钢纤维再生混凝土抗冲击性能的试验研究

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再生混凝土力学性能试验研究

再生混凝土力学性能试验研究再生混凝土是一种利用废弃材料或再生骨料替代传统骨料制备的混凝土。

随着环境保护意识的增强和可持续发展的要求，再生混凝土的研究和应用受到了广泛关注。

再生混凝土的力学性能是其应用的重要指标之一，因此进行再生混凝土力学性能试验研究十分必要。

一、抗压强度试验抗压强度试验是评价混凝土强度的重要指标。

进行再生混凝土抗压强度试验时，需要按照相关规范的要求制备试件，通常为立方体或圆柱体试件。

然后在试验机上施加逐渐增加的垂直压力，记录载荷与变形的关系，并测得其最大承载能力。

二、抗拉强度试验抗拉强度试验是评价混凝土抗拉能力的指标。

由于混凝土的抗拉强度较低，因此在试验中通常采用间接的方法，如钢筋拉伸试验或三点弯曲试验。

通过在试验机上施加拉力或弯矩，得到混凝土的抗拉强度。

三、抗剪强度试验抗剪强度试验是评价混凝土抗剪性能的指标。

常用的试验方法有直剪试验和倾斜剪试验。

通过施加剪切力，在试验机中观察其破坏模式和测量抗剪强度。

四、抗冻性试验抗冻性试验是评价混凝土在冻融循环过程中的性能的指标。

常用的试验方法有水冻融试验和氯盐冻融试验。

通过在设定的温度和湿度条件下进行冻融循环，观察混凝土的破坏情况以及测量抗冻性。

五、耐久性试验耐久性试验是评价混凝土在长期使用过程中能否满足要求的指标。

包括耐化学腐蚀性试验、抗硫酸盐侵蚀试验、抗氯离子渗透性试验等。

通过模拟混凝土在特定环境下的腐蚀作用，观察其性能变化以及测量相应的指标。

六、微观结构分析为了更全面地了解再生混凝土的性能，还可以通过扫描电镜、X射线衍射、红外光谱等技术对其微观结构进行分析。

这些分析方法可以提供混凝土中骨料分布、孔隙结构以及水泥胶石的化学组成等信息。

总之，再生混凝土的力学性能试验研究十分关键，可以评价其抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、抗冻性、耐久性等指标，并通过微观结构分析进一步了解其性能变化机理，为再生混凝土的应用提供科学依据。

钢纤维再生混凝土抗拉试验研究_胡文生

试验研究文章编号：1009－9441（2013）06－0003－03钢纤维再生混凝土抗拉试验研究□□胡文生（太原太工天昊土木工程检测有限公司，山西太原030024）摘要：向再生混凝土中加入不同掺量的钢纤维，在普通试验机上测定钢纤维再生混凝土的轴心抗拉强度和劈裂抗拉强度，以此来确定轴心抗拉强度和劈裂抗拉强度的关系曲线。

在再生混凝土中掺入一定量的钢纤维后，有效提高了其轴心抗拉强度和劈裂抗拉强度。

关键词：钢纤维；再生混凝土；轴心抗拉强度；劈裂抗拉强度中图分类号：TU528．572；X799．1文献标识码：A引言再生混凝土（Ｒecycled Aggregate Concrete，ＲAC）是指将废弃的混凝土经过机械破碎、清洗、分级后，按照一定的比例与级配混合，部分或者全部代替天然粗细骨料，再加入水泥、水等拌和而成的新型混凝土［1］。

再生混凝土从根本上解决了废弃混凝土的处理问题，节约了天然骨料资源，具有显著的社会、经济和环境效益［2］。

再生混凝土在破碎过程中，使得再生骨料棱角过多，针状再生骨料所占面积过大，并且破碎过程中产生大量的内部横向裂缝，使得再生混凝土强度降低［3］。

在再生混凝土中适量掺入钢纤维，可以增强其抗拉、抗折、抗弯和抗剪等性能。

由于直接进行混凝土的轴心抗拉试验很繁琐，因此大多数的研究是采用劈裂抗拉试验取代轴心抗拉试验。

由于现行的钢纤维再生混凝土（Steel FiberＲecycled Aggregate Concrete，SFＲAC）试验方法仍沿用劈裂抗拉强度来确定轴心抗拉强度，但并未说明如何将劈裂抗拉强度换算成钢纤维再生混凝土的轴心抗拉强度。

因此，本文设计了一种新型的钢纤维再生混凝土轴心抗拉试件———哑铃型试件，在普通试验机上获得混凝土的轴心抗拉强度［4］。

1试验简介1．1试件制作及配合比钢纤维再生混凝土轴心抗拉试验采取简单易行的端部粘胶的办法。

采用精确加工的钢板，使试件的受拉端在钢板几何中心并且垂直于钢板，试件和钢板尺寸如图1所示。

钢纤维混凝土中纤维含量对力学性能影响的研究

钢纤维混凝土中纤维含量对力学性能影响的研究一、引言钢纤维混凝土是一种新型的混凝土材料，它通过添加钢纤维来增强混凝土的力学性能，从而提高其抗张强度、抗裂性能、抗冲击性能和耐久性等方面的指标。

在工程应用中，钢纤维混凝土已经被广泛应用于地下结构、隧道、桥梁、机场跑道、船坞等重要工程中。

然而，钢纤维混凝土的力学性能受到纤维含量的影响，因此，深入研究纤维含量对钢纤维混凝土力学性能的影响具有重要的理论和实际意义。

二、钢纤维混凝土的力学性能钢纤维混凝土的力学性能包括抗压强度、抗拉强度、弹性模量、裂缝扩展性和抗冲击性能等指标。

其中，抗拉强度和裂缝扩展性是钢纤维混凝土的重要性能指标。

1. 抗拉强度抗拉强度是钢纤维混凝土的重要性能指标之一，它直接影响混凝土的抗裂性能。

研究表明，混凝土中添加钢纤维后，抗拉强度得到了显著提高。

这是因为钢纤维可以在混凝土中形成一种网状结构，有效地阻止了裂缝的扩展，从而提高了混凝土的抗拉强度。

2. 裂缝扩展性裂缝扩展性是钢纤维混凝土的另一个重要性能指标，它反映了混凝土在受力时的变形能力和抗裂性能。

研究表明，混凝土中添加钢纤维后，裂缝扩展性得到了显著提高。

这是因为钢纤维可以在混凝土中形成一种网状结构，有效地阻止了裂缝的扩展，从而提高了混凝土的裂缝扩展性。

三、纤维含量对钢纤维混凝土力学性能的影响纤维含量是影响钢纤维混凝土力学性能的重要因素之一。

纤维含量的变化会直接影响钢纤维混凝土的力学性能。

下面将从抗拉强度、裂缝扩展性和抗冲击性能三个方面探讨纤维含量对钢纤维混凝土力学性能的影响。

1. 抗拉强度研究表明，纤维含量对钢纤维混凝土的抗拉强度有显著影响。

当纤维含量较低时，钢纤维可以形成一个较为松散的网状结构，不能有效地阻止裂缝的扩展，从而抗拉强度较低。

当纤维含量增加时，钢纤维之间的相互作用增强，形成了一个更为紧密的网状结构，可以有效地阻止裂缝的扩展，从而抗拉强度得到了显著提高。

但是，当纤维含量过高时，钢纤维之间的相互作用过于强烈，会导致混凝土中的孔隙率降低，从而影响混凝土的强度和耐久性。

钢纤维再生混凝土力学性能试验研究_侯选平

2011年第04期总第154期福建建筑Fujian A rchitecture &Co nstr uctionN o04 2011V ol 154钢纤维再生混凝土力学性能试验研究侯选平陈美容杨岚峰(厦门理工学院土木工程与建筑系福建厦门 361024)摘要:以0%、1%、1 5%、2%体积率掺量的钢纤维再生混凝土和相对应的钢纤维普通混凝土进行了抗压、抗折强度试验,探讨钢纤维掺量对再生混凝土力学性能的影响。

结果表明,钢纤维再生混凝土抗压、抗折强度略低于相同掺量的钢纤维普通混凝土;与普通再生混凝土相比,钢纤维的加入可以稍提高再生混凝土的抗压强度,且可以在很大程度上提高再生混凝土的抗折强度。

