钢纤维活性粉末混凝土动态层裂强度试验研究

采用Φ74变截面Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB)对70×500的3种钢纤维(钢棉、镀铜钢纤维、端钩钢纤维)种类及5种配比的活性粉末混凝土(RPC),进行同一种应变率下动态层裂强度的实验测试.实验数据处理,利用试样上测得的加载压缩波,直接计算绘出靠近自由端面处最大拉伸应力的位置峰值梯度曲线.综合其静态拉伸强度,发现相同体积含量的3种钢纤维中,镀铜钢纤维对结构体层裂强度的加强最为明显.另外得出镀铜钢纤维与端钩钢纤维添加体积含量最优配比均为4%.     

钢纤维混凝土的路用性质试验

依据试验过程与结果,讨论了钢纤维混凝土的配合比设计理论,分析了钢纤维混凝土作为铺面结构材料的力学和物理性质。结果认为钢纤维可以显著提高混凝土的抗弯拉强度、韧性和耐久性。     

配筋钢纤维高强混凝土薄壁箱形截面纯扭构件全过程分析

在配筋钢纤维高强混凝土薄壁箱形截面纯扭构件试验研究的基础上,应用空间软化桁架理论,结合钢纤维高强混凝土本构关系及其软化系数方程,编制了软化桁架模型分析程序,并对试验构件进行了全过程分析.在考虑钢纤维高强混凝土抗拉强度作用时,能较好地模拟试验构件的荷载-变形全过程,不仅能较准确地得到极限扭矩,而且可以获得开裂扭矩,其结论也得到相关钢纤维高强混凝土纯扭构件试验结果的证实.     

基于SHPB的活性粉末混凝土动态力学性能研究

目的活性粉末混凝土作为新型材料已广泛应用,其静态研究相对简单,研究成果比较成熟。但动态研究受到实验设备、环境、温度等各方面影响,成果参差不齐。借助SHPB实验装置研究活性粉末混凝土的动态力学性能,综述实验装置、实验原理、实验过程、数据采集及数据分析、实验结论及实验不足,以供相关研究人员参考。方法选择合适尺寸的活性粉末混凝土试件,利用SHPB压杆装置对试件进行冲击压缩实验,得到多组高应变率下入射波、反射波和透射波曲线,根据应力波理论转换为活性粉末混凝土试件的应力、应变和应变率随时间变化的关系,进而得到多组花岗岩在不同应变率下的应力、应变关系曲线。结果实验数据表明,活性粉末混凝土在高应变率下,极限强度随应变率的提高而相应增大,但不是无限增大,在应变率为87(1/s)时,极限抗压强度达到最大,为254 MPa。但继续增大时反而出现减小的趋势。这也是众多学者研究不一的地方。随着应变率的提高,材料的屈服极限强度提高,延伸率降低,屈服之后,断裂破坏应变减小。结论针对活性粉末混凝土的动态力学性能研究具有重要意义,但与以往的实验结果进行对比,发现该实验数据和结论差异性大,显然,改良了混凝土的配合比,外加钢纤维掺入,材料各方面性能会有很大的改观,但是定性分析,尤其是动态强度的定性分析与实验设备、环境材料的加工工艺都有很大关系。因此分析结论仅对本次实验有效。     

级配与骨料率对混凝土力学行为的影响

【目的】研究级配和骨料率对混凝土物理力学性质的影响,为揭示骨料率及级配对混凝土力学行为的影响机制提供参考。【方法】在颗粒流数值平台上进行了具有骨料破裂功能的混凝土单轴压缩虚拟试验,设计了不同骨料率(0%,50%,60%,70%,80%)和不同级配(一级配、二级配、三级配、四级配)混凝土虚拟试验,分析材料的破裂形态、裂纹扩展过程、应力应变曲线和破裂能量的演化规律。【结果】相同骨料率条件下(以70%骨料率为例),随着混凝土级配依次提高,相较于一级配,二、三、四级配的混凝土强度(峰值应力)分别降低6.14%,24.58%和33.61%,裂纹数和各种能量均有不同程度下降,表明级配越高,越容易形成架空结构,易造成局部不稳定,会影响增强效果。相同级配条件下(以二级配为例),随着混凝土骨料率依次提高,相较于50%骨料率,混凝土强度(峰值应力)分别提高7.32%,62.9%和143%,裂纹数相应减少而各种能量均有不同程度增大。【结论】混凝土骨料结构稳定程度对混凝土强度影响显著。     

纤维沥青混凝土动力性能试验研究

采用变截面分离式Hopkinson压杆（Split Hopkinson Pressure Bar, SHPB）,对普通沥青混凝土、玻璃纤维沥青混凝土、木质素纤维沥青混凝土和3个掺量的聚酯纤维沥青混凝土进行了3种应变率的冲击压缩试验研究.试验结果与分析表明,沥青混凝土具有应变率增强效应,其动力抗压强度及韧性指标随着应变率的增大而增大;但是,纤维沥青混凝土动力抗压强度及韧性指标增长率随应变率提高有递减趋势;纤维含量对沥青混凝土在动力条件下的动力行为有显著影响,聚酯纤维掺量为0.25%的沥青混凝土动力抗压强度及韧性指标最优;3种纤维都可以增加材料的动力抗压强度及韧性指标,聚酯纤维增强沥青混凝土抗压强度最佳,木质素纤维次之,玻璃纤维最差;聚酯纤维提高沥青混凝土韧性指标最佳,玻璃纤维次之,木质素纤维最差.     

