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。

钢纤维细石混凝土-钢组合板抗弯性能试验研究

钢纤维细石混凝土是一种具有优异力学性能和良好工作性的高性能混凝土复合材料。本试验针对正交异性钢桥面铺装层裂缝病害问题,对4组采用不同钢筋配筋率和保护层厚度的横桥向钢纤维细石混凝土-钢组合桥面板进行了抗弯破坏试验,研究了组合板的荷载-挠度关系与裂缝开展特征;用等效截面法计算了开裂应力、裂缝宽度和钢筋应力,验证了钢纤维细石混凝土-钢组合板的抗裂性能。结果表明:60 mm厚钢纤维细石混凝土铺装层在小配筋率(2.6%)和低于规范要求的保护层厚度(15 mm)条件下呈现出多缝开裂的破坏形态,具备较高的延性和开裂应力,满足规范和工程应用的要求。

水镁石纤维-钢渣细骨料混凝土力学性能研究

为进一步提高钢渣利用率,降低环境污染,针对钢渣细骨料劣化混凝土力学性能现状,引入水镁石纤维,研究不同钢渣细骨料、水镁石纤维掺量对混凝土抗压及抗弯拉强度影响,探讨钢渣细骨料劣化混凝土性能机制,分析水镁石纤维对钢渣细骨料混凝土增强机理。结果表明,随着钢渣细骨料取代率逐步增加,混凝土坍落度下降,抗压强度及抗弯拉强度均不同程度降低。复掺水镁石纤维对钢渣细骨料混凝土的早期强度增强效果明显,与不掺水镁石纤维的30%钢渣混凝土相比,掺入30%钢渣细骨料与0.2%水镁石纤维,混凝土7 d抗压强度及抗弯拉强度分别提高15.75%、10.50%。水镁石纤维可以在水化产物间产生桥接作用,延缓裂纹发展。

再生粗细骨料混凝土受拉力学性能研究

我国城镇化迅速发展的过程中产生了大量建筑垃圾,其处理和有效利用是当前亟需解决的关键问题。为推广再生混凝土在建筑结构中有效利用,通过对国内外大量文献进行研究总结,对再生混凝土受拉强度性能开展了深入研究。首先,研究了不同再生粗骨料、再生细骨料取代率下再生混凝土抗拉强度变化规律;其次,研究了再生粗骨料、再生细骨料抗拉强度与抗压强度关系,建立了再生粗、细骨料混凝土抗拉强度预测模型,最后,研究总结了钢纤维掺量与长径比对再生粗骨料混凝土抗拉强度的影响。

混掺精细钢纤维/PVA纤维水泥基复合材料单轴拉伸试验及本构关系

为了研究精细钢纤维与聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)纤维掺量对纤维水泥基复合材料抗拉力学性能的影响,进行了4组12个精细钢纤维/PVA纤维混杂水泥基材料试件的单轴抗拉试验,测得其应力-应变曲线及相关抗拉力学性能指标。试验和分析结果表明,含0.8%精细钢纤维试件的初裂强度为3.70 MPa,峰值强度为4.16 MPa,分别略低于最大值4.44 MPa与4.86 MPa,但峰值应变为最大值0.858%,材料韧性优于其他试件。过多的精细钢纤维不利于纤维发挥其增韧作用。基于试验数据建立了适用于混掺精细钢纤维/PVA纤维水泥基材料的单轴拉伸应力应变本构模型,模型拟合结果与试验曲线吻合良好。

掺加钢纤维抑制住宅楼(屋)面细石混凝土开裂试验研究

针对住宅楼(屋)面细石混凝土保护层的开裂问题,开展了掺加不同掺量钢锭铣削型钢纤维细石混凝土和传统工艺的内配钢丝网片细石混凝土的工程试验。试验结果表明:传统的钢丝网片细石混凝土保护层抗裂性能满足不了新的结构形式对抗裂性能的要求。针对无机保温砂浆、XPS板、EHS纳米橡塑保温垫等三种常用保温材料,实际应用钢纤维细石混凝土施工保护层时,观测28 d完全无裂缝产生。在细石混凝土中钢纤维掺量为30 kg/m^(3)时,即可以达到控制细石混凝土保护层开裂的目的。试验结果为解决住宅楼、屋面细石混凝土开裂问题提供了技术支撑。

增粘剂在苏州地铁无砟轨道结构中的应用

本文将增粘剂应用于苏州地铁无砟轨道填充层自密实钢纤维细石混凝土中,通过对增粘剂掺量进行调整,研究混凝土拌合物的性能。结果表明:不加入增粘剂时,混凝土拌合物对用水量很敏感,容易出现泌水离析问题;加入增粘剂后,混凝土的增稠保水能力增强,具备高流动性的同时不泌水离析,和易性良好;当增粘剂掺量为4%时,拌合物性能最佳,混凝土不离析不泌水,混凝土能够自密实成型,56 d抗压强度达到54.3 MPa。现场对自密实钢纤维细石混凝土性能进行验证,混凝土拌合物和易性良好,顺利完成灌板且揭板效果良好,板面无大气泡和浮浆层,小气泡面积不超过板面面积的2%,满足技术要求。