关键词:钢纤维混凝土再生混凝土抗压强度抗折强度中图分类号:T U 528.1 文献标识码:A 文章编号:1004-6135(2011)04-0085-03Test Study for Mechanical Properties of Fiber Recycled ConcreteH o u Xuanping Chen M eir ong Y ang L anfeng(X iamen U niv ersity of T echnolo g y,Depart ment o f Civil Eng ineering and A rchitecture Xiamen 361024)Abstract:0%,1%,1 5%,2%vo lume fractio n o f steel fiber r ecy cled concr ete and steel fiber co rr esponding to the com pr essiv est rength of o rdinary co ncr ete,flexural testing,recycled concrete steel fiber of t he co mpr essive and f lex ur al per formance T he re -sults show ed that:recycled steel fiber co ncr ete compressiv e and flex ur al strength of steel fiber slightly lo wer than o rdinary con -cr et e,recycled co ncr et e,co mpar ed w ith o rdinary steel fiber can slightly increase the co mpr essive str eng th o f recycled co ncrete,and can g reatly impr ove the flex ural st rength of r ecycled concr eteKeywords:Steel fiber reinfo rced concrete Recycled concrete Compressiv e str eng th Flexura l strength 作者简介:侯选平,男,1988年11月,本科,土木工程专业。

纤维增强再生混凝土抗压性能试验研究

第34卷第4期2023年12月广西科技大学学报JOURNAL OF GUANGXI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGYVol.34No.4Dec.2023纤维增强再生混凝土抗压性能试验研究林桂武1，刘凯格1，陈宇良*1,2，刘康1（1.广西科技大学土木建筑工程学院，广西柳州545006；2.柳州市绿色先进土木工程材料应用重点实验室（广西科技大学），广西柳州545006）摘要：为研究纤维增强再生混凝土的抗压性能，以纤维类型（钢纤维、碳纤维、聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维）和再生粗骨料取代率为变化参数，对75个标准立方体试件进行单轴受压试验。

研究结果表明：钢纤维的掺入可有效提高再生混凝土抗压强度和耗能能力；掺入体积掺量为0.1%的聚丙烯纤维可改善再生混凝土的耗能能力；聚乙烯醇纤维体积掺量为0.1%时，再生混凝土的抗压强度改善效果最优；碳纤维为0.3%时，再生混凝土的抗压强度及耗能能力均得到提高；随着再生粗骨料取代率的增加，纤维增强再生混凝土的抗压强度和耗能能力呈减小趋势，当取代率为50%、70%时，掺入聚丙烯纤维的再生混凝土的抗压强度相较于取代率为0的聚丙烯纤维混凝土损失较大，分别降低了31.50%和18.60%。

基于试验数据，建立了纤维增强再生混凝土单轴受压本构模型，且本构模型与试验曲线吻合程度良好。

关键词：纤维增强；再生混凝土；抗压性能；耗能；本构模型中图分类号：TU528.58DOI ：10.16375/45-1395/t.2023.04.0090引言再生混凝土的利用不仅可以缓解工程建设中自然骨料资源短缺的状况，而且可以减少因旧建筑拆迁、自然灾害等原因造成的诸多环境问题。

相较于普通混凝土，再生混凝土的力学性能略低，其应用局限于混凝土路面工程。

由于再生粗骨料表面附着旧水泥砂浆及存在微裂缝等缺陷，导致再生混凝土内部水泥砂浆与粗骨料的薄弱界面较多[1-3]。

近年来，为了进一步提升再生粗骨料的实际利用价值，一些学者将不同类型纤维掺入再生混凝土中，纤维的增强、阻裂作用弥补了再生粗骨料的缺陷[4-7]。

混凝土中添加纤维对抗冲击性能的影响研究

混凝土中添加纤维对抗冲击性能的影响研究一、前言混凝土是一种广泛应用于建筑结构中的材料，其强度和耐久性是其最重要的特性。

然而，在某些情况下，如受到冲击、爆炸等外力作用时，混凝土的强度和耐久性可能不足以保证结构的完整性和安全性。

因此，为了提高混凝土的抗冲击性能，人们开始考虑在混凝土中添加纤维的方法。

二、纤维对混凝土的作用添加纤维可以改善混凝土的抗拉强度和韧性，从而使其更加耐久和抗冲击。

纤维可以分为钢纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维等几种，其中钢纤维应用最广泛。

纤维的添加可以使混凝土的裂缝形态由单一的直线型变为多向分散型，从而增加混凝土的韧性和抗裂性。

三、纤维对混凝土抗冲击性能的影响混凝土在受到冲击时可能会出现破坏，而添加纤维可以有效提高混凝土的抗冲击性能。

在混凝土中添加纤维后，混凝土的韧性和抗拉强度得到了提高，从而使其在受冲击时能够更好地抵抗外力的作用。

此外，纤维还可以使混凝土内部的应力分布更加均匀，从而减轻其受到的应力。

四、纤维对混凝土抗冲击性能影响的实验研究为了探究纤维对混凝土抗冲击性能的影响，研究者进行了一系列实验。

以下是其中两个实验的具体内容和结果。

1.冲击实验研究者在实验中制备了两种混凝土，一种为未添加纤维的普通混凝土，另一种为添加了0.5%钢纤维的混凝土。

两种混凝土的尺寸均为40 cm × 40 cm × 40 cm。

在实验中，研究者采用冲击试验机对两种混凝土进行了冲击实验。

实验结果表明，在相同的冲击力作用下，未添加纤维的混凝土出现了较大的破坏，而添加了纤维的混凝土则表现出了更好的抗冲击性能。

2.爆炸实验研究者在实验中制备了三种混凝土，分别为未添加纤维的普通混凝土、添加了0.5%钢纤维的混凝土和添加了1.0%钢纤维的混凝土。

三种混凝土的尺寸均为40 cm × 40 cm × 40 cm。

在实验中，研究者对三种混凝土进行了爆炸实验。

实验结果表明，添加了纤维的混凝土在受到爆炸冲击时表现出了更好的抗冲击性能，且随着纤维添加量的增加，混凝土的抗冲击性能也得到了进一步提高。

钢纤维混凝土抗拉性能试验研究

钢纤维混凝土抗拉性能试验研究一、本文概述本文旨在对钢纤维混凝土的抗拉性能进行深入的试验研究。

钢纤维混凝土作为一种新型的复合材料，通过在传统混凝土中掺入适量的钢纤维，显著提升了其抗拉强度、韧性及耐久性，因此在许多工程领域，如桥梁、道路、隧道等建设中得到了广泛应用。

本文首先对钢纤维混凝土的基本特性进行介绍，包括其组成、制备方法以及主要性能优势。

接着，本文综述了国内外关于钢纤维混凝土抗拉性能的研究现状，总结了现有的试验方法和研究成果，指出了当前研究中存在的问题和不足。

在此基础上，本文提出了一种新的试验方法，以更准确地评估钢纤维混凝土的抗拉性能。

该方法结合了传统的拉伸试验和先进的无损检测技术，可以全面反映钢纤维混凝土在不同条件下的抗拉性能。

本文详细描述了试验过程、数据分析和结果讨论。

通过对比不同掺量、不同纤维类型和不同龄期的钢纤维混凝土试件的抗拉性能，得出了钢纤维掺量对抗拉性能的影响规律，以及纤维类型和龄期对抗拉性能的影响机制。

本文的研究结果对于进一步优化钢纤维混凝土的设计和施工工艺，提高工程结构的耐久性和安全性具有重要的指导意义。

二、钢纤维混凝土基本性能钢纤维混凝土作为一种新型复合材料，其基本性能相较于传统混凝土有着显著的提升。

钢纤维的掺入极大地增强了混凝土的抗拉强度。

在混凝土中掺入适量的钢纤维，可以有效地阻止混凝土内部裂缝的产生和扩展，从而提高其抗拉承载能力。

试验结果表明，随着钢纤维掺量的增加，钢纤维混凝土的抗拉强度呈现出明显的增长趋势。

钢纤维混凝土具有优良的韧性。

在受力过程中，钢纤维能够有效地吸收能量，延缓混凝土的破坏过程，从而提高其延性和耗能能力。

这使得钢纤维混凝土在承受冲击、爆炸等动态荷载时表现出良好的抗破坏性能。

钢纤维混凝土还具有较高的抗疲劳性能。

在循环荷载作用下，钢纤维能够有效地阻止混凝土内部微裂缝的发展，延缓疲劳损伤的积累，从而提高其疲劳寿命。

这对于长期承受重复荷载的混凝土结构来说具有重要意义。

混凝土中添加不同纤维材料的抗冲击性能研究

混凝土中添加不同纤维材料的抗冲击性能研究一、研究背景与意义混凝土是建筑中最常用的材料之一，其强度和耐久性能直接影响着建筑物的安全性和使用寿命。

然而，传统的混凝土存在一些缺陷，如易开裂、低韧度等问题。

为了解决这些问题，研究人员开始向混凝土中添加纤维材料，以提高其抗冲击性能和韧性。

本研究旨在探究不同纤维材料对混凝土抗冲击性能的影响，为混凝土的改性提供参考。

二、混凝土中常用的纤维材料1.钢纤维：钢纤维是最早被应用于混凝土中的纤维材料之一。

其优点是强度高、耐腐蚀、易于加工，能够增加混凝土的抗冲击性能和韧性。

2.玻璃纤维：玻璃纤维是一种无机纤维材料，具有较高的强度和韧性，同时还具有良好的耐腐蚀性和不导电性能。

3.碳纤维：碳纤维是一种有机纤维材料，具有高强度、高模量和轻质等特点，能够有效提高混凝土的抗冲击性能和耐久性能。

4.聚丙烯纤维：聚丙烯纤维是一种合成纤维材料，具有良好的耐腐蚀性、抗紫外线性和耐高温性能，可用于改善混凝土的渗透性和抗裂性能。

三、混凝土中添加不同纤维材料的抗冲击性能研究1.实验设计本研究选取常用的四种纤维材料，分别为钢纤维、玻璃纤维、碳纤维和聚丙烯纤维，将它们分别加入混凝土中，控制混凝土中的纤维体积分数为1%，进行冲击试验。

