呈先增加后下降的趋势,抗压强度在钢纤维掺量为1.0%时达到峰值,抗拉和抗折强度在钢纤维体积掺量为1.5%时达到峰值;钢纤维可在一定掺量下与橡胶颗粒协同作用进一步增加RC的韧性;废旧钢纤维-基体界面过渡区的微观形貌表明废旧钢纤维局部也发生了水化反应。综上,在橡胶体积掺量为10%、废旧钢纤维体积掺量为1.5%时,SSFRC的各力学强度增强效果最好,且韧性最佳。