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复合式、层布式钢纤维高强混凝土力学性能研究

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复合式、层布式钢纤维高强混凝土力学性能研究

作者：彭奥广州大学

学位级别：硕士

复合式钢纤维混凝土和层布式钢纤维混凝土在提升了混凝土的抗拉强度、弯拉强度、弯曲韧性的同时,还提升了钢纤维材料的利用率。在实际工程应用时经济效益更好,因此有助于钢纤维混凝土的推广。本文主要对复合式钢纤维高强混凝土与层布式... 详细信息

复合式钢纤维混凝土和层布式钢纤维混凝土在提升了混凝土的抗拉强度、弯拉强度、弯曲韧性的同时,还提升了钢纤维材料的利用率。在实际工程应用时经济效益更好,因此有助于钢纤维混凝土的推广。本文主要对复合式钢纤维高强混凝土与层布式钢纤维高强混凝土的力学性能及力学性能的影响因素进行研究,主要内容如下:(1)本文对两种形式的钢纤维混凝土进行深入研究。选取基体混凝土强度,钢纤维体积率,钢纤维混凝土层布高度以及纤维混杂情况来探究两种不同结构形式钢纤维混凝土的力学性能。通过测试不同组别试块的抗压强度、弯拉强度、劈拉强度,对测试结果进行处理分析,得出对复合式钢纤维混凝土及层布式钢纤维混凝土力学性能影响的主要因素。(2)通过复合式钢纤维混凝土、层布式钢纤维混凝土、整体式钢纤维混凝土及素混凝土的对比,研究与分析各钢纤维混凝土结构形式的优劣,评价各种钢纤维混凝土结构形式的经济性及材料利用率。(3)对钢纤维混凝土层高度为2cm、3cm、4cm,钢纤维体积率0.5%、1%、1.5%、2%以及基体混凝土强度C60、C70、C80的复合式钢纤维混凝土试块进行力学性能试验,分析复合式混凝土性能的影响因素与破坏机理。(4)对钢纤维层布高度为2cm,3cm,钢纤维体积率0.5%、1%、1.5%,以及基体混凝土强度为C60的层布式钢纤维混凝土试块进行力学性能试验,分析层布式钢纤维混凝土的力学性能影响因素与破坏机理,并对比复合式钢纤维混凝土的力学性能,评价两种结构形式的钢纤维混凝土的优劣。(5)选取钢纤维与聚丙烯纤维进行混杂,配制复合式混杂纤维混凝土,探究纤维的“混杂效应”对混凝土抗弯性能以及弯曲韧性的影响。(6)通过复合材料力学计算方法建立LSFRC、CSFRC拉应力计算公式。对复合式钢纤维混凝土的界限厚度进行计算,并针对具体试验组别的成本造价进行复合式钢纤维混凝土与层布式钢纤维混凝土的经济性分析。(7)建立复合式钢纤维混凝土的受弯模型,并通过有限元软件对复合式钢纤维混凝土受弯破坏进行了数值仿真,分析了其在受弯拉状态下,材料内部的应力分布与构件在荷载作用下的挠度变化。

关键词：复合式钢纤维高强混凝土层布式钢纤维高强混凝土受力性能层布高度钢纤维体积率弯曲韧性

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钢纤维高强混凝土四桩承台的受力性能

钢纤维高强混凝土四桩承台的受力性能

作者：樊华郑州大学

学位级别：硕士

目前,随着城市高层建筑、道路桥梁、水利建筑的飞速发展,桩基础以承载力高、能减少地基不均匀沉降和抗震性能好等优点,在实际工程中得到了广泛的应用。桩基承台支承在桩上承受柱、墙荷载的作用,是桩基础中承上启下的关键受力构件。因此... 详细信息

