低温作用下钢纤维地聚合物混凝土力学性能研究

为研究低温作用下钢纤维地聚合物混凝土(SFGPC)力学性能的变化规律,利用自制低温环境试验装置研究不同温度(-30、-20、-10、0、20℃)、不同钢纤维体积掺量(0%、0.5%、1.0%、1.5%)对地聚合物混凝土破坏特征及抗压、抗折强度的响应规律,并借助扫描电子显微镜(SEM)对SFGPC进行微观结构分析,同时应用响应面法(RSM)构建SFGPC力学性能关系模型,提供一种可行的抗压、抗折强度预测方法。结果表明:-30℃下,当钢纤维掺量为1.5%时,SFGPC抗压、抗折强度分别为59.8、6.6 MPa,与-30℃下钢纤维掺量为0%时相比分别提升75%、65%,与20℃下钢纤维掺量为1.5%时相比分别提升41%、144%;随着钢纤维掺量增加,SFGPC内部黏结性与吸附能力增强,力学性能提高;利用RSM得到SFGPC抗压、抗折强度的预测模型,预测值与试验值的相对误差分别小于5.7%、8.0%。

钢纤维增强聚合物改性高强混凝土断裂韧性的试验研究

为研究混凝土材料的抗裂性能,针对新型桥梁建筑材料———钢纤维增强聚合物改性高强混凝土(SFRPMHC),基于边界效应模型,提出用不同边界条件试件确定无尺寸效应断裂韧性的测试方法,并通过6组不同钢纤维及聚合物含量、3种不同缝高比的预制开口试件的验证,研究了材料组份对断裂韧性的影响规律.结果表明直接由试验确定的名义断裂韧性仍有尺寸效应,边界效应模型可较好描述这一规律;随钢纤维含量的增加,混凝土抗压、抗拉强度及失稳断裂韧性均线性增大,而起裂断裂韧性提高不明显;聚合物含量越大,材料抗压强度和断裂韧性也略有增大.

钢纤维增强聚合物改性混凝土的疲劳损伤行为

对钢纤维增强聚合物改性混凝土这种新材料的弯曲疲劳损伤特性进行了试验和理论研究,并且和钢纤维增强混凝土进行了对比.通过合理定义损伤变量,由试验测定了新材料和钢纤维增强混凝土的疲劳损伤及其演化规律;根据疲劳累积损伤理论,提出了新形式的疲劳损伤演化方程,与试验结果对比,该方程能较好地反映新材料的损伤演化规律.对两种混凝土材料在相同加载应力水平下的疲劳损伤演化行为进行了比较,结果表明钢纤维增强聚合物改性混凝土比钢纤维增强混凝土具有更好的抗疲劳性能.

钢纤维掺量对聚合物改性混凝土抗冻融性能的影响研究

钢纤维聚合物改性混凝土显示出良好的物理力学性能,具有十分广阔的工程应用前景。文章通过室内试验的方式,探讨了钢纤维掺量对钢纤维聚合物改性混凝土抗冻融性能的影响,获得相关参数的变化规律。结合试验结果,建议在工程设计和应用中选择1%的钢纤维掺量,不仅可以获得较好的抗冻融性能,还可以有效控制施工成本。

聚合物改性钢纤维混凝土路面面层材料的研究

路面、桥面铺装材料不仅要求具备良好的基体性能,还必须具备良好的层与层之间的粘结性能。通过对掺加聚合物的钢纤维混凝土基体性能和层间粘结性能的研究发现,经聚合物改性的钢纤维混凝土是一种具有优良力学性能和路用性能的新型罩面材料。采用这种材料用于混凝土路面的修复、罩面,对于提高路面面层的使用寿命,减少重复修复造成的经济损失,将具有重大的意义。

钢纤维增强聚合物改性混凝土的冲击性能

采用改进的SHPB装置对普通混凝土(PC)、钢纤维混凝土(SFRC)和钢纤维增强聚合物改性混凝土(SFRPMC)做了在不同冲击速度(10.9、20.8、27.4 m.s-1)下的冲击试验。试验结果表明:3种材料的抗冲击性能依次为普通混凝土差,钢纤维混凝土中,钢纤维增强聚合物改性混凝土良。进一步的分析说明钢纤维混凝土具有以刚克刚的性能特征;钢纤维增强聚合物改性混凝土具有以柔克刚的性能特征,是一种刚柔相济的复合材料,且具有良好的抗冲击性能,是理想的桥面铺装材料。