超细短钢纤维与活性掺和体系对自密实混凝土的影响

为同时提高自密实混凝土(SCC)的工作性能和力学性能,引入了超细短钢纤维,探究不同钢纤维和活性矿物掺和体系对SCC工作、力学性能的影响。结果表明:超细短钢纤维可实现最大纤维掺量6.0%;相对于传统SCC,单一掺和体系下超细短钢纤维SCC最大可将7、28天的抗压强度分别提升86.0%、83.9%,最大可将7、28天的抗拉强度分别提升120.0%、82.7%;单一掺和体系下矿渣粉在改善SCC抗折和抗压强度方面优于粉煤灰。根据试验结果推荐最佳的SCC活性掺和体系,即20.0%粉煤灰+10.0%矿渣粉、10.0%粉煤灰+20.0%矿渣粉。

微细钢纤维磷酸镁水泥砂浆的基本力学性能

为发挥磷酸镁水泥快硬早强、高粘结特性和微细钢纤维优异的增强增韧作用,配制了微细钢纤维磷酸镁水泥砂浆,研究了龄期、砂灰比、水灰比、纤维掺量及缓凝剂类型对磷酸镁水泥砂浆抗压、抗折强度及折压比的影响,并探索了微细钢纤维对不同水泥类型砂浆的增强效果。结果发现:微细钢纤维磷酸镁水泥砂浆早强特性显著;磷酸镁水泥水化物与钢纤维粘结性能突出,微细钢纤维对磷酸镁水泥基体的增强增韧效果优于对普通硅酸盐和硫铝酸盐水泥的效果,随纤维掺量增加,抗压和抗折强度显著提高,折压比逐渐增大;相对硼砂缓凝剂,掺量合适的复合缓凝剂可改善磷酸镁水泥基体与钢纤维界面,使钢纤维增韧效果更突出。

超细钢-聚丙烯混杂纤维混凝土力学性能研究

为研究超细钢-聚丙烯纤维对混凝土力学性能的影响,进行了9组超细钢-聚丙烯混杂纤维混凝土试件的立方体抗压强度和劈裂强度试验,分析了超细钢纤维、聚丙烯纤维体积掺量对混凝土力学性能的影响。结果表明:混杂纤维的掺入使混凝土的立方体抗压强度、劈裂强度及拉压比均有提高,混杂纤维混凝土破坏产生明显延性特征;超细钢纤维体积掺量对混凝土力学性能的影响最大,混凝土强度及拉压比随超细钢纤维掺量增加而增大;聚丙烯纤维体积掺量增加对混凝土力学性能的影响并非线性提高,混掺0.1%聚丙烯纤维和1.5%超细钢纤维的混凝土获得最佳力学性能,抗压强度提高19.42%,劈裂抗拉强度提高56.78%,拉压比提高30.16%。

混掺精细钢纤维/PVA纤维水泥基复合材料的四点弯曲力学性能试验研究

通过四点弯曲试验研究精细钢纤维/聚乙烯醇(PVA)纤维混掺对水泥基复合材料的弯曲性能的影响,试验考虑PVA纤维体积掺量为1.0%,精细钢纤维体积掺量为0.4%、0.8%、1.2%、1.6%,分析不同掺量对试件破坏形态、荷载-挠度曲线、韧性指数、裂缝分布的影响规律。结果表明:精细钢纤维与PVA纤维混掺后,试件的荷载-挠度曲线呈双峰状,破坏后呈多缝开裂,裂缝宽度减小。体积掺量为0.8%精细钢纤维与1%PVA纤维的混掺试件,其抗弯强度提高了138%,韧性指数I_(5)、I_(10)、I_(20)分别提高了8.5%、18.3%、25.9%,混掺纤维可有效提高水泥基复合材料的抗弯性能。

生态型RPC材料的动态力学性能

以质量分数为 5 0 %～ 6 0 %的超细工业废渣取代水泥 ,以普通黄砂取代磨细石英砂 ,制备了两个不同配比的生态型RPC材料 ,利用分离式Hopkinson压杆装置研究了应变速率、纤维掺量和基体组成对ECO RPC各项动态力学性能及破坏形态的影响。结果显示 ,生态RPC材料具有应变率强化效应、峰值荷载及破坏应变随应变率的提高而增加。纤维增强的生态RPC材料的各项动态力学性能优于RPC基体 ,且在破坏过程中表现出极大的韧性和延性。多元超细工业废渣的复合效应优化了基体微观结构 ,增强了纤维与基体的界面粘结 ,促进了破坏形态从脆性向韧性的转化。

剪切型超短超细钢纤维增强砂浆强度的试验研究

在砂浆中加入钢纤维可以显著地改善砂浆的强度,不同掺量、不同长度的钢纤维对砂浆强度的影响也不同.通过在砂浆中掺入11种不同量的剪切型超短超细钢纤维(长度:6 mm,直径:0.2 mm)和掺入6种不同量的普通钢纤维试件的强度试验并进行对比分析,得出了砂浆中掺入剪切型超短超细钢纤维砂浆后的强度规律:在钢纤维掺入量小于3%时,普通钢纤维砂浆强度略高于剪切型超短超细钢纤维砂浆;在钢纤维掺入量大于3%时,剪切型超短超细钢纤维砂浆强度明显高于普通钢纤维砂浆.