目前,随着城市高层建筑、道路桥梁、水利建筑的飞速发展,桩基础以承载力高、能减少地基不均匀沉降和抗震性能好等优点,在实际工程中得到了广泛的应用。桩基承台支承在桩上承受柱、墙荷载的作用,是桩基础中承上启下的关键受力构件。因此,研究和改善承台的受力性能具有重要的意义。本文将钢纤维高强混凝土应用在承台中,通过9个缩尺模型为1：5的钢纤维高强混凝土四桩承台试件试验,研究钢纤维高强混凝土四桩承台的破坏形态,并通过测量承台试件的荷载-挠度曲线、钢筋应变和混凝土应变,分析承台的受力机理。主要研究内容如下： 1、通过分析试验现象和裂缝发展过程,研究钢纤维高强混凝土四桩承台的破坏形态。结果表明,钢纤维高强混凝土四桩承台的破坏形态均为弯曲破坏,钢纤维的掺入从很大程度上提高了承台的延性,使承台的后期能力增强。 2、结合钢纤维高强混凝土四桩承台受力性能的试验结果,分析钢纤维体积率、承台有效厚度及配筋率对承台开裂荷载和极限承载力的影响。结果表明：随着承台有效高度的提高,距厚比的减小,承台的承载力呈现不同程度的提高;随着钢纤维体积率的增加,承台的抗裂能力及极限承载力显著提高;随着配筋率的提高,承台的承载力也呈现不同程度的提高。 3、运用受弯构件理论,提出钢纤维高强混凝土承台承载力的计算公式,并与试验结果进行对比,计算结果与试验数据吻合良好。

关键词：钢纤维高强混凝土四桩承台承载力钢纤维体积率配筋率

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钢纤维混凝土冻融和碳化性能试验研究

钢纤维混凝土冻融和碳化性能试验研究

作者：谢晓鹏郑州大学

学位级别：硕士

我国混凝土结构量大面广,解决混凝土结构的耐久性问题已十分紧迫。所谓混凝土结构的耐久性,是指混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下,在设计要求的目标使用期内,不需要花费大量资金加固处理而保持其安全、使用功能和... 详细信息

我国混凝土结构量大面广,解决混凝土结构的耐久性问题已十分紧迫。所谓混凝土结构的耐久性,是指混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下,在设计要求的目标使用期内,不需要花费大量资金加固处理而保持其安全、使用功能和外观要求的能力。混凝土的抗冻融性能和碳化性能是耐久性的重要研究内容。本文对钢纤维混凝土抗冻融性能及其抗碳化性能进行了试验研究。冻融试验以混凝土强度等级和钢纤维体积率为变化参数,共制作了90个尺寸为100mm×100mm×100mm和45个100mm×100mm×400mm的混凝土试件。经冻融循环50次和75次后,测试试件的基本力学性能。以试验数据为依据,分析了冻融循环次数、混凝土强度等级、钢纤维体积率等因素对钢纤维混凝土冻融后基本力学性能(抗压强度、劈拉强度、抗折强度)及其质量损失的影响规律。研究结果表明,钢纤维提高了混凝土的抗冻性能。碳化试验以混凝土的强度等级、钢纤维体积率、碳化龄期为变化参数,通过对366个100×100×100mm、183个100×100×400mm的混凝土试件进行碳化前后对比试验,分别测试了钢纤维混凝土碳化前后的基本力学性能(抗压强度、劈拉强度、抗折强度)和各个龄期混凝土的碳化深度,观察了钢纤维混凝土受力破坏全过程及其破坏形态,探讨了钢纤维对混凝土的增强机理,分析了钢纤维体积率、混凝土强度等级、碳化龄期等因素对混凝土基本力学性能和碳化深度的影响,提出了钢纤维混凝土抗压强度-碳化深度以及钢纤维混凝土碳化龄期-碳化深度的计算公式。

关键词：耐久性碳化龄期钢纤维混凝土钢纤维体积率混凝土强度等级质量损失碳化碳化龄期抗压强度劈拉强度冻融抗折强度碳化深度

锈蚀钢筋钢纤维混凝土简支梁斜截面抗剪承载力的试验研究

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锈蚀钢筋钢纤维混凝土简支梁斜截面抗剪承载力的试验研究

作者：胡智伟华侨大学

学位级别：硕士

随着这几年钢筋混凝土结构在世界范围内更为广泛的应用,结构耐久性问题日渐突出,钢筋锈蚀是导致钢筋混凝土构件耐久性降低的重要因素之一。此外,鉴于钢纤维在建筑工程应用中表现出的优异性能,本文通过电化学快速锈蚀的方法对锈蚀钢筋钢... 详细信息