冲击荷载下橡胶改性沥青混凝土的动力学性质

采用分离式Hopkinson压杆（Split Hopkinson Pressure Bar, SHPB）试验，探讨了冲击荷载下橡胶改性沥青混凝土的动力学性质.试验结果与分析显示：在冲击荷载作用下，橡胶的加入可以使沥青混凝土的塑性明显增强.沥青混凝土的动力强度与冲击韧性都是温度与应变率的函数，材料在常温25 ℃时的强度与韧性高于在低温-20 ℃及高温60 ℃时的值，材料强度与韧性随应变率的增大而单调提高，橡胶的加入一般可以提高材料强度与韧性，幅度分别最大超过200%与接近200%.橡胶改性沥青混凝土良好的抗冲击性能源于混凝土内部的“石料-橡胶颗粒-石料”刚柔相间接触模式，橡胶掺量存在使材料抗冲击性能最优的值，对于本文研究所用材料这个掺量约为沥青质量的20%.     

钢纤维混凝土在道路工程中的应用研究

钢纤维混凝土具有较高的抗拉强度和断裂韧性、抗疲劳等性能,适用于高等级公路路面、机场跑道、桥梁面层、工业建筑地面、复杂应力部位、铁路轨枕、局部增强预制桩等重要部位.同时钢纤维的外形,长度对钢纤维混凝土的性质有一定的影响,在施工时钢纤维混凝土的施工工艺与普通混凝土也有一定差异,本文针对上述问题进行了相关实验研究.     

减水剂对钢纤维混凝土技术性能的影响

本试验用42.5普通硅酸盐水泥、钢纤维等材料,采用常规工艺配制CF40混凝土.通过对比法对试验数据进行分析,加入减水剂后,抗压强度增幅降低,即随着钢纤维掺量的增加,抗压强度增加的幅度很小,小于6%;而抗拉强度增幅有较大增高,增幅最大值达到33.3%,此时的钢纤维掺量为1.4%.     

冲击荷载下油菜秸秆灰分混凝土的动态力学性质

运用直径80 mm分离式霍普金森压杆试验设备,研究油菜秸秆灰分掺量分别为10%、15%、20%、25%的混凝土在0.30、0.45、0.65 MPa冲击加载气压下的动态力学性质。结果表明:油菜秸秆灰分混凝土的应变率与试件加载气压呈正相关关系;峰值应力随加载气压的提高而增大,油菜秸秆灰分掺量为10%的混凝土在不同加载气压下的峰值应力变化率最大,其变化率高达63.63%;在同一加载气压下,油菜秸秆灰分混凝土峰值应力随灰分掺量的增加而减小;相比对照混凝土峰值应力,10%掺量混凝土最大,其峰值应力大于对照混凝土,而其他掺量油菜秸秆灰分混凝土峰值应力均低于对照混凝土,油菜秸秆灰分掺量10%的混凝土的动态承载力最优。     

水泥钢纤维砂浆钢筋网加固矩形RC 偏压柱试验研究

对水泥钢纤维砂浆钢筋网加固矩形混凝土柱的偏压性能进行了研究，通过6根柱高为1 200 mm带牛腿的加固柱与另2根同配置未加固混凝土柱的对比试验，研究了加固方式不同的纵、横向网筋间距，在偏心距为70 mm和150 mm的情况下，对构件极限荷载、抗裂性能的影响.试验主要观测了试验柱裂缝开展状态、网筋应变、混凝土及砂浆层应变，结果表明水泥钢纤维砂浆钢筋网薄层加固是一种加固效果显著，加固后工作性能优良的加固方法.     

C45细石混凝土力学性能的试验研究

为了研究钢筋混凝土异形柱框架在8度地震区的受力变形性能,通过对C45细石混凝土27块立方体抗压强度试块、15块棱柱体抗压强度试块、6块弹性模量试块以及2块应力-应变全曲线试块的试验,分析了立方体强度、棱柱体抗压强度的分布规律,探讨了它们之间的关系;研究了弹性模量与混凝土强度之间的关系和混凝土的应力-应变关系;得出了以下结论:C45细石混凝土的棱柱体抗压强度与立方体抗压强度的比值为0.68;与混凝土结构设计规范(GB 50010-2002)的理论计算值相比,其弹性模量试验值较大,而应力-应变关系曲线的峰值点应变以及极限压应变较小。最后,提出了C45细石混凝土弹性模量和简化三直线混凝土应力-应变关系曲线的计算公式。     