2.实验结果通过实验，得到了混凝土在不同纤维材料掺量下的抗冲击性能指标，如冲击强度、断裂韧度等。

实验结果表明，四种纤维材料均能有效提高混凝土的抗冲击性能和韧性，其中钢纤维和碳纤维的效果最为显著。

3.分析与讨论通过对实验结果的分析，可以发现，不同纤维材料的加入对混凝土的抗冲击性能影响存在差异。

钢纤维和碳纤维的加入可以有效增加混凝土的韧性和抗冲击性能，而玻璃纤维和聚丙烯纤维的加入则对混凝土的抗冲击性能影响较小。

四、纤维材料掺量对混凝土抗冲击性能的影响1.纤维材料掺量对混凝土抗冲击性能的影响纤维材料的掺量是影响混凝土抗冲击性能的重要因素之一。

如果纤维材料的掺量过高，混凝土中的纤维之间可能会发生聚集，导致混凝土的强度和韧性下降。

钢纤维混凝土力学性能和抗侵彻机理研究共3篇

钢纤维混凝土力学性能和抗侵彻机理研究共3篇钢纤维混凝土力学性能和抗侵彻机理研究1钢纤维混凝土（Steel Fiber Reinforced Concrete，SFRC）是一种新型的纤维材料混凝土，是将纤维加入到混凝土中来改善其力学性能和增强其抗冲击、抗侵彻、抗裂、抗拉、抗疲劳等方面的性能。

本文将介绍钢纤维混凝土的力学性能和抗侵彻机理的研究成果。

一、钢纤维混凝土的力学性能研究1. 力学性能的变化规律首先，对比了无纤维混凝土和钢纤维混凝土的力学性能，其中包括强度、刚度、韧性和疲劳等方面的性能，并且分析了加入钢纤维后其力学性能的变化规律。

研究发现，在同一水胶比条件下，随着钢纤维的加入量的增加，SFRC的抗压强度呈现增加的趋势，而抗拉强度则呈现先增加后减小的趋势，最大抗拉强度在钢纤维约占混凝土体积的1%时出现。

此时，由于钢纤维的作用，有助于增强了混凝土的韧性和疲劳性能，施工时出现的裂缝是比较细小的，而且加入钢纤维后的混凝土表现出更好的变形能力和降低了收缩效应。

此外，研究也显示了加入钢纤维可显著提高混凝土的抗冲击、抗侵彻和抗火性能，使得混凝土的总体性能得到了明显提升。

2. 钢纤维类型对力学性能的影响在SFRC制备的过程中，钢纤维的类型也对混凝土性能的影响是不可忽视的。

一般来说，钢纤维可分为宏观钢纤维和微观（细钢纤维）钢纤维。

前者通常为成捆条形纤维，其长度和直径较大，用于增强混凝土的抗拉强度和韧性；后者相对较短而细，其作用主要在于增强混凝土的抗裂性和耐久性。

研究发现，无论是宏观钢纤维还是微观钢纤维或两者结合使用都有助于改善混凝土的力学性能，但不同类型的钢纤维在性能方面的选择不同。

一般来说，宏观钢纤维最适合用于高性能混凝土中，微观钢纤维则适合用于加固病害混凝土结构。

而若将两者结合使用，既能够增强混凝土的韧性和抗裂性，又有助于提高其抗拉和抗冲击性能，从而全面提升混凝土的力学性能。

二、钢纤维混凝土的抗侵彻机理研究随着钢纤维混凝土的研究深入，其抗侵彻性能的研究也逐渐成为了当前研究的热点。

钢纤维再生混凝土力学性能的试验研究

湘潭大学硕士学位论文钢纤维再生混凝土力学性能的试验研究姓名：杨润年申请学位级别：硕士专业：一般力学与力学基础指导教师：张平;尹久仁20060430摘要钢纤维混凝土是近年来发展起来的一种新型建筑材料，是在普通混凝土中掺入适量的钢纤维而形成的可浇筑、可喷射成型的一种新型复合材料。

除抗压强度外，它的各项物理力学性能都比普通混凝土有显著的改善和提高，使原属于脆性材料的混凝土变为具有一定塑性性质的复合材料，其主要工作机理是利用均匀分散的短钢纤维来改善普通混凝土的脆性。

在受力过程中，短钢纤维发挥其抗拉强度高，而混凝土发挥其抗压强度高的各自优势，从而使其具有优良的抗裂、抗弯、耐疲劳、耐磨耗、韧性高等力学性能，在公路路面、机场道面及建筑结构的应用上有着广阔的前景。

本文通过对国内外当前关于钢纤维混凝土的应用及理论分析，基于钢纤维混凝土基本理论，对钢纤维混凝土力学性能及强度理论进行了较为系统的研究。

主要研究成果如下：1.对钢纤维的类型以及在混凝土中的形态进行描述与分析，探讨了钢纤维混凝土的增强、破坏及抗裂机理。

2.对四种不同的钢纤维混凝土和两种相应的素混凝土进行了抗压、劈裂和4点弯曲试验。

结果显示：由于钢纤维的加入，混凝土的抗压强度、劈裂强度和弯曲强度都有不同程度的提高，但抗压强度不及劈裂强度和弯曲强度提高显著；对于同种钢纤维混凝土，钢纤维再生混凝土的抗压强度、劈裂强度和弯曲强度比钢纤维卵石混凝土的相应强度大；混杂尺寸钢纤维混凝土的承载能力不如单一尺寸钢纤维混凝土的承载能力；以再生混凝土作为基体的钢纤维再生混凝土不仅可以“变废为宝”，减少环境污染，实现资源的重复利用，而且其承载能力比钢纤维卵石混凝土高很多。

3.总结出钢纤维混凝土抗拉强度和弯拉强度关系的计算公式。

4.参考已有强度模型，得到计算钢纤维混凝土弯拉强度的理论公式。

关键词：钢纤维；再生混凝土；卵石混凝土；抗折强度；弯拉强度；劈拉强度；抗压强度AbstractThe steel fiber reinforced concrete is recently a kind of new structural material and is a king of new compound material that is formed by adding the proper amount of steel fibers into ordinary concrete. It can be poured and can be ejected to form some shapes. It has better physical mechanical properties than ordinary concrete except for compressive resistance. It can make ordinary concrete that is a kind of brittle material be changed into a kind of compound material that has better plasticity. Its main working mechanism is to improve the brittleness of ordinary concrete by using short fibers that are scattered equably. Because short fibers have higher tensile resistance and ordinary concrete has higher compressive strength in the process of loading, every technical property of fiber reinforced concrete is improved greatly. Accordingly steel fiber reinforced concrete has better stressing properties such as crack resistance, bending resistance, anti-fatigue, anti-friction and high toughness. So it has brilliant future in highway surface，road surface of aerodrome and architectural construction.At first the application and theory of steel fiber reinforced concrete at home and abroad are analyzed in this paper. Then, based on the basic theories of fiber reinforced concrete, mechanical properties and strength theories of steel fiber reinforced concrete are studied systematically. The main research outputs of this paper are as follows:1.The type and the form of steel fiber in concrete are described and analyzed and the mechanism of steel fiber reinforced concrete such as reinforcement, damage and cracking resistance is discussed.2. Four different types of specimens of steel fiber reinforced concretes and two corresponding plain concretes are subjected to compressive, splitting tensile and 4 point bending tests. The results show that the compressive strength, splitting tensile strength and flexural strength increase respectively with the addition of steel fibers, but the compressive strength increases little compared with the splitting tensile strength and flexural strength; for the same kind of steel fiber reinforced concrete, the compressive strength, splitting tensile strength and flexural strength of steel fiber reinforced regenerated concrete are higher than those of steel fiber reinforced pebble concrete; the load-bearing capacity of blended steel fiber reinforced concrete is less than that of single dimension steel fiber reinforced concrete; the use of steel fiber reinforced regenerated concrete whose aggregate is made of regenerated concrete can not only turn waste into treasure, but also reduce environmental pollution and realize the recycle of resources, and its load-bearing capacity is far higher than that of steelfiber reinforced pebble concrete.3.The formula of relation between splitting tensile strength and flexural strength of steel fiber reinforced concrete is summarized.4.The formula of calculating the flexural strength of steel fiber reinforced concrete is concluded referring to present strength model.Key words: steel fiber; regenerate concrete; pebble concrete; flexural strength; bending tensile strength; splitting tensile strength; compressive strength湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