随着这几年钢筋混凝土结构在世界范围内更为广泛的应用,结构耐久性问题日渐突出,钢筋锈蚀是导致钢筋混凝土构件耐久性降低的重要因素之一。此外,鉴于钢纤维在建筑工程应用中表现出的优异性能,本文通过电化学快速锈蚀的方法对锈蚀钢筋钢纤维混凝土梁进行了斜截面承载力的静力试验研究,以探索钢纤维对钢筋锈蚀梁的影响,并建立用于工程实际的钢筋锈蚀钢筋钢纤维混凝土梁在集中荷载作用下的斜截面抗剪承载力计算公式。通过对3根钢筋不锈蚀梁、6根仅箍筋锈蚀梁和6根箍筋与纵筋全部锈蚀梁进行集中荷载作用下的静载试验,研究分析了钢筋锈蚀率和钢纤维掺量对试验梁的承载力、裂缝发展、荷载-挠度曲线、钢筋应变等的影响;试验结果表明: (1)随着钢纤维体积率的增大,试验梁的极限承载力会提高,但是钢纤维对承载力的提高贡献不大,构件的开裂荷载有明显差异;(2)随着钢筋锈蚀率的增加,试验梁的极限承载力和刚度会降低,而且锈蚀率只影响承载力的大小,并不改变试验梁的破坏形态,试验梁仍是剪切破坏,但是随着钢筋锈蚀率的增大,斜截面破坏形态的脆性特征更明显。最后,本文分析了钢筋锈蚀及钢纤维对试验梁受力性能的影响机理,通过试验分析,同时吸收国内外这一领域的研究成果,并结合现行《混凝土结构设计规范》,通过回归,建立了在集中荷载下钢筋锈蚀钢筋钢纤维混凝土梁的斜截面承载力的计算公式,比较公式的计算值与试验值,两者符合性较好。

关键词：钢筋钢纤维混凝土梁钢纤维体积率钢筋锈蚀率受剪承载力集中荷载

锈蚀钢筋钢纤维混凝土梁斜截面抗剪性能试验研究

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福建江夏学院学报 2016年第4期6卷 113-118页

作者：柴敏福建江夏学院工程学院福建福州350108

对锈蚀钢筋钢纤维混凝土简支梁进行斜截面抗剪承载力试验,考察钢纤维体积率、钢筋锈蚀率对钢筋钢纤维混凝土梁抗剪承载力、裂缝开展的影响。试验结果表明,梁的承载力随着钢纤维体积率的增加而增大,随着钢筋锈蚀率的增加而减小;钢纤维有... 详细信息

对锈蚀钢筋钢纤维混凝土简支梁进行斜截面抗剪承载力试验,考察钢纤维体积率、钢筋锈蚀率对钢筋钢纤维混凝土梁抗剪承载力、裂缝开展的影响。试验结果表明,梁的承载力随着钢纤维体积率的增加而增大,随着钢筋锈蚀率的增加而减小;钢纤维有明显的阻裂作用;钢筋锈蚀基本不改变梁的破坏形态。通过试验分析,得出钢筋锈蚀钢筋钢纤维混凝土梁斜截面承载力计算式,可为工程实践提供参考。

关键词：钢纤维体积率钢筋锈蚀抗剪承载力

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钢纤维再生混凝土劈拉和弯拉强度试验研究

河北工程大学学报（自然科学版） 2022年第3期39卷 1-6页

作者：蒋毓晋安新正王李鑫刘浩楠张翠霞河北工程大学土木工程学院河北邯郸056038

为了研究钢纤维体积率和再生粗骨料取代率对破碎卵石混凝土劈拉和弯拉强度的影响规律,设计制作了钢纤维体积率为0%、1%、2%,再生粗骨料取代率为0%、10%、20%、30%、40%的15组试件,并开展了劈裂抗拉和四点弯曲试验。试验结果表明:钢纤维... 详细信息

为了研究钢纤维体积率和再生粗骨料取代率对破碎卵石混凝土劈拉和弯拉强度的影响规律,设计制作了钢纤维体积率为0%、1%、2%,再生粗骨料取代率为0%、10%、20%、30%、40%的15组试件,并开展了劈裂抗拉和四点弯曲试验。试验结果表明:钢纤维再生混凝土的劈拉和弯拉强度受钢纤维体积率影响较大,两者均随钢纤维体积率的增加而增大,再生粗骨料取代率对二者的影响较小,两者均随再生粗骨料取代率的增加呈现先增大后减小的趋势,且都在再生粗骨料取代率为30%时达到最大值。根据试验数据,提出了钢纤维再生混凝土劈拉强度和弯拉强度的函数关系式。