钢纤维增强聚合物改性混凝土疲劳性能

钢纤维增强聚合物改性混凝土(SFRPMC)是一种新型的桥面铺装材料,它克服了聚合物改性混凝土与钢纤维混凝土的缺点,吸收了两者的优点,形成包括高强度、高抗冲击能力、高延展性、优秀的裂缝控制、高耐久性和低渗透率等优良性能且容易施工,是理想的桥面铺装材料。本文将对其疲劳性能进行一些研究。

钢纤维长径比对钢纤维聚合物混凝土抗弯性能的影响

采用单点集中加载方法研究了钢纤维聚合物混凝土中钢纤维的长径比对其抗弯性能的影响。结果表明：向聚合物混凝土中加入适量钢纤维可提高其抗弯强度和韧性；当钢纤维长径比为70、含量为48kg/m^3时,钢纤维聚合物混凝土的抗弯强度较大,韧性较好。

弯曲荷载作用下钢纤维聚合物混凝土疲劳寿命

通过三点弯曲疲劳试验测试得到了应力水平为0.4,0.5,0.6时90 d龄期普通混凝土和钢纤维聚合物混凝土弯曲疲劳寿命,通过压汞试验试得到了同龄期混凝土的微观孔结构特征参数及孔径分布,分析了钢纤维和聚合物乳液对混凝土疲劳性能的影响规律及作用机理。分析结果表明,循环荷载作用下普通混凝土和钢纤维聚合物混凝土的疲劳寿命符合两参数威布尔分布,相同应力水平下钢纤维聚合物混凝土的疲劳寿命远高于普通混凝土,并建立了失效概率为0.5时混凝土的双对数疲劳方程。弯曲疲劳荷载作用下钢纤维对混凝土疲劳性能改善的机理在于纤维拔出过程中能量耗散,纤维细化了混凝土特征孔隙尺寸,使有害孔隙减少、无害孔隙增加;聚合物乳液对混凝土疲劳性能改善的机理在于增强了钢纤维-水泥石界面黏结性能。

聚合物钢纤维混凝土的增强机理分析

为探求聚合物乳胶在钢纤维混凝土中的作用机理 ,通过力学试验及用 Oxford L ink30 0能谱分析仪 (ES-CA)和 HITACHI S35 0 0 N系列电子扫描设备 (SEM) ,进行了一些初步的研究。研究表明 :聚合物对钢纤维混凝土的改性 ,存在着一个最佳掺量的问题 ,当聚合物掺量达到最佳值时 ,聚合物在钢纤维混凝土中扮演着“桥”的角色 ,通过这座“桥”把两个相互间只有物理吸附的相更强地连接起来 ,形成以化学吸附为主、物理吸附为辅的有机体 。

钢纤维增强聚合物树脂混凝土力学性能研究

研究了钢纤维及偶联处理对钢纤维增强聚合物树脂混凝土(SFPC)强度的影响。结果表明:在树脂混凝土内填加钢纤维可提高抗剪、抗压、抗弯强度,而且其韧性、耐磨性也有所提高。钢纤维经偶联处理,树脂混凝土力学性能进一步提高,钢纤维的最佳加入量为19.8 kg/m3。

聚合物纤维改性高性能沥青混凝土的研究

在试验研究及系统分析高性能沥青混凝土路用性能的基础上 ,选用玄武岩与国创 PG76 - 2 2改性沥青作为原材料 ,设计并制备 Super12 .5型高性能沥青混凝土 ,并通过在混合料中添加聚合物纤维来改善沥青混凝土的路用性能。试验结果表明 ,在使用纤维作为改性剂后 ,混合料的动稳定度。

钢纤维聚合物高强混凝土的温度疲劳性能

为了探明一种可应用于大跨度桥梁结构的新型纤维混凝土———钢纤维聚合物高强混凝土(SPHC)的温度疲劳性能及其耐久性,文中考虑广东省的气候条件,采用理论推导与实验研究相结合的方法,对实际桥梁工程上应用的SPHC的温度疲劳性能进行了探讨,并在室温下和与其静力学性能相近的C60混凝土的温度疲劳性能进行了对比.结果表明:文中提出的计算公式能有效地描述考虑工作环境影响的SPHC材料的疲劳寿命和疲劳极限;与C60混凝土相比,SPHC材料的抗疲劳性能得到了大幅度的提高.