混凝土与钢纤维混凝土冲击性能的对比试验研究

混凝土与钢纤维混凝土冲击性能的对比试验研究摘要：为了研究混凝土与钢纤维混凝土在承受持续冲击荷载的环境中的性能，如桥面铺装等，本文对具有近似抗压强度的这两种材料进行了抗冲击性能的试验研究。

结果表明钢纤维混凝土的抗冲击耗能是素混凝土的5.3倍，具有明显优势；并且钢纤维混凝土带裂缝工作的性能也十分突出。

说明钢纤维混凝土在承受反复冲击荷载的部位具有广阔应用前景。

关键词：素混凝土；钢纤维混凝土；冲击能；阻裂Abstract: To research the bearing continuous impact load property of concrete and steel fiber reinforced concrete, such as the bridge deck pavement. This article introduces the experimental research about the shock resistance of the two meterials which have the similar compression strength. The result indicates that the shock resistance envload of steel fiber reinforced concrete is 5.3 times of plain concrete, possessing obvious advantage. Meanwhile, the anti-cracking property of steel fiber reinforced concrete is also very excellent, and steel fiber reinforced concrete has a wide application prospect in bearing repeat impact load parts.Keywords: plain concrete; steel fiber reinforced concrete; impact strenth, anti-cracking中图分类号：U416.216+.3 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）1 引言在现行的对抗冲击性能有要求的结构构件中，如桥面铺装层、公路路面、机场跑道等，所使用的水泥混凝土材料由于脆性大、抗拉强度低、韧性差、抗冲击性能差等，在承受大量的反复冲击荷载时容易造成破坏甚至是严重损坏。

钢纤维再生混凝土抗冲击性能的试验研究

（）直型低碳钢纤维，径比１平长，／／＝５极限拉伸强度６６．ＭＰａ，Ｓ，ｄ０，３２以减水剂（ｇｋ）
０
２．５２
分类
ＲＣ
ＲＳＩＣ
水泥（ｇｋ）
３５５
３５５
再生骨料（ｇｋ）
ｎ５ｌ
ｌｌｌ５
１３．ｌ１３．２ｌ４．６１
试件种类
ＲＣＲＳＩＣＲＳ ⅡＣＲＳＪＣ
Ｎｌ
６３１６９１８９２８５
Ｎ２
６８２０９２１８２８２
ＮＮｌ２一
５１３２０２４
Ｗ（・ＩＮｉ）Ｔ
表１水泥主要成分（）％材料
水泥
Ｓ０ｉ２
２．５３３
Ａｌ２０，Leabharlann ７９．２Ｆ２ｅＯ３
４０．３
ＣａＯ
５．６５７
ＭｇＯ
２．９Ｏ
Ｓ０３
２．２８
要性质见表２。
表２骨料主要性质砂：通河砂，普细度模数２．６。水：自来水。钢纤维：表３混凝土试验配合比
１试验原材料
水泥：螺牌Ｐ．２．普通硅酸盐水海Ｏ４５泥。泥主要成分见表１水。骨料：生骨料为试验室废弃混凝土再试块经破碎加工制成，径范围５粒ｍｍ～３１５．ｍｍ，经钻芯取样强度测试，凝土抗混压强度分别为３．ＭＰ以Ｒ表示。料主７５ａ，骨

关于钢纤维混凝土抗裂性能的试验研究

关于钢纤维混凝土抗裂性能的试验研究摘要：钢纤维混凝土是一种新型的复合材料，相比混凝土本身它的力学性能要好很多，在施工中也因其优越的特性而受到广泛的应用，因此关于钢纤维混凝土抗裂性能的试验研究具有非常重要的实践意义。

本文从原材料的选取，关键参数的选择与计算出发，对试验结果进行了分析与探讨，旨在为钢纤维混凝土抗裂性能研究起到了一定的指导作用。

关键词：钢纤维混凝土；抗裂性能；实验研究1、引言在道路、桥面、水力等施工中路面用接缝不仅要对路面荷载产生的剪应力起到很好的承受作用，还要对因为混凝土热胀冷缩所产生变形起到承受的作用，所以在接缝材料的选择上我们一般选取黏结能力比较强、脆性比较好以及力学性能比较优越的混凝土材料。

不过由于普通混凝土材料属于脆性材料，这就很容易出现抗拉的强度低以及容易开裂的问题。

而钢纤维混凝土指的是在普通的混凝土中加入乱向分布的短钢纤维以后形成的一种复合材料。

通过乱向分布钢纤维的加入可以遏制混凝土内部的微裂缝扩散，这就有效的防止了宏观裂缝的形成，对于改善混凝土的抗拉、抗弯以及抗疲劳性能等有着明显的效果，本文将着重对其抗裂性能的提升进行探讨。

2、原材料的选择在关于钢纤维混凝土抗裂性能的实验研究中，原材料的选择非常重要，其中钢纤维所采用的是长径比为50的剪切型钢纤维，水泥选取的等级是P-O52.5级，细骨料使用的是天然河砂，粗骨使用的是粒径小于20毫米的碎石，水为普通水，外加剂为高效减水剂。

在具体的参数及性能上，细骨料级配去0.16到5毫米，细度模数取2.6，表观密度取2435kg/m，含泥量取2.4%。

论文代写而在粗骨料的物理指标上，级配取5到20毫米。

表观密度为2680kg/m，压碎指标取5.8%，含泥量取0.3%。

水泥的主要性能有：标准稠度用水量取28.4%，初凝时间为204min，终凝时间为285min。

3、参数计算参数的正确选择对于试验结果的正确性有非常大的影响，在本次试验中关键的参数选取如下：（1）对试配抗压强度及试配抗折强度首先要对钢纤维混凝土的试配强度进行确定，钢纤维混凝土强度等级取C50，则其试配强度可根据强度选取95%。

钢纤维再生混凝土抗拉试验研究

土¨ 。再生混凝土从根本上解决了废弃混凝土的
）
ｌ；：
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５Ｏ０５４０
处理问题，节约了天然骨料资源，具有显著的社会、经济和环境效益Ｊ。再生混凝土在破碎过程中，使
轴心抗拉强度Ｊ。
ｋｇ／ｍ
天然再生砂减水剂钢纤维粗骨料粗骨料
８１９
８１９
ＳＦＲＡＣ—Ｏ４３３
ＳＦＲＡＣ一３４３３
２１０
２ｌＯ
３５１
３５１
６３０
６３Ｏ
４５
线。在再生混凝土中掺入一定量的钢纤维后，有效提高了其
轴心抗拉强度和劈裂抗拉强度。
大时在粘胶面断裂，胶的粘结力大于混凝土抗拉力。劈裂抗拉试验和轴心抗拉试验每组３个试件，共
５组，劈裂抗拉试件尺寸为１５０ｍｍ ×１５０ｍｍＸ
Байду номын сангаас
关键词：钢纤维；再生混凝土；轴心抗拉强度；劈裂抗拉强度
中图分类号：ＴＵ５２８．５７２；Ｘ７９９．１文献标识码：Ａ
１５０ｍｍ。试件在试模内成型，在振动台上振捣密实，
引言
再生混凝土（ＲｅｃｙｃｌｅｄＡｇｇｒｅｇａｔｅＣｏｎｃｒｅｔｅ，ＲＡＣ）

再生混凝土中微纤维的应用研究

再生混凝土中微纤维的应用研究一、背景介绍再生混凝土是指在生产或施工过程中利用废弃混凝土进行再利用的混凝土。

再生混凝土的应用可以减少废弃物对环境的污染，降低建筑成本，提高资源利用率等优点，因此受到了广泛的关注。

然而，由于再生混凝土中颗粒分布不均、强度差异大等问题，其力学性能较差，容易出现裂缝和缺陷。

为了改善再生混凝土的力学性能，研究者们开始探索添加微纤维的方法。

二、微纤维的种类及特性微纤维是指直径在10μm以下的细小纤维，具有高强度、高模量、高韧性等特点，可以有效地增强材料的力学性能和耐久性。

目前常用的微纤维有钢纤维、玻璃纤维、碳纤维、聚丙烯纤维等。

其中，钢纤维具有良好的抗拉强度和韧性，能够有效地防止裂缝的扩展；玻璃纤维具有良好的耐腐蚀性和隔热性能，适用于高温区域；碳纤维具有极高的强度和模量，适用于高强度要求的场合；聚丙烯纤维具有良好的耐久性和韧性，适用于加工性能要求高的场合。