关键词：钢纤维再生混凝土钢纤维体积率再生粗骨料取代率劈拉强度弯拉强度

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钢纤维混凝土增强增韧机理和力学分析

河北北方学院学报（自然科学版） 2019年第7期35卷 37-42,49页

作者：钟晨叶中豹王颖安徽新华学院安徽合肥230088 中国科学技术大学安徽合肥230026

针对钢纤维混凝土材料的力学性能,以试验结果为基础,对强度增强效应和变形增韧机理作了相应的理论分析。利用岩石三轴应力试验机,开展材料力学试验,得到较低应变率下不同钢纤维体积率的混凝土应力-应变关系曲线。基于唯象学理论并由试... 详细信息

针对钢纤维混凝土材料的力学性能,以试验结果为基础,对强度增强效应和变形增韧机理作了相应的理论分析。利用岩石三轴应力试验机,开展材料力学试验,得到较低应变率下不同钢纤维体积率的混凝土应力-应变关系曲线。基于唯象学理论并由试验结果可知:在同一应变率10-4s-1下,钢纤维体积率为0.75%的混凝土的峰值应力相对于素混凝土的峰值应力提高了23%,钢纤维体积率为3%时,其峰值应力提高了55%。且随着钢纤维体积率的增加,钢纤维混凝土材料的峰值应变和极限应变都随之提高。并在峰值应力之后出现应力的应变软化现象。钢纤维体积率对混凝土基体有明显的增强和增韧效应,而且提高了峰值应力后的韧度,由此得到裂后韧度与钢纤维体积率的具体函数表达式。

关键词：钢纤维混凝土应力-应变曲线钢纤维体积率增强增韧

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C30钢纤维混凝土劈拉强度尺寸效应研究

河南科技 2017年第5期36卷 108-111页

作者：解伟孙齐圣李树山华北水利水电大学土木与交通学院河南郑州450045

为了研究C30钢纤维混凝土劈拉强度尺寸效应规律,制作边长为100、150、200mm,钢纤维体积率为0%、0.75%、1.5%的钢纤维混凝土立方体试件,试件在标准条件下养护7、28d,进行劈拉强度试验。在Bazant混凝土强度尺寸效应律的基础上,提出C30钢... 详细信息

为了研究C30钢纤维混凝土劈拉强度尺寸效应规律,制作边长为100、150、200mm,钢纤维体积率为0%、0.75%、1.5%的钢纤维混凝土立方体试件,试件在标准条件下养护7、28d,进行劈拉强度试验。在Bazant混凝土强度尺寸效应律的基础上,提出C30钢纤维混凝土劈拉强度尺寸效应计算公式,并得出不同尺寸试件之间的劈拉强度尺寸效应换算系数值。结果表明,钢纤维混凝土立方体尺寸越大,劈拉强度越低,存在尺寸效应。本文建立的钢纤维混凝土尺寸效应计算公式与试验数据吻合良好,能够较好地预测在不同钢纤维体积率及不同试件尺寸下的钢纤维混凝土试件的劈拉强度。

关键词：钢纤维混凝土劈拉强度钢纤维体积率尺寸效应

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钢纤维高强混凝土抗压强度

河南科技大学学报（自然科学版） 2008年第5期29卷 54-56,69页

作者：谢晓鹏杨广军高丹盈郑州航空工业管理学院河南郑州450015 郑州大学土木工学院河南郑州450002

通过对13组39个150×150×150高强混凝土及钢纤维高强混凝土试件的试验,分析了钢纤维体积率和混凝土强度等级对钢纤维高强混凝土抗压强度的影响,提出了钢纤维高强混凝土抗压强度的回归计算公式。结果表明:钢纤维体积率和混凝土强度等级... 详细信息

通过对13组39个150×150×150高强混凝土及钢纤维高强混凝土试件的试验,分析了钢纤维体积率和混凝土强度等级对钢纤维高强混凝土抗压强度的影响,提出了钢纤维高强混凝土抗压强度的回归计算公式。结果表明:钢纤维体积率和混凝土强度等级对钢纤维高强混凝土的抗压强度均有一定的影响;试验值与回归公式的计算值吻合较好。

关键词：钢纤维体积率高强混凝土抗压强度