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基于CT扫描技术的透水混凝土孔隙特性研究
1
作者 徐丽娜 魏超 +2 位作者 丁旭 黄占芳 刘宁 《水电能源科学》 北大核心 2026年第1期114-118,共5页
为深入研究聚丙烯仿钢纤维透水混凝土的微观机理,采用CT扫描技术对试件进行扫描,通过三维数字重构技术建立了孔隙结构的可视化模型。基于图像分析方法对比研究了纤维改性前后材料内部孔隙系统的形态演变特征。结果表明,聚丙烯仿钢纤维... 为深入研究聚丙烯仿钢纤维透水混凝土的微观机理,采用CT扫描技术对试件进行扫描,通过三维数字重构技术建立了孔隙结构的可视化模型。基于图像分析方法对比研究了纤维改性前后材料内部孔隙系统的形态演变特征。结果表明,聚丙烯仿钢纤维的加入可有效提高试件的强度,但会抑制试块的透水性能,试块各层面孔隙率稳定在15%~20%之间,且连通孔隙占总孔隙的97%以上;未添加纤维的试块中大孔数量较少,但其体积占比较大;加入纤维后,部分大孔转化为中孔并抑制孔隙间的连通,从而改变孔隙结构。 展开更多
关键词 聚丙烯仿钢纤维透水混凝土 CT扫描 孔隙结构 透水性能
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石灰石煅烧黏土基ECC单轴拉伸性能及抗压强度
2
作者 周甲佳 王一锋 +2 位作者 赵军 宋晨阳 吕文朴 《材料导报》 北大核心 2026年第1期84-91,共8页
超高韧性水泥基复合材料(ECC)作为一种新型建筑材料,因其优异的拉伸性能和耐久性在土木工程领域得到了广泛关注。本工作通过极差分析、贡献率分析和多因素交互作用分析探究正交试验中硅灰掺量、石灰石煅烧黏土(LCC)掺量和砂胶比对LCC-EC... 超高韧性水泥基复合材料(ECC)作为一种新型建筑材料,因其优异的拉伸性能和耐久性在土木工程领域得到了广泛关注。本工作通过极差分析、贡献率分析和多因素交互作用分析探究正交试验中硅灰掺量、石灰石煅烧黏土(LCC)掺量和砂胶比对LCC-ECC单轴拉伸性能和抗压强度的影响。结果表明:所有试件均具有明显的应变硬化和多缝开裂特性。各因素对LCC-ECC初裂强度、抗拉强度、拉伸韧性和抗压强度影响的排序为LCC掺量>硅灰掺量>砂胶比。随着硅灰掺量和LCC掺量的增大,LCC-ECC抗拉强度、初裂强度逐渐减小;随着砂胶比的增大,LCC-ECC抗拉强度逐渐小幅上升,而初裂强度呈现出先减后增的趋势。LCC-ECC拉伸韧性和抗压强度随LCC掺量的增大而减小,拉伸韧性随硅灰掺量、砂胶比的增大先增后减,抗压强度随硅灰掺量、砂胶比的增大先减后增。当LCC掺量为50%,硅灰掺量为0~0.1,砂胶比为0.2~0.3时,LCC-ECC具有优异的拉伸性能。通过SEM分析纤维-基体界面损伤情况,发现纤维存在拔出和断裂的现象。随着LCC掺量的增加,纤维-基体界面粘结性能降低,更多的纤维被拔出而不是断裂。拔出的纤维表面附着大量水化产物,说明即使掺加大量LCC,纤维仍能起到良好的桥连作用。 展开更多
关键词 超高韧性水泥基复合材料 石灰石煅烧黏土 正交试验 微观结构 拉伸性能
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聚乳酸纤维混凝土的制备及其力学性能试验研究
3
作者 王志远 潘瑞 +1 位作者 唐成众 陈中碧 《混凝土》 北大核心 2026年第1期154-159,共6页