三、微纤维在再生混凝土中的应用研究1. 钢纤维的应用研究钢纤维是应用最广泛的微纤维之一，其在再生混凝土中的应用主要集中在增强混凝土的抗拉强度和韧性方面。

研究表明，采用钢纤维掺入再生混凝土可以有效地提高混凝土的抗拉强度和韧性，减少裂缝的产生和扩展。

此外，钢纤维还可以提高混凝土的抗冲击性能和耐久性。

2. 玻璃纤维的应用研究玻璃纤维在再生混凝土中的应用主要是增强混凝土的耐腐蚀性和隔热性能。

研究表明，采用玻璃纤维掺入再生混凝土可以有效地提高混凝土的抗酸碱性和耐腐蚀性，减少混凝土的渗透和破坏。

此外，玻璃纤维还可以提高混凝土的隔热性能，减少能源的消耗。

3. 碳纤维的应用研究碳纤维在再生混凝土中的应用主要是增强混凝土的强度和刚度。

研究表明，采用碳纤维掺入再生混凝土可以有效地提高混凝土的抗弯强度和弹性模量，减少混凝土的变形和破坏。

此外，碳纤维还可以提高混凝土的耐久性和耐热性能。

4. 聚丙烯纤维的应用研究聚丙烯纤维在再生混凝土中的应用主要是增强混凝土的韧性和加工性能。

钢纤维混凝土抗冲击试验研究

进行冲击压缩试验 , 测出应变率敏感阀值为 43Πs～ 47Πs。本试验结果与后者相对比较接近。
从表 1 至表 3 、图 2 至图 4 可看出 , 当应变率超过阀值后 , 材料峰值应力与弹性模量均增长较快 , 这是 SFRC 的应变率硬化现象。应变率硬化原因可从两个方面给予解释 :
一方面 , 混凝土材料的破坏是由于内部裂纹的产生和发展 , 而裂纹形成过程所需的能量远比裂纹发展过程中所需的能量高[13] 。撞击的速度越高 , 产生的裂纹数目就越多 , 因而需要的能量就越多 , 又因为高速度撞击的荷载作用时间很短 , 材料变形缓冲小 , 根据冲量定理或功能原理 , 只能通过增加应力的途径来抵消外部冲量或能量 , 结果材料的破坏强度随应变率的增大而提高。
3 试验结果分析
311 SFRC 在冲击条件下的强度在 SHPB 冲击试验中发现 , 当应变率小于临界
Ξ 收稿日期 : 2005 - 04 - 01 基金项目 : 国家自然科学基金重点资助项目 (59938170) 作者简介 : 焦楚杰 (1974 年生) , 男 , 博士 , 讲师 ; E-mail : jiaochujie @sina1com
与静态力学性能类似 , 在冲击条件下 , 钢纤维对基体最显著的贡献是增大其韧性。从图 2 至图 4 可看出 , SFRC 应力 - 应变曲线比基体混凝土的曲
线丰满。冲击持续的时间虽然很短 , 但在试件破坏之前还是有一个裂缝扩展的过程 , 钢纤维仍然起到了阻裂增韧的作用。 313 SFRC 在冲击条件下的弹性模量
采用直径为 74 mm 的变截面 SHPB 装置 , 如图 1 所示。其基本原理是[7] : 高压氮气驱动子弹撞击
图 1 SHPB 装置示意图 Fig11 Sketch of SHPB

钢纤维混凝土抗冲击试验研究

钢纤维混凝土抗冲击试验研究
焦楚杰;孙伟;高培正;周云
【期刊名称】《中山大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2005(044)006
【摘要】采用SHPB装置对不同钢纤维体积率(Vf)的钢纤维混凝土(SFRC)进行多应变率动态力学性能试验研究,测出其应变率敏感阀值,试验表明,当应变率在阀值内升高时,SFRC峰值应力增长缓慢,弹性模量基本不变,应变率超过阀值后升高时,材料动态强度和弹性模量均增长较快,而且,Vf越大,动态强度提高幅度越大.在冲击条件下,钢纤维对SFRC最显著的贡献是增韧,当应变率较高时,基体试件破碎成渣,而同应变率时的SFRC试件还能够基本上保存中间的主体,呈现出"微裂而不散,裂而不断"的破坏形态.
【总页数】4页(P41-44)
【作者】焦楚杰;孙伟;高培正;周云
【作者单位】广州大学土木工程学院,广东,广州,510006;东南大学材料科学与工程系,江苏,南京,210096;东南大学材料科学与工程系,江苏,南京,210096;广州大学土木工程学院,广东,广州,510006
【正文语种】中文
【中图分类】TU377
【相关文献】
1.钢纤维混凝土抗冲击性能及其阻裂增韧机理 [J], 潘慧敏;马云朝
2.丁苯乳液对钢纤维混凝土力学及抗冲击性能影响 [J], 杨林;李明
3.螺旋钢纤维混凝土抗冲击试验分析 [J], 郝逸飞;郝洪
4.水工环境下锈蚀钢纤维混凝土梁抗冲击性能研究 [J], 杨敬芝;陈辉
5.蜂窝形抗冲击MEMS止挡结构的抗冲击仿真与试验研究 [J], 凤瑞;王炅;喻磊;郑宇;向圆;乔伟;王甫
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废旧钢纤维增强橡胶混凝土力学性能试验研究　

