BFRP筋回收轮胎钢纤维混凝土黏结性能分析

对玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋在回收轮胎钢纤维(RTSF)混凝土中的黏结性能进行了试验和分析研究.对不同RTSF体积掺量、BFRP筋直径和嵌入长度的试件进行了拉拔试验,研究其对黏结破坏模式、黏结滑移响应和黏结强度的影响,并提出了BFRP筋RTSF混凝土的黏结滑移理论模型.结果表明:BFRP筋RTSF混凝土黏结破坏类型包括拔出破坏、劈裂破坏以及拔出且劈裂破坏;BFRP筋直径对黏结破坏模式无显著影响,而RTSF体积掺量、BFRP筋直径和嵌入长度均对黏结强度有较大影响,且RTSF体积掺量与极限黏结强度呈正相关,BFRP筋直径和嵌入长度对其影响与之相反;当RTSF体积掺量从0增大至1.5%时,其极限黏结强度最大可提高约23.87%.与已有模型相比,所提出的黏结滑移理论模型对BFRP筋RTSF混凝土的黏结滑移曲线具有更高的拟合精度.

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。

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。

钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用分析

随着全球基础设施建设需求日益壮大,传统的混凝土技术已经不能完全满足施工效率和工程质量的需求。作为一种新型的建筑材料,钢纤维混凝土(SFRC)凭借其优异的拉伸强度、抗裂性能和耐久性逐渐在道路桥梁施工领域得到广泛运用。本文旨在介绍钢纤维混凝土在道路桥梁施工中的实际应用及其相关技术,重点针对该材料的背景与特点展开讨论。通过对钢纤维混凝土的了解,可以为工程师和施工单位提供更好的选材建议和施工指引。

钢纤维混凝土材料中应力波演化机理及衰减规律研究

目的:探寻钢纤维混凝土矩形杆中冲击波的传播和演化规律,获得典型时刻和典型位置处的应力时程曲线。方法:通过理论推导一维应变杆的基本方程、特征关系,并结合数值模拟分析。结果:因粘塑性效应作用导致冲击波在某些典型时刻、典型位置处,材料的峰值应力呈现指数函数形式衰减。结论:钢纤维混凝土材料适合采用HJC本构模型(Holmquist-Johnson-Cook)。

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。

超高性能海水海砂混凝土单轴受压应力-应变关系

为研究超高性能海水海砂混凝土(Ultra-High Performance Seawater Sea-sand Concrete,UHPSSC)轴压应力-应变关系,探究钢纤维体积掺量对UHPSSC轴压力学性能和轴压应力-应变全曲线的影响,使用Instron 1346万能材料试验机测得UHPSSC应力-应变全曲线,借助Pycharm曲线拟合程序与已有混凝土应力-应变全曲线模型进行拟合与修正.结果表明:钢纤维掺量越高,轴压作用下UHPSSC的破坏程度越小,抗压强度和峰值应变也随之增加;已有模型拟合的UHPSSC应力-应变全曲线上升段与试验曲线比较相近,下降段后期差距较大;通过修正下降段形状参数,得到了更适用于描述UHPSSC应力-应变全曲线的修正模型,并验证该修正模型的适用范围.

钢纤维自应力混凝土加固简支变连续梁疲劳试验

以钢纤维自应力混凝土(SFRSC)作为加固材料,研究有损伤的简支梁加固为连续梁后的疲劳性能.分别采用SFRSC、钢纤维混凝土和普通混凝土作为湿接缝接头和叠合层材料,对有损伤的简支梁进行加固.通过疲劳试验,对负弯矩区及跨中钢筋的应力水平、裂缝宽度及跨中挠度等进行了对比分析.试验结果表明,SFRSC加固简支梁变连续梁,可有效降低负弯矩区及跨中钢筋应力幅、裂缝宽度和跨中挠度,提高结构的疲劳寿命和正常使用性能.与普通混凝土加固梁相比,10万次疲劳循环后,SFRSC加固梁负弯矩区的最大裂缝宽度降低25.0%～32.0%.

钢纤维混凝土轴拉应力应变特性的试验研究

本文采用环氧粘接法对 4种纤维混凝土材料进行了轴向拉伸试验 ,成功地获得了材料的应力 应变全曲线 .根据其试验曲线是否出现第二峰值 ,把纤维分为增强与增韧两大类 .通过分析表明 :不同的纤维形式对混凝土材料的作用机理有较大的差异 .在工程应用中 ,应根据纤维混凝土材料的用途来选择纤维类型 .

