通过四点弯曲试验,研究了不同再生骨料替代率(0、30%、50%)和混杂纤维掺入比例对钢-PVA混杂纤维再生混凝土梁抗弯性能的影响。结果表明:随着再生骨料替代率的增加,试件的抗弯强度下降了3.1%~28.3%;混掺PVA纤维和钢纤维对试件的抗弯性能有较大程度改善,且混杂纤维的改善效果优于单掺纤维,正混杂效应系数最高可达1.322;混杂纤维的最佳掺量组合为0.5%PVA纤维+1.5%钢纤维。

提出了一种新型纤维混凝土拌和工序和评价纤维分散性的简易方法,并研究了不同掺量PVA纤维对混凝土力学性能和弯曲韧性的影响。结果表明:新型拌合工序可以有效降低对纤维的损伤,有助于纤维在混凝土中均匀分散;当纤维掺量为4.5 kg/m3和7.5 kg/m3时,纤维分散性较好,而当纤维掺量为10.5 kg/m3时,纤维分散性欠佳;随着PVA纤维掺量的增加,混凝土的抗压、抗拉强度先增后减,弯拉强度和韧性耗能能力逐渐增强。

研究了粉煤灰掺量(15%、20%、25%)、硅粉掺量(0、2%、4%、6%、8%)和钢纤维掺量(0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)对混凝土工作性、力学性能和断裂性能的影响。结果表明:粉煤灰掺量越大,混凝土的工作性越好,适宜掺量为20%;随着硅粉掺量的增加,混凝土的力学性能先提升后降低,当硅粉掺量为4%时,混凝土的抗压强度最高;钢纤维的掺入使新拌混凝土的工作性降低,但能有效延缓混凝土的受压破坏进程,提高混凝土的弯曲韧性,当钢纤维掺量为1.5%时,混凝土的断裂荷载达到最大。

以弯拉应变和应变能密度为主要评价指标,研究了橡胶粉表面改性和掺量、纤维掺量、砂率和水灰比等因素对橡胶混凝土弯曲韧性的影响,并通过方差分析得出了影响弯曲韧性的关键因素。试验结果表明,橡胶粉表面改性能明显提高橡胶混凝土的弯拉应变和应变能密度,显著改善弯曲韧性;随着橡胶粉和纤维掺量的增大,弯拉应变和应变能密度呈现先增大后减小的变化规律,当橡胶粉掺量为10%,纤维掺量为1.0%时,弯曲韧性最好;当砂率小于0.32时,增大砂率能提高弯曲韧性,而当砂率大于0.32时,再增大砂率反而会使弯曲韧性降低;弯拉应变和应变能密度随水灰比的增大呈抛物线规律变化,当水灰比为0.39时,弯曲韧性最佳。

对采用钻爆法施工的隧洞初期支护喷射混凝土的两种增强方式(结构纤维RL60、钢筋网)进行了研究。结果表明,通过等效抗弯能力测试与计算可以得出RL60纤维与配筋率之间的对应关系;RL60纤维在一定掺量下可以超过钢筋网的弯曲韧性能量吸收值,而且其极限抗弯承载力和低挠度残余抗弯承载力均高于钢筋网。

高延性水泥基复合材料(High Ductility Cementitious Composites,HDCC)是指在弯曲和拉伸荷载作用下具有应变硬化特性的水泥基复合材料,具有单轴拉伸延性好,耐久性能优异等优点。在材料设计中用大掺量的粉煤灰来替代水泥,以实现更加优异的高延性。本文研究了在聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)纤维体积掺量为1.2%和1.4%时,同时掺入高炉矿渣与粉煤灰制备高延性水泥基复合材料,通过改变高炉矿渣与粉煤灰的掺量,得到试件的抗压强度、抗折强度与弯曲韧性,用以对比矿渣与粉煤灰不同质量比例对高延性水泥基复合材料力学性能、弯曲韧性和表面裂纹特征的影响规律。结果显示,当矿渣和粉煤灰掺量分别为总胶凝材料质量的40%和10%时,试件呈现出良好的应变硬化与多缝开裂特性,最大挠度达到10.79mm,极限拉应变为1.26%,裂纹数量达到14条。表明了矿渣的掺入有利于在保证高延性...

通过模拟海水环境,对同体积率下钢纤维和PVA纤维进行了混掺,采用干湿交替腐蚀方法研究了PVA-钢混杂纤维混凝土的弯曲韧性。结果表明,腐蚀后混杂纤维混凝土的初裂荷载、峰值荷载和弯曲强度均下降;PVA-钢混杂纤维混凝土经腐蚀后的混凝土韧性指数I_5、I10和弯曲韧性比均降低,纤维对基体的耗能能力、延性和增韧效果下降明显。

为研究钢纤维混凝土的弯曲韧性,按照CECS 13:2009对不同纤维体积掺量(Vf=0、1%、2%、3%)、不同纤维长度(Lf=13mm、6mm)的钢纤维混凝土梁进行了四点弯曲试验。结果表明,掺加钢纤维对混凝土的抗压强度影响很小;随着纤维掺量的增加,SFRC梁的承载力提高、韧性增强、荷载-挠度曲线也更饱满,特别是当纤维长度为13mm时;根据荷载-挠度曲线提出了一种确定初裂点的方法 ,结果表明该方法可以有效判定初裂点的位置。

在已有单掺钢纤维和合成纤维混凝土的研究基础上,研究了聚乙烯醇纤维(PVA)和钢纤维混杂,及两种不同参数钢纤维混杂的增韧、增强效果。结果表明,相对于单掺纤维,不同纤维混杂可使混凝土的弯曲强度及弯曲韧性明显提高,荷载作用下混凝土弯曲荷载-挠度曲线的下降段明显变缓,应变硬化现象更为明显,混杂纤维可以产生协同增强效应。

采用fib Model Code 2010中纤维对受弯承载力贡献的作用方式,并结合GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中偏心受压构件正截面受力分析,提出了不对称配筋纤维混凝土盾构管片配筋计算方法。以国内某地铁工程管片配筋计算为例,采用该方法计算了纤维混凝土管片正截面配筋并与普通混凝土管片配筋进行对比。同时,计算分析了采用不同等级纤维混凝土时该管片正截面配筋的变化规律。结果表明,纤维的加入可以降低钢筋用量,该方法结合了欧洲规范和国内的钢筋混凝土设计规范,具有较高的可靠性,可用于纤维混凝土盾构隧道管片设计。