第42卷第9期2023年9月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETYVol.42㊀No.9September,2023废旧钢纤维增强橡胶混凝土力学性能试验研究彭㊀蔓1,2,高涌涛1,2,韩㊀杨2,陈秀丽2,寇雄俊2(1.成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,成都㊀610059;2.成都理工大学环境与土木工程学院,成都㊀610059)摘要:为了改善由橡胶颗粒加入混凝土中引起的强度损失,在三种强度的橡胶混凝土(RC)中加入体积掺量为0.5%~2.0%的废旧钢纤维增强RC的力学性能,分别测试了各废旧钢纤维增强橡胶混凝土(SSFRC)在28d的立方体抗压强度㊁劈裂抗拉强度㊁四点抗折强度与轴心抗压强度㊂引入拉压比㊁折压比与韧性指数对SSFRC的韧性进行评价,结合宏观试验数据和SEM分析废旧钢纤维对RC力学性能的增强增韧机理㊂结果表明:橡胶的加入会降低不同基体强度混凝土的各力学性能;不同基体强度的SSFRC的各力学强度随着钢纤维掺量的增加呈先增加后下降的趋势,抗压强度在钢纤维掺量为1.0%时达到峰值,抗拉和抗折强度在钢纤维体积掺量为1.5%时达到峰值;钢纤维可在一定掺量下与橡胶颗粒协同作用进一步增加RC的韧性;废旧钢纤维-基体界面过渡区的微观形貌表明废旧钢纤维局部也发生了水化反应㊂综上,在橡胶体积掺量为10%㊁废旧钢纤维体积掺量为1.5%时,SSFRC的各力学强度增强效果最好,且韧性最佳㊂关键词:废旧钢纤维;橡胶混凝土;固废利用;力学性能;增强增韧性能;微观分析中图分类号:TU528.572㊀㊀文献标志码:A㊀㊀文章编号:1001-1625(2023)09-3286-09 Experimental Study on Mechanical Properties of Scrap Steel FiberReinforced Rubber ConcretePENG Man1,2,GAO Yongtao1,2,HAN Yang2,CHEN Xiuli2,KOU Xiongjun2(1.State Key Laboratory of Geohazard Prevention and Geoenvironment Protection,Chengdu University of Technology,Chengdu610059,China;2.School of Environment&Civil Engineering,Chengdu University of Technology,Chengdu610059,China) Abstract:To improve the strength loss caused by the incorporation of rubber particles into concrete,the mechanical properties of three kinds of rubber concrete(RC)were enhanced by adding scrap steel fiber with volume content of 0.5%~2.0%.The cube compressive strength,splitting tensile strength,four-point flexural strength,and axial compressive strength of each scrap steel fiber reinforced rubber concrete(SSFRC)at28d were tested.To measure the compressive toughness of SSFRC,the tensile-compressive ratio,flexural-compressive ratio,and toughness index were introduced.Macroscopic test results and SEM were used to analyze the mechanism of strengthening and toughening of RC mechanical properties by scrap steel fiber.The results show that adding rubber decreases the mechanical properties of concrete with various matrix strength.Adding steel fiber admixture causes a trend in the mechanical strength of SSFRC with various matrix strength to increase first and then decrease,getting the greatest compressive strength at1.0%,the greatest tensile and flexural strength at1.5%of steel fiber.Steel fiber and rubber particles can cooperate at a specific admixture amount to increase the toughness of RC.The local hydration of scrap steel fiber may have taken place,according to the microscopic morphology of the transition zone at the interface between the matrix and scrap steel fiber.In conclusion,the best mechanical strength enhancement effect and the best toughness of SSFRC are achieved at10%of rubber and1.5%of scrap steel fiber.Key words:scrap steel fiber;rubber concrete;solid waste utilization;mechanical property;strengthening and toughening property;microanalysis收稿日期:2023-05-15;修订日期:2023-07-07基金项目:国家自然科学基金面上项目(51208069);地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放基金(SKLGP2019K019)作者简介:彭㊀蔓(1996 ),女,硕士研究生㊂主要从事废旧钢纤维混凝土的研究㊂E-mail:pengman@通信作者:高涌涛,博士,副教授㊂E-mail:gaoyongtao302@㊀第9期彭㊀蔓等:废旧钢纤维增强橡胶混凝土力学性能试验研究3287 0㊀引㊀言随着全球汽车数量的增加,废弃轮胎存量也不断增加,而由废弃轮胎堆积与不当处理带来的环境问题亟待解决[1-2]㊂使用废弃轮胎作为掺料加入到普通混凝土中可形成再生橡胶混凝土,橡胶混凝土是一种延性远大于普通混凝土的新型绿色材料[3]㊂研究表明,橡胶颗粒的加入可有效增强混凝土遭到破坏时能量吸收的能力[4-5],使用废旧轮胎作为掺料的混凝土在等幅循环荷载下的疲劳性能明显优于普通混凝土[6]㊂但橡胶的低强度和低弹性模量会使混凝土的力学性能等有所降低㊂在橡胶混凝土中掺加钢纤维是增加其强度的方法之一,研究发现钢纤维的加入对橡胶混凝土的抗拉强度有明显改善作用[7-8],在准静态和动态条件也有同样的发现[9],且在长期酸性条件下,抗拉强度的提升也十分明显[10]㊂钢纤维对橡胶混凝土的抗硫酸盐性能具有积极作用[11],这也使得钢纤维增强橡胶混凝土更适用于路面以及海工方面的建设[12]㊂拉伸强度的提升来自钢纤维的桥联作用,且这种桥联作用同样对橡胶混凝土的抗弯与抗剪强度有积极影响[13-14]㊂研究证明钢纤维与橡胶颗粒的结合能更好地增加能量耗散的能力,增加橡胶混凝土的延性[15-17],并且对橡胶混凝土的压缩韧性㊁弯曲韧性以及抗冲击能力有明显的提升作用[18-21]㊂目前用于增强橡胶混凝土力学性能的钢纤维多为工业钢纤维,为减少建材消耗以达到固废利用的目的,本次试验所用钢纤维为螺旋状废旧钢纤维㊂首先将碱洗过的橡胶颗粒以10%的体积掺量掺入到三种强度的普通混凝土(plain concrete,PC)中,再加入不同体积掺量(0%㊁0.5%㊁1.0%㊁1.5%㊁2.0%)的废旧钢纤维来改善由橡胶颗粒带来的强度损失,研究各废旧钢纤维增强橡胶混凝土(scrap steel fiber reinforced rubber concrete,SSFRC)在28d的力学强度变化,引入拉压比㊁折压比和韧性指数对SSFRC的韧性进行评价,结合宏观试验数据与SEM对SSFRC的增强增韧机理进行分析㊂1㊀实㊀验1.1㊀原材料水泥为P㊃O42.5红狮牌普通硅酸盐水泥,其相关性能指标见表1;粗骨料为粒径小于20mm的碎石;细骨料为表观密度为2.65g/cm3的中砂,中砂为普通河砂,细度模数为2.7;混凝土采用自来水拌和;废旧钢纤维为车床机械加工产生的废旧边角料,外形呈3D螺旋状,平均长度为20~40mm,厚度小于0.5mm,平均抗拉强度不小于380MPa,弹性模量为2.05ˑ105MPa;橡胶为废旧轮胎切割颗粒,粒径为1~3mm,并经过质量分数为5%的NaOH溶液碱洗至pH=7㊂表1㊀水泥的性能指标Table1㊀Performance indexes of cementStandard consistency/%Setting time/min Compressive strength/MPa Flexural strength/MPa24.2Initial setting Final setting3d28d3d28d18026025.552.5 5.28.81.2㊀试件制作根据参考文献[22-23]与前期试验研究结果确定橡胶体积掺量为10%,废旧钢纤维体积掺量为0%㊁0.5%㊁1.0%㊁1.5%㊁2.0%㊂SSFRC试件基体强度为C30㊁C40㊁C50㊂各强度等级试件配合比参考‘纤维混凝土结构技术规程“(CECS38 2004)和‘普通混凝土配合比设计规程“(JGJ55 2011),因所有混凝土试件设计强度均在C30~C50,故各类试验均采用非标准试件尺寸,具体见表2㊂1.3㊀测试方法1.3.1㊀工作性能测试SSFRC的工作性能采用坍落度试验来评估,相关试验均按照‘普通混凝土拌合物性能试验方法标准“(GB/T50080 2016)进行操作㊂3288㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷表2㊀各试验试件尺寸Table 2㊀Size of each test specimenExperimental project Specimen size /(mm ˑmm ˑmm)Number of specimen group Number per group Subtotal number Total number Cube compressive strength test 100ˑ100ˑ10018354Splitting tensile strength test 100ˑ100ˑ10018354Four-point flexural strength test 100ˑ100ˑ40018354Axial compressive strength test 100ˑ100ˑ300183542161.3.2㊀基本力学性能测试立方体抗压强度采用最大量程为1000kN 的WHY-1000型微机控制压力试验机进行测试;劈裂抗拉强度试验采用CSS-555000型微机控制电液伺服试验机,配合钢制劈裂抗拉夹具共同进行测试;四点抗折强度采用YA-500微机液压压力试验机进行测试;单轴轴心抗压强度采用CSS-MAM600DL 电液伺服万能试验机进行测试㊂相关试验操作及强度计算均按照‘纤维混凝土试验方法标准“(CECS 13 2009)执行㊂1.3.3㊀SEM 测试采用赛默飞世尔科技有限公司的PRISMA E 扫描电子显微镜,将压坏的试件破碎切割,选取规则的颗粒备用,观察界面过渡区时选择橡胶-基体结合良好的部分,分析改性橡胶颗粒㊁橡胶-水泥浆界面过渡区㊁废旧钢纤维㊁废旧钢纤维-水泥浆界面过渡区和骨料-水泥浆界面过渡区形貌㊂2㊀结果与讨论2.1㊀坍落度图1㊀不同强度混凝土坍落度随钢纤维体积掺量的变化趋势Fig.1㊀Trends in slump of concrete of different strength with volume content of steel fiber 图1显示了不同强度混凝土坍落度随钢纤维体积掺量的变化趋势㊂由图1可知,橡胶颗粒和钢纤维的加入会在一定程度上降低混凝土的坍落度,使其工作性能变差,钢纤维掺量越高,坍落度降低越多,混凝土强度越高,坍落度越低㊂主要原因是碱洗过的橡胶颗粒表面富有棱角,形状不规则,使得橡胶表面吸水能力增强,拌合物内部流动的摩擦力增大,从而降低拌合物的流动性;试验采用的废旧钢纤维具有3D 