装配式轨道成套技术在苏州地铁中的优化应用

在总结城市轨道交通板式轨道应用现状及存在问题的基础上,阐述装配式轨道的核心技术理念,以及在苏州地铁5号线典型工况条件下的优化应用技术要点,包括根据工程条件确定的主要技术参数,国内首次采用的钢纤维细石混凝土填充层、喷涂型隔离层等技术,以及基于第三代预制板精调设备和测控系统技术优化的施工工艺等。应用结果表明,该技术具有施工工序少、施工效率高、轨道平顺性好等诸多优点,为装配式轨道技术的进一步推广应用提供参考与借鉴。

微细钢纤维对砂浆抗裂性能的影响

通过试验研究了砂浆在微细钢纤维的不同掺量、不同形态下的抗裂效果,比较了钢纤维直径的粗细对力学性能的影响,并对试验数据进行了分析。结果表明,波浪型微细钢纤维不仅具有较佳的抗裂效果,亦可提升砂浆的韧性。

生态型RPC材料的断裂力学行为研究

以质量分数为 5 0 %～ 60 %的超细工业废渣取代水泥 ,以普通黄砂取代磨细石英砂 ,制备了2个系列不同配比的生态型RPC材料 ,并研究了纤维掺量及养护制度对其断裂力学性能的影响规律 .结果显示 ,随着纤维掺量的增加 ,生态RPC的断裂能及断裂韧度不断提高 ;在标准养护条件下 ,生态RPC的延性指数在纤维体积率为 2 %时最大 .随着养护温度的提高 ,生态RPC的极限断裂强度不断提高 ,但同时其脆性也在增加 ,从而表现出断裂能。

超短超细钢纤维对水泥砂浆性能的影响对比

在砂浆中分别掺入11种不同比例的熔抽型超短超细钢纤维,并与相同掺量的剪切型超短超细钢纤维增强水泥砂浆进行了性能对比。结果表明,二种超短超细钢纤维的掺入均可提高水泥浆体的抗折强度、抗压强度和韧性,但熔抽型超短超细钢纤维对水泥砂浆的增强增韧作用高于剪切型超短超细钢纤维,并存在显著的纤维增强几何尺寸效应。

基于正交试验法的钢纤维细石混凝土配合比优化及微观结构破坏机理

以水泥掺量、粉煤灰置换率、钢纤维体积率和砂率为影响因素,设计了强度等级为60 MPa的钢纤维细石混凝土(SFRC-FA)的L_(9)(3^(4))配合比正交试验方案,并分别进行了抗压强度、劈裂抗拉强度和四点弯曲强度的试验,研究了四因素对SFRC-FA和易性及基本力学性能的影响。此外,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线计算机断层成像(X-CT)方法,对SFRC-FA的破坏机理进行了微观结构分析。结果表明,SFRC-FA中的钢纤维属于拔出型破坏;钢纤维体积率对于SFRC-FA抗压强度的影响很小,但对劈裂抗拉强度和四点抗弯强度的影响显著,并得出了一组最优配合比。

细集料种类和钢纤维对CA-UHPC力学性能的影响

研究了河砂、石英砂、机制砂作为细集料以及不同的钢纤维长径比(13/0.2,15/0.2,25/0.3)、不同钢纤维掺量(0%,1.5%,2%)和钢纤维混杂(13 mm+25 mm)对于含粗骨料超高性能混凝土(CA-UHPC)力学性能的影响。结果表明,细集料的粒径分布对CA-UHPC的抗压强度影响显著,对于其抗弯强度影响较小,其中机制砂CA-UHPC的抗压强度和抗弯强度均最高。在钢纤维掺量不超过2%的范围内,CA-UHPC的抗压强度与钢纤维掺量、长径比、杂化均呈正相关;CA-UHPC的抗弯强度随着钢纤维掺量的增加而增加,随着钢纤维长径比的增加而先增加后下降;钢纤维复掺有利于抗弯强度的提升。此外,碳酸钙晶须等体积替代钢纤维时,CA-UHPC的抗压强度和抗弯强度会下降。

基于正交试验法的钢纤维细石混凝土配合比设计

基于正交试验法研究了钢纤维掺量、砂率、水胶比、粉煤灰置换率等因素对钢纤维细石混凝土力学性能指标的影响规律,并通过极差分析得到了较优配合比。结果表明:钢纤维细石混凝土抗压强度主要受水胶比和粉煤灰置换率影响,水胶比在0.3~0.34和0.36~0.4间的变化分别引起抗压强度指标波动达10%和15%,而粉煤灰置换率的变化对抗压强度的影响随着水胶比的减小和龄期的增加而减弱。钢纤维细石混凝土的抗折强度主要取决于钢纤维掺量和粉煤灰置换率,钢纤维掺量在2%~2.5%和粉煤灰置换率在0.2~0.3间的变化引起指标结果的波动幅度都在20%以上。