为研究聚乳酸纤维混凝土的力学性能,对18组共计54个试件进行了抗压、抗拉及抗弯强度试验。分析了纤维种类、单掺量及混杂复掺对混凝土力学性能的影响规律。结果表明:相较于普通混凝土的脆性破坏,纤维混凝土在抗压和抗弯破坏中表现出一... 为研究聚乳酸纤维混凝土的力学性能,对18组共计54个试件进行了抗压、抗拉及抗弯强度试验。分析了纤维种类、单掺量及混杂复掺对混凝土力学性能的影响规律。结果表明:相较于普通混凝土的脆性破坏,纤维混凝土在抗压和抗弯破坏中表现出一定延性特征;抗拉试件的最优纤维掺量为1.2 kg/m^(3),其强度较普通混凝土提升9%;抗弯试件最优掺量为0.9 kg/m^(3),强度提升5%;聚乳酸纤维混凝土的抗压强度和抗弯强度分别为聚丙烯纤维混凝土的1.11倍和1.19倍;此外,混杂纤维复掺在抗拉性能上展现出协同增强效应,其强度较单掺纤维混凝土提升14%。 展开更多
关键词 聚乳酸纤维 纤维混凝土 抗拉性能 抗压性能 抗弯性能
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盐侵环境下纤维锂渣混凝土性能及损伤模型研究
4
作者 张广泰 韩佳铄 张杰 《新型建筑材料》 2026年第1期16-21,119,共7页
在混凝土中掺入锂渣和聚丙烯纤维,制备普通混凝土(PC)、锂渣混凝土(PLiC)、聚丙烯纤维锂渣混凝土(PFLiC),模拟盐侵环境浸泡侵蚀时间对不同混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度及动弹性模量的影响。结果表明:盐侵环境下PFLiC的力学... 在混凝土中掺入锂渣和聚丙烯纤维,制备普通混凝土(PC)、锂渣混凝土(PLiC)、聚丙烯纤维锂渣混凝土(PFLiC),模拟盐侵环境浸泡侵蚀时间对不同混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度及动弹性模量的影响。结果表明:盐侵环境下PFLiC的力学性能及性能退化速率优于PC,在混凝土中双掺锂渣与聚丙烯纤维能提高混凝土在盐侵环境下的力学性能;提出在盐侵环境下的抗压强度损伤模型,其中PFLiC的拟合效果较好,其R^(2)为0.99859,能较好地模拟PFLiC在模拟盐渍土溶液中抗压强度劣化演化规律;根据强度损伤模型,预测模拟盐侵环境下PC、PLiC、PFLiC的服役寿命分别为135、148、177 d。 展开更多
关键词 锂渣 聚丙烯纤维 盐侵环境 力学性能 损伤模型 二次函数
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纳米SiO_(2)和混杂纤维增强ECRM粘结特性研究
5
作者 王文帅 张鹏 +2 位作者 尉晓雪 吴靖江 张承实 《郑州大学学报(工学版)》 北大核心 2026年第1期95-101,123,共8页
为了制备出高性能的环氧树脂水泥基修复材料(ECRM),有效解决大坝裂缝修复问题,通过界面弯拉强度试验分析了环氧树脂、纳米SiO_(2)和钢-PVA混杂纤维的掺量对水泥基修复材料粘结性能的影响,通过扫描电子显微镜试验揭示了水泥基修复材料粘... 为了制备出高性能的环氧树脂水泥基修复材料(ECRM),有效解决大坝裂缝修复问题,通过界面弯拉强度试验分析了环氧树脂、纳米SiO_(2)和钢-PVA混杂纤维的掺量对水泥基修复材料粘结性能的影响,通过扫描电子显微镜试验揭示了水泥基修复材料粘结性能的增强机理。研究结果表明:随着环氧树脂、钢纤维和PVA纤维掺量的增加,水泥基修复材料的界面弯拉强度均呈现先升高后降低的变化趋势。当环氧树脂的掺量为9%(质量分数,下同),PVA纤维的体积掺量为0.9%(体积分数,下同)和钢纤维的体积掺量为1.2%时,水泥基修复材料的界面弯拉强度达到最大,此时相比于基准组(未掺环氧树脂、纳米SiO_(2)、PVA纤维和钢纤维)提升了68.2%;随着纳米SiO_(2)的掺量从0增加到2.0%,水泥基修复材料的界面弯拉强度逐渐增大,增幅为14.7%;相比于掺加纳米SiO_(2)、钢纤维或PVA纤维,掺加环氧树脂对水泥基修复材料粘结性能的提升效果更加显著。水泥基修复材料粘结性能的微观增强机理可归结为环氧树脂和钢-PVA混杂纤维的掺入能够抑制基体内裂缝的产生和扩展,提高基体的整体性。纳米SiO_(2)的掺入能够减少基体内部的孔洞缺陷,提高基体的密实度。 展开更多
