通过聚丙烯腈(PAN)纤维混凝土和聚乙烯醇(PVA)纤维混凝土的三点弯曲切口梁试验,研究了合成纤维掺量和弹性模量对混凝土弯曲韧性的影响,探究了纤维混凝土跨中挠度(δ)和裂缝张开口位移(CMOD)与纤维掺量的关系。结果表明:针对混凝土弯曲韧性而言,PAN纤维与PVA纤维的合适掺量范围分别为1.5~1.8 kg/m^3和1.3~1.5 kg/m^3;δ与CMOD之间存在线性关系,可以用纤维掺量与CMOD预测δ。

针对玄武岩纤维双快水泥混凝土的抗压及抗弯性能,在0.1%～0.3%体积掺量下进行了立方体抗压强度试验,利用动态应变仪测量了4点弯曲状态下的应力-应变关系,并对0.4、0.45、0.5三种水灰比试件的抗压及抗折强度进行了对比。试验结果表明,掺入玄武岩纤维在一定程度上提高了双快水泥混凝土的抗压强度,同时提高弯拉强度5%～20%;弯曲状态下,应力-应变关系曲线表明玄武岩纤维双快水泥混凝土存在明显的屈服点,极限拉应变可达650×10-6～935×10-6。

进行了高温前后纤维高性能混凝土抗压强度与抗弯性能试验。试验结果表明,纤维可降低高温对混凝土抗压强度的影响,钢纤维能显著提高混凝土的弯曲韧性。与单掺钢纤维的混凝土相比,玻璃纤维对高温后混凝土力学性能的改善程度比较有限,混杂纤维混凝土具有等效或更出色的高温前后力学性能。

高强高韧的纤维活性粉末混凝土(RPC)作为核废料固化桶的原材料具有很好的发展前景。为改善RPC韧性较差的缺点,研究了钢纤维掺量对RPC力学性能及弯曲韧性性能的影响。试验结果表明,钢纤维的加入能够大大提高RPC的力学性能及弯曲韧性,使RPC能更好地满足核废料固化桶材料的要求。

基于韧性在混凝土结构中的重要性,采用三分点加载的方式,探讨了膨胀剂和钢纤维的复合效应对喷射混凝土弯曲韧性的影响规律。结果表明,当钢纤维和膨胀剂的掺量分别为1.2%和8%时,喷射补偿收缩钢纤维混凝土的荷载-挠度曲线最为饱满;弯曲韧度指数和承载能力变化系数均大于理想弹性材料的相应值。

以轻集料为主要原料,研制了钢纤维高强轻集料桥面混凝土,对其容重、工作性能、力学性能和弯曲韧性进行了研究,提出了桥面钢纤维轻集料混凝土的施工工艺流程和施工质量控制等技术要点。