螺旋结构,有良好的空间特性,随着钢纤维掺量的增加,各基体强度的SSFRC 中钢纤维相互搭接点变多,增大了混凝土拌合物内部流动的摩擦力,与橡胶颗粒协同作用进一步阻碍了拌合物的流动性,从而降低坍落度㊂但随着废旧钢纤维掺量的增加,C50混凝土的坍落度并没有继续明显下降,这是由于较大掺量的废旧钢纤维加入高强度等级混凝土中,使钢纤维之间偶有交错,已不能形成较好的三维空间网状结构,无法产生显著的桥联作用㊂2.2㊀力学性能图2显示了不同强度混凝土在28d 的立方体抗压强度㊁劈裂抗拉强度㊁四点抗折强度及强度比随钢纤维体积掺量的变化趋势㊂从图2(a)㊁(c)㊁(e)可以看出,在PC 中加入10%的橡胶颗粒后,RC 的各力学强度都发生了不同程度的下降,C30的抗压㊁抗拉㊁抗折强度下降幅度都在10%左右,C40在14%左右,C50在21%左右,这说明橡胶的加入对相同基体强度混凝土的各力学强度影响相当,当基体强度不同时橡胶对强度高的混凝土力学性能影响更大㊂出现这一结果可归因于橡胶本身的结构软弱性使得橡胶在受力时无法与水泥石产生协同变形而导致强度下降,以及在加入经碱洗的橡胶颗粒后橡胶本身的疏水性使得橡胶颗粒与水泥石的界面过渡区仍然无法完全有效结合,有研究表明,橡胶与砂浆的界面区域强度仅有砂浆强度的35%[24],且碱洗处理并不能将橡胶颗粒表面完全转化为亲水性[25]㊂橡胶颗粒的疏水性使水分子无法接触到橡胶表面,从而抑制了水第9期彭㊀蔓等:废旧钢纤维增强橡胶混凝土力学性能试验研究3289㊀泥在橡胶表面的水化,导致RC中主要强度来源的水化产物水化硅酸钙(C-S-H)凝胶减少,力学强度降低㊂图2㊀不同强度混凝土28d的力学强度及强度比随钢纤维体积掺量的变化趋势Fig.2㊀Trends in mechanical strength and strength ratios of concrete of different strength at28d with volumecontent of steel fiber2.2.1㊀立方体抗压强度从图2(a)㊁(b)可观察到,SSFRC的立方体抗压强度随着钢纤维掺量的增加呈先增加后下降的趋势,且在钢纤维掺量为1.0%时达到峰值㊂C30㊁C40SSFRC的峰值抗压强度分别达到41.71㊁50.79MPa,较RC分别增长了23%㊁26%,较PC分别增长了11%㊁7%,强度比分别达到1.11㊁1.07;C50SSFRC的峰值抗压强度达到52.82MPa,较RC增长了22%,但仅达到PC的93%,强度比仅有0.93㊂钢纤维由于自身的3D螺旋结构,可在三维空间上阻止各个方向裂缝的发展,在一定掺量(1.0%)时有效抵消了橡胶带来的削弱作用,起到增强RC抗压强度的效果;超过这一掺量后,钢纤维相互搭接,基体软弱点增多,增强作用减弱㊂根据C50的抗压强度数据可以发现钢纤维对强度高的混凝土立方体抗压强度的提升效果有限㊂2.2.2㊀劈裂抗拉强度从图2(c)㊁(d)可观察到,SSFRC的劈裂抗拉强度随着钢纤维掺量的增加呈先增加后下降的趋势,且在3290㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷钢纤维掺量为1.5%时达到峰值,C30㊁C40㊁C50SSFRC 的峰值抗拉强度分别达到4.08㊁4.92㊁5.12MPa,较RC 分别增长了45%㊁50%㊁57%,较PC 分别增长了32%㊁29%㊁24%,强度比分别达到1.32㊁1.28㊁1.24㊂SSFRC 受到拉力时,沿受力方向的钢纤维在三维空间各个方向上发挥桥联作用,限制多个方向裂缝和细纹的产生与发展,3D 螺旋结构的钢纤维与基体紧密结合,大大提升了抗拉强度;当掺量超过1.5%时,纤维出现搭接,增强作用减弱㊂钢纤维对RC 的劈裂抗拉强度提升效果明显,对C30的抗拉强度增强作用最佳㊂2.2.3㊀四点抗折强度从图2(e)㊁(f)可观察到,SSFRC 的抗折强度随着钢纤维掺量的增加呈先增加后下降的趋势,且在钢纤维掺量为1.5%时达到峰值,C30㊁C40㊁C50SSFRC 的峰值抗折强度分别达到6.06㊁6.84㊁7.30MPa,较RC 分别增长了29%㊁31%㊁38%,较PC 分别增长了17%㊁14%㊁9%,强度比分别达到1.17㊁1.14㊁1.09㊂受力时,钢纤维在三维空间各个方向上发挥桥联作用并与基体紧密结合,产生较大摩擦力;当掺量超过1.5%时,纤维相互搭接㊁重叠,增强作用减弱㊂钢纤维对RC 的抗折强度提升效果较明显㊂2.3㊀韧性评价图3显示了不同强度的PC㊁RC㊁SSFRC 在轴向压力作用下的应力应变曲线,图4显示了SSFRC 的拉压比和折压比变化趋势,表3显示了不同钢纤维体积掺量下不同强度SSFRC 的韧性指数㊂由图3可以看出,曲线分为上升段(初裂点以前的线性上升阶段和初裂点到峰值应力的非线性上升阶段)和下降段(峰值应力后的试件破坏阶段)㊂除了PC 由于脆性破坏无法获取应力应变曲线后半段,RC㊁SSFRC 均可获得全过程曲线㊂橡胶的加入使PC 的峰值应力出现下降,这是由于橡胶使PC 的强度降低,与前文所述强度降低原因一样㊂加入钢纤维后,峰值应力先上升后下降,这是由于钢纤维掺量达到一定值后,钢纤维掺量继续增加会使钢纤维之间互相搭接而增加基体中的软弱点,从而增强作用减弱㊂橡胶的加入使PC 的峰值应变增加,说明橡胶可提高PC 的变形能力,使其延性增加㊂加入钢纤维后,不同强度的SSFRC 的峰值应变较RC 在整体上出现增加,应力应变面积相比于RC 都有一定的增加,说明钢纤维对不同强度的RC 阻裂均有积极影响,C30最为显著㊂随着钢纤维掺量的增加,SSFRC 的峰值后曲线下降趋势较RC 明显变缓,SSFRC 的抗压韧性进一步得到提升㊂图3㊀不同强度混凝土应力应变曲线随钢纤维体积掺量的变化趋势Fig.3㊀Trends in stress-strain curves of concrete of different strength with volume content of steel fiber 从图4可以看出,随着钢纤维掺量的增加,SSFRC 的拉压比与折压比整体上呈先增加后轻微下降的趋势,拉压比和折压比在钢纤维掺量为1.5%时达到峰值,之后有轻微下降,但仍明显高于PC 和RC,C30㊁C40㊁C50SSFRC 的拉压比较RC 分别增加29%㊁25%㊁38%,折压比较RC 分别最大提升15%㊁13%㊁22%㊂C50较其他两组混凝土拉压比和折压比数据增幅更加明显,这说明钢纤维可以在一定掺量上与橡胶颗粒协同作用增加RC 的韧性,且对高强度等级混凝土的增韧效果更明显㊂从表3各混凝土韧性指数的变化可以看出,各混凝土的韧性指数随着钢纤维掺量的增加整体上呈增长的趋势,C30㊁C40㊁C50SSFRC 峰值韧性指数较该组RC 分别提高35%㊁49%㊁20%㊂综上,结合各混凝土在轴向压力作用下的应力应变曲线与拉压比㊁折压比和韧性指数的综合分析,一定第9期彭㊀蔓等:废旧钢纤维增强橡胶混凝土力学性能试验研究3291㊀掺量的钢纤维与橡胶颗粒协同作用进一步增加橡胶混凝土的韧性,可有效改善PC 脆性大的缺陷㊂图4㊀不同强度混凝土拉压比与折压比随钢纤维体积掺量的变化趋势Fig.4㊀Trends in tensile-compressive ratio and flexural-compressive ratio of concrete of different strength with volume content of steel fiber 表3㊀不同钢纤维体积掺量下不同强度SSFRC 的韧性指数Table 3㊀Toughness index of SSFRC of different strength at different volume content of steel fiber2.4㊀废旧钢纤维增强橡胶混凝土增强增韧机理图5㊀钢纤维阻裂作用示意图Fig.5㊀Diagram of steel fiber crack arrest 图5为钢纤维阻裂作用示意图,图6为SSFRC 的微观结构图㊂在RC 中加入废旧钢纤维后产生新的界面区域水泥浆与橡胶颗粒的界面过渡区㊂从图6(a)可看出,当骨料-水泥过渡界面被扫描放大到1500倍时,单掺橡胶颗粒的RC 在界面过渡区存在大量的孔结构,整体结构松散,孔洞之间相互贯通;从图6(b)可看出,在C30的RC 中加入体积掺量为1.5%的钢纤维后,其基体密实程度明显改善,与RC 与PC 相比松散结构明显减少㊂从图6(c)可看出,废旧钢纤维表面被放大250倍时,废旧钢纤维的3D 螺旋结构可锁住水泥石,阻止横向裂缝发展㊂乱向分布的废旧钢纤维在一定掺量下形成空间网状结构,可有效抑制SSFRC 在塑性阶段的骨料沉降作用和离析程度,还可以承担水泥基体干缩作用产生的部分拉应力,发挥阻裂作用,改善基体微观形貌㊂如图5所示,在裂缝产生后,沿受力方向分布的螺旋状钢纤维开始发挥桥联作用,阻止三维空间中各个方向裂缝进一步发展㊂钢纤维与基体紧密锚固还可以在SSFRC 硬化阶段进一步阻止微裂缝发展㊂将废旧钢纤维-基体界面过渡区放大500倍,由图6(d)可见,在废旧钢纤维和水泥浆的界面过渡区,水泥浆严密包裹钢纤维,两者粘接较为紧密㊂放大到1000倍时,由图6(e)可看到,废旧钢纤维局部富有凹凸不平的结构,横纹间被水泥水化产物(C-S-H 凝胶)填满,表明废旧钢纤维表面肋间都发生了水泥水化作用㊂废旧钢纤维表面被放大5000倍时,从图6(f)可观察到,C-S-H 凝胶填充了空隙,这种交互作用进一步提高了SSFRC 的密实度㊂放大到10000倍时,从图6(g)可见,密集的水化产物(C-S-H 凝胶)和钙矾石(AFt)交错分布形成密实的结构,其中细长的树枝形态钙矾石晶体互相穿插增强了钢纤维与基体的机械咬合力,也具3292㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷有一定的抑制裂缝开展的效果,使SSFRC 成为一个密实牢固的整体,这些产物对钢纤维阻裂增强发挥了巨大的作用㊂图6㊀SSFRC 的微观结构Fig.6㊀Microstructure of SSFRC 3㊀结㊀论1)橡胶颗粒和不同体积掺量的废旧钢纤维会在一定程度上降低混凝土的坍落度,钢纤维掺量越高,坍落度降低越多;混凝土强度越高,坍落度越低㊂但高钢纤维掺量下的坍落度并不会持续明显下降㊂2)橡胶颗粒的加入对相同基体强度的混凝土的不同力学性能影响相当,当基体强度不同时,对高强度混凝土的力学性能影响更大㊂废旧钢纤维对RC 的抗拉及抗折强度提升效果比抗压强度明显;钢纤维掺量为1.0%时对不同基体强度的RC 的抗压强度提升效果最好,钢纤维掺量为1.5%时对抗拉和抗折强度提升效果最好,但对高强混凝土的强度提升效果有限㊂3)不同掺量的钢纤维对不同基体强度的RC 的韧性又有进一步的提升㊂在钢纤维掺量为1.5%时,SSFRC 折压比和拉压比达到峰值,韧性指数随着钢纤维掺量的增加整体上呈增长趋势㊂在橡胶掺量为10%且钢纤维掺量为1.5%时,混凝土的各力学性能及抗压韧性提升效果最好㊂4)钢纤维的加入可改变RC 松散多孔的结构,其3D 螺旋结构在混凝土拌合物内形成空间网状结构,有效抑制SSFRC 在塑形阶段的骨料沉降作用和离析程度,在硬化阶段与基体紧密锚固进一步阻止微裂缝发㊀第9期彭㊀蔓等:废旧钢纤维增强橡胶混凝土力学性能试验研究3293展㊂废旧钢纤维表面凹凸不平的结构使其表面发生了更多的水化反应,产生了更多的水化产物(C-S-H凝胶)与钙矾石,从而使得废旧钢纤维与基体的结合更加牢固㊂参考文献[1]㊀王晓初,江必有,聂晓梅.中国废旧轮胎循环利用前景与建议[J].橡塑技术与装备,2022,48(8):5-8.WANG X C,JIANG B Y,NIE X M.Prospects and suggestions for recycling waste tires in China[J].China Rubber/Plastics Technology and Equipment,2022,48(8):5-8(in Chinese).[2]㊀姜雪丹.富氧条件下废弃轮胎颗粒的着火㊁燃烧和排放特性研究[D].合肥:中国科学技术大学,2020:3-12.JIANG X D.Study on ignition,combustion and emission characteristics of waste tire particles under oxygen-enriched conditions[D].Hefei: University of Science and Technology of China,2020:3-12(in Chinese).[3]㊀刘家兴,杨荣周,徐㊀颖,等.超高强度橡胶混凝土的力学特性及能量演化[J].建筑材料学报:1-11[2023-05-06].https://ki.net/kcms/detail/31.1764.TU.20221115.0926.004.html.LIU J X,YANG R Z,XU Y,et al.Mechanical properties and energy evolution of ultra high strength rubber concrete[J].Journal of Building Materials:1-11[2023-05-06].https:///kcms/detail/31.1764.TU.20221115.0926.004.html(in 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混凝土中纤维对抗冲击性能的影响如何