关键词 纳米SiO_(2) 混杂纤维 环氧树脂 界面弯拉强度 增强机理
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含营养骨料生态混凝土的养分缓释性能试验研究
6
作者 雷进生 谭嘉伟 +2 位作者 史晓宇 雷俊杰 刘金鑫 《硅酸盐通报》 北大核心 2026年第1期133-144,共12页
生态混凝土在濒水环境中需提升养分保持能力、延长肥效供应周期并增强生态恢复效能。利用具有肥效组分的材料制备养分缓释型骨料,以不同的营养骨料替代率置换天然粗骨料,制备了具有不同孔隙率的含营养骨料生态混凝土,测试含营养骨料生... 生态混凝土在濒水环境中需提升养分保持能力、延长肥效供应周期并增强生态恢复效能。利用具有肥效组分的材料制备养分缓释型骨料,以不同的营养骨料替代率置换天然粗骨料,制备了具有不同孔隙率的含营养骨料生态混凝土,测试含营养骨料生态混凝土在水环境中的营养物质释放量,分析孔隙率及营养骨料替代率对含营养骨料混凝土养分缓释性能、力学性能及透水性能的影响。同时,开展植生性能试验,探究生态混凝土的缓释性能对植生性能的影响。结果表明:造粒成型后的营养骨料通过稳定结构有效减缓营养物质流失,裹浆后在不阻断养分释放的前提下可以有效降低释放速率,实现肥效的缓释和长效供给;含营养骨料生态混凝土能够动态调控养分释放;在相同营养骨料替代率下,低孔隙率试件表现出更好的力学性能;孔隙率和营养骨料替代率可成为调控生态混凝土植生性能的重要指标。 展开更多
关键词 营养骨料 生态混凝土 孔隙率 养分缓释 植生性能
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SFCB与FRP筋混合配筋海水海砂混凝土梁受弯性能研究
7
作者 左海平 王安涟 +1 位作者 张志文 刘雁 《混凝土》 北大核心 2026年第1期160-168,共9页
为研究钢-连续纤维复合筋(Steel-continuous Fiber Composite Bar,SFCB)与纤维复合(Fiber-Reinforced Polymer,FRP)筋混合配筋海水海砂混凝土(Seawater Sea-sand Concrete,SWSSC)梁的受弯性能,对6根不同配筋方式的SWSSC梁建立了考虑筋... 为研究钢-连续纤维复合筋(Steel-continuous Fiber Composite Bar,SFCB)与纤维复合(Fiber-Reinforced Polymer,FRP)筋混合配筋海水海砂混凝土(Seawater Sea-sand Concrete,SWSSC)梁的受弯性能,对6根不同配筋方式的SWSSC梁建立了考虑筋材黏结-滑移行为和断裂行为的精细化有限元模型,基于荷载-挠度曲线和破坏模式验证了模型的正确性。通过参数化分析,研究了SWSSC强度、SFCB内芯钢筋面积比和屈服强度、SFCB外包FRP弹性模量和极限抗拉强度对梁受弯性能的影响。结果表明:增大SWSSC强度和外包FRP弹性模量可以显著提高梁的抗弯承载力和刚度,但延性会降低。梁的破坏模式由混凝土压碎向FRP筋断裂转变;随着SFCB内芯面积比的提高,梁的抗弯刚度显著提高,荷载-挠度曲线也由双线性特征向三线性特征转变;提高SFCB内芯钢筋屈服强度,梁的开裂荷载和挠度保持不变,屈服和极限荷载略微增大,但对应的挠度略微减小。当梁失效模式为SFCB断裂时,提高外包FRP极限抗拉强度可以提