聚合物乳胶对钢纤维增强混凝土力学性能的影响

通过对聚合物乳胶/钢纤维增强混凝土材料的抗折、抗压、劈裂抗拉强度等试验,研究了此类复合材料的力学行为和乳胶及钢纤维的增强机理。结果表明,乳胶的掺入,能够改善纤维表面与水泥砂浆基体性能,增加纤维与基体之间的界面粘结强度,从而可以显著提高混凝土的抗折、劈裂抗拉强度等性能。

钢纤维聚合物混凝土抗压本构关系

钢纤维聚合物混凝土是由聚合物混凝土基体和钢纤维共同组成的纤维增强复合材料 ,它的力学行为不仅依赖于聚合物混凝土基体的行为 ,而且与钢纤维的掺量、分散特征以及钢纤维的几何尺寸有关 。

钢纤维聚合物混凝土机床床身动态性能仿真

研究了一种新型的复合材料——钢纤维聚合物混凝土,用它来做机床的基础件,其静动态性能优于传统的灰铸铁床身。从钢纤维聚合物混凝土的实验材料和制备方法入手,利用力学原理简单研究了钢纤维的增强机理,并且利用有限元的方法,对机床的床身进行模拟,得到了不同截面尺寸的固有频率,通过同结构的钢纤维聚合物混凝土和铸铁床身进行谐响应分析,证明了钢纤维聚合物混凝土床身良好的动态性能。

钢纤维地质聚合物混凝土冲击力学性能研究

通过控制粉煤灰、矿渣用量制备基准强度分别为C50、C60和C70的普通地质聚合物混凝土试件,再掺入不同体积量(0.3%, 0.6%, 0.9%和1.2%)的钢纤维制备出钢纤维地质聚合物混凝土试件。采用霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar, SHPB)对试件在不同冲击气压(对应不同应变率)下的抗冲击性能进行研究,探讨钢纤维掺量、应变率及混凝土基准强度对试件动态抗压强度和韧性指数的影响;采用ABAQUS软件进行数值模拟,对模拟与试验结果加以分析和验证;建立钢纤维地质聚合物混凝土动态应力-应变本构模型。结果表明:各组试件的动态抗压强度随着应变率、混凝土基准强度地提高逐渐增大,而钢纤维掺量仅对强度较低地质聚合物混凝土产生较大影响;应变率的提高使试件完整性逐渐变差,而随着钢纤维掺量与混凝土基准强度的提高,试件完整性逐渐变好,冲击耗能与韧性逐渐增加;数值分析与试验结果吻合较好,验证了结果的可靠性;钢纤维地质聚合物混凝土动态应力-应变本构模型计算结果与试验结果整体吻合较好,可用于预测冲击荷载下钢纤维地质聚合物混凝土的力学性能。

钢纤维聚合物混凝土单轴抗压应力-应变关系

钢纤维聚合物混凝土(SFPC)是由聚合物混凝土(PC)基体参入适量钢纤维形成的纤维增强复合材料,其抗单轴抗压强度明显高于聚合物混凝土的单轴抗压强度。本文用宏观热力学理论,处理材料损伤问题,基于损伤力学原理推导出SFPC单轴抗压应力-应变关系模型,该模型对进一步拓宽钢纤维聚合物混凝土(SFPC)在国民经济中的应用领域具有一定的指导作用。

钢纤维聚合物混凝土机床基础件热性能

基于钢纤维聚合物混凝土(SFPC)在机床基础件中的应用,分析了影响SFPC热变形的因素,对SF-PC热态性能参数—热变形系数进行了测试,在此基础上对SFPC机床基础件与传统铸铁机床基础件的热性能进行分析比较,结果表明前者优于后者,为钢纤维聚合物混凝土在机床制造业乃至其他工程领域中的应用提供理论依据。

泡沫剂对纤维、聚合物改性火山渣轻集料混凝土性能的影响

研究了泡沫剂对纤维、聚合物改性火山渣轻集料混凝土性能的影响。试验结果表明,通过掺入适量的泡沫剂对火山渣轻集料混凝土进行改性,可以使火山渣轻集料混凝土的和易性得到改善,抗压强度和抗折强度升高;当泡沫剂掺量为0.1‰时,大大降低了吸水率,显著提高了火山渣轻集料混凝土的抗渗性和抗冻性;同时,在火山渣轻集料混凝土中掺入泡沫剂,导热系数呈现下降趋势,当掺量达到4.0‰时,导热系数为0.122 W/(m·K),比不掺泡沫剂减小了30%。