大骨料混凝土冻融循环后单轴动态抗拉性能试验研究

针对寒冷地区水工混凝土结构受冻融循环和动荷载作用后会影响其混凝土力学性能,采用混凝土自动快速冻融机进行大骨料混凝土抗冻性试验,再利用大型电液伺服静动三轴试验设备对其进行单轴动态抗拉试验。基于试验数据分析了不同冻融循环次数下的大骨料混凝土的破坏形态和质量损失率及单轴抗拉强度、峰值应力点的应变随冻融次数和应变速率的变化规律。结果表明,动态极限强度较静态极限强度提高的百分比随冻融循环次数增加呈降低趋势,冻融循环作用后单轴抗拉强度在应变速率为1×10~(-3)/s或1×10~(-2)/s时损失最多;在对试验结果分析的基础上建立了冻融循环和动态加载速率作用的大骨料混凝土单轴动态抗拉破坏准则。     

钢纤维活性粉末混凝土配合比试验研究

通过钢纤维活性粉末混凝土(RPC)的配制试验,研究水胶比、高效减水剂、硅灰、钢纤维掺量及砂子种类对RPC抗折、抗压强度的影响规律。结果表明:钢纤维的掺入使得试件破坏时裂而不散,试件的延性性能及强度指标都得到了明显的提高。     

灌孔混凝土砌块砌体受压性能研究

通过对灌孔混凝土砌块砌体中混凝土芯柱三向受压应力状态进行分析,提出了适用于灌孔混凝土受压弹性模量的计算方法.同时,基于大量的试验结果,提出了适用于灌孔混凝土砌块砌体的泊松比、峰值应变、极限应变等参数,并引入到Domingo J.Carreira等提出的混凝土本构模型中,得出了适用于灌孔混凝土砌块砌体受压的应力-应变全曲线公式.对比结果表明,计算值与试验结果吻合良好,可供灌孔混凝土砌块砌体结构设计和研究参考.     

粗集料钢渣对混凝土力学性能的增强效应

采用5-20mm 的钢渣集料制备混凝土,分析钢渣集料体积分数对C20、C50和C80混凝土力学性能的增强效应.结果表明：粗颗粒钢渣集料的孔隙率较大,孔径大,少量颗粒呈蜂窝状,其压碎指标为8.5%,但仍可配制混凝土.钢渣集料能提高高低水灰比下混凝土的抗压强度和抗冲磨强度,随着钢渣集料体积分数的提高,混凝土的抗压强度和抗耐磨强度与钢渣集料的体积分数呈线性增长关系.强度越低,其强度增强效应度越大,体积分数为30%时,粗钢渣集料对C20、C50和C80混凝土的增强效应度分别为12.9%,15.0%,9.9%,C80抗冲磨强度的增强效应度约为C50的94.8%.     

层布式钢纤维混凝土路面荷载应力分析

建立了层布式钢纤维混凝土路面的荷载应力计算模型,利用ANSYS软件对有限元法的收敛性进行了分析,并通过参数敏感性分析,得出了路面板长度、厚度、钢纤维掺量、基层顶面当量回弹模量Et、中层素混凝土模量等因素对荷载应力的影响规律。     

车身B柱冲击仿真与试验

汽车碰撞仿真中车身零件的冲压效应、材料应变率和单元网格划分等对模拟精度有一定影响.开展了车身B柱零件的冲击试验,对试验过程进行了一系列仿真,分别考虑了冲压效应、应变率效应和单元网格划分对冲击力的影响,把各种条件下仿真结果同试验结果进行了对比.研究结果表明,在模型中考虑冲压效应、应变率效应,并采用合适的单元网格划分,能提高冲击仿真的精度.     

钢纤维含量对活性粉末混凝土抗疲劳性能的影响

通过对3种不同钢纤维含量的活性粉末混凝土（RPC）进行单向受压等幅疲劳试验,研究了钢纤维含量对其抗疲劳性能的影响.结果表明：在疲劳荷载作用下,素RPC的破坏形态表现为劈裂破坏,钢纤维含量分别为1.5%和3%的RPC都表现为剪切破坏随钢纤维含量的提高,RPC的疲劳寿命和疲劳强度相应提高其宏观损伤、ε-n/Nf曲线和疲劳变形模量的衰减均表现出3阶段规律,随钢纤维含量的提高,ε-n/Nf曲线第1阶段和第3阶段延长对应相同的荷载循环比,疲劳变形模量随钢纤维含量的增大而显著提高.在RPC构件抗疲劳验算时,建议钢纤维含量分别为1.5%和3%时,疲劳弹性模量与初始弹性模量的比值分别取0.7和0.75.     

钢筋钢纤维轴拉构件的受力变形过程分析

根据２０根钢筋纤维混凝土轴拉构件的试验结果,分析了钢筋钢纤维砼轴拉构件在受力变形过程中,钢纤维的掺量对构件性能的影响,验证了太原某钢纤维砼筒仓设计的合理性。