混凝土中纤维对抗冲击性能的影响如何在现代建筑工程中，混凝土是一种广泛应用的建筑材料。

然而，混凝土本身在抗冲击性能方面存在一定的局限性。

为了改善这一性能，研究人员将目光投向了在混凝土中添加纤维。

纤维的加入能否显著提升混凝土的抗冲击性能？这一问题成为了众多学者和工程师关注的焦点。

要探讨纤维对混凝土抗冲击性能的影响，首先需要了解混凝土在冲击作用下的破坏机制。

在受到冲击时，混凝土内部的微裂缝会迅速扩展和贯通，导致结构的整体性遭到破坏。

而纤维的存在，可以在一定程度上抑制这些裂缝的发展。

不同类型的纤维在混凝土中的作用机制有所不同。

常见的纤维类型包括钢纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维等。

钢纤维具有较高的强度和刚度，能够有效地桥接裂缝，限制裂缝的扩展。

当混凝土受到冲击时，钢纤维可以承受部分拉应力，从而提高混凝土的抗冲击能力。

聚丙烯纤维则主要通过增加混凝土的韧性和延性，来改善其抗冲击性能。

它能够在混凝土内部形成三维乱向分布的纤维网，减少裂缝的产生和发展。

玻璃纤维具有良好的耐腐蚀性和绝缘性，但在混凝土中的增强效果相对较弱。

纤维的掺量也是影响混凝土抗冲击性能的一个重要因素。

一般来说，随着纤维掺量的增加，混凝土的抗冲击性能会逐渐提高。

但当掺量超过一定限度时，可能会出现纤维团聚等问题，反而不利于混凝土性能的发挥。

因此，需要确定一个合理的纤维掺量范围，以达到最佳的抗冲击效果。

纤维的长度和直径也会对混凝土的抗冲击性能产生影响。

较长的纤维能够跨越更多的裂缝，提供更好的桥接作用；而较细的纤维则更容易在混凝土中均匀分布，形成更紧密的纤维网络。

除了纤维自身的特性外，混凝土的配合比、养护条件等因素也会与纤维共同作用，影响混凝土的抗冲击性能。

例如，水灰比的大小会影响混凝土的孔隙率和强度，进而影响纤维与混凝土基体之间的粘结性能。

养护条件的好坏则会直接影响混凝土的强度发展和微观结构，从而间接影响其抗冲击能力。

在实际工程应用中，纤维增强混凝土已经展现出了显著的优势。

钢纤维轻骨料混凝土抗渗和抗冻性能试验研究

钢纤维轻骨料混凝土抗渗和抗冻性能试验研究首先，我们选择了常用的混凝土配合比，然后在混凝土中掺入不同比例的钢纤维轻骨料，通过对混凝土试块进行抗渗和抗冻试验，比较不同试验条件下的抗渗和抗冻性能。

对于抗渗性能的试验，我们采用了压力容器法。

首先，将混凝土试块放入压力容器中，然后增加压力，观察压力容器内是否有渗漏水，以确定混凝土的抗渗能力。

试验结果显示，随着钢纤维轻骨料掺量的增加，混凝土的抗渗性能逐渐提高。

这是因为钢纤维可以改善混凝土的孔隙结构，防止渗漏水通过孔隙进入混凝土内部。

对于抗冻性能的试验，我们采用了冻融循环试验。

首先，将混凝土试块放入冻融循环装置中，然后进行一定次数的冻融循环，观察混凝土试块的裂缝情况和质量损失，以确定混凝土的抗冻能力。

试验结果显示，随着钢纤维轻骨料掺量的增加，混凝土的抗冻性能逐渐提高。

这是因为钢纤维可以改善混凝土的骨料间的连接，提高混凝土的抗裂性能，在冻融循环过程中减少混凝土试块的裂缝和质量损失。

综合以上试验结果，我们可以得出以下结论：1.钢纤维轻骨料混凝土具有较好的抗渗性能。

钢纤维可以改善混凝土的孔隙结构，防止渗漏水通过孔隙进入混凝土内部。

2.钢纤维轻骨料混凝土具有较好的抗冻性能。

钢纤维可以改善混凝土的骨料间的连接，提高混凝土的抗裂性能，在冻融循环过程中减少混凝土试块的裂缝和质量损失。

3.钢纤维轻骨料的掺量对钢纤维轻骨料混凝土的抗渗和抗冻性能有显著影响。

适当掺入钢纤维轻骨料可以提高混凝土的抗渗和抗冻性能，但过高的掺入量可能会导致混凝土的工作性能降低。

综上所述，钢纤维轻骨料混凝土具有较好的抗渗和抗冻性能，在工程实践中具有广泛的应用前景。

但是，还需要进一步开展更多的试验研究，以完善其性能评估方法和混凝土配合比设计方法。