三向应力状态下钢纤维混凝土的变形特性

利用作者研制的混凝土三轴试验系统，通过１８４块钢纤维混凝土试块在三向受压、两压一拉、两拉一压及三拉应力状态下试验研究，系统探讨了三向受力状态下钢纤维混凝土的变形特性，分析了应力一应变关系曲线的特点以及纤维含量和中间应力对峰值应变的影响，讨论了三向应力状态下的体积应变规律．

离心成型预应力钢纤维混凝土电杆设计试验研究

对研制的呼称高27m离心成型预应力钢纤维混凝土电杆进行了受力性能试验研究。结果表明，在断线工况荷载作用下，电杆的受力表现出良好的整体性，各项性能均满足设计要求：杆身采用预应力和钢纤维双重增强作用，使电杆的抗裂能力提高，变形减小：一旦发生超载运行出现裂缝，裂缝细短且非贯通，卸载后变形回复能力强，残余变形很小：在极限承载时，整杆变形明显，具有良好的延性破坏预兆。同时，预应力钢纤维混凝土电杆在预应力筋放张和杆段对焊组装过程中，避免了普通预应力混凝土电杆在预应力筋挂板和杆段连接钢圈附近混凝土起皮爆裂现象。根据试验结果对比分析，建立了预应力钢纤维混凝土电杆抗裂度、裂缝宽度、挠度和正截面承载力设计计算方法。研究成果为河南省漯河～淮阳220kv线路工程建设提供了重要科研依据，为钢纤维混凝土在预应力电杆中的应用提供了重要参考。

钢纤维高强混凝土单轴压缩下应力-应变关系

在实际工程中推广应用钢纤维高强混凝土 ,要了解其基本力学性能 .采用MTS81 5 0 3型液压伺服刚性压力试验机 ,对钢纤维含量为 0～ 6%、抗压强度在 65～ 1 2 0MPa范围的 4种钢纤维高强混凝土 ,进行单轴压缩荷载作用下的应力应变全过程试验 .结合试验给出全曲线的方程 ,并分析钢纤维对抗压强度、弹性模量、韧度、泊松比等的影响 .试验表明 ,当钢纤维长度大于或接近于最大集料尺寸时 ,钢纤维高强混凝土具有较高的抗压强度和韧度 ,是一种优良的新型建筑材料 .

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。

三向应力状态下钢纤维混凝土的强度特性及破坏准则

本文利用作者研制的混凝土三轴试验系统,对钢纤维混凝土试件在三向受压、两向受压一向受拉、两向受拉一向受压及三向受拉的应力状态下的强度进行了试验研究.除离散的试件外,可用于统计分析的试件数为184块,应力比22种.根据试验资料,、探讨了中间主应力和纤维体积含量对三向受力状态下钢纤维混凝士强度的影响;阐述了钢纤维混凝土在偏平面上破坏面的特性;给出了钢纤维混凝土三向应力状态下空间破坏准则的数学表达式.该表达式包含了三向受拉及两向受拉一向受压应力状态的影响.

钢纤维膨胀混凝土管状构件受拉应力-应变全曲线研究

成功地测出了钢纤维膨胀混凝土管状试件轴拉应力 -应变全过程曲线 ,并应用微裂缝开展理论 ,对全过程曲线作了宏观过程和微观机理分析 .在试验基础上 ,对钢纤维膨胀混凝土管状试件受拉应力 -应变全曲线进行了数值模拟 。

预应力钢纤维混凝土梁斜裂缝宽度计算

通过２０根预应力钢纤维混凝土梁的试验研究，分析了钢纤维长径比和体积率、箍筋间距、截面有效预压力对其斜裂缝宽度的影响；建立了预应力钢纤维混凝土梁斜裂缝宽度计算的理论模式．结合试验资料的统计分析，提出了预应力钢纤维混凝土梁斜裂缝宽度的实用计算公式．

预应力钢纤维混凝土梁斜截面抗裂试验和计算方法

根据２５根预应力钢纤维混凝土无腹筋梁和２０根预应力钢纤维混凝土箍筋梁斜截面受力试验研究，分析了箍筋、剪跨比、有效预压力、钢纤维体积率和长径比对预应力钢纤维混凝土梁斜截面抗裂度的影响规律．通过理论推导。

预应力钢纤维混凝土梁斜截面疲劳性能试验研究

根据１０预应力钢纤维混凝土梁疲劳荷载试验结果，分析了钢纤维体积率、长径比和疲劳循环特征、循环次数等因素对预应力钢纤维混凝土梁剪压区混凝土应变、箍筋应变、斜裂缝分布形态与开展宽度以及斜截面抗疲劳破坏性能的影响规律，提出了疲劳荷载作用下预应力钢纤维混凝土梁斜载面裂缝宽度和耐疲劳能力的验算方法。

预应力钢纤维混凝土梁斜截面承载力试验和计算方法

根据２５根预应力钢纤维混凝土无腹筋梁和 ２５根预应力钢纤维混凝土配箍筋梁的试验结果，分析 了预应力、剪跨比、钢纤维含量特征值及配箍特征值等变化对预应力钢纤维混凝土梁斜截面破坏形态和斜截面 承载力的影响规律，提出了预应力钢纤维混凝土无腹筋梁和预应力钢纤维混凝土配箍筋梁的斜截面承载力计算 方法。该成果可作为《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》增订相应条款的研究基础，并可供实际工程设计应 用参考。

钢纤维自应力混凝土受拉应力-应变全曲线试验研究

通过直接拉伸试验研究了不同自应力等级下的钢纤维自应力混凝土的受拉应力-应变全曲线特征.从方便计算的角度上建议上升段采用比例方程表示,下降段简化为以拐点分界的两部分直线.钢纤维自应力混凝土抗拉强度为混凝土基体的抗拉强度与自应力值之和;曲线下降段拐点的应变定义为500×10-6,并提出拐点应力计算公式.这种在试验基础上的简化,方便了钢纤维自应力混凝土结构的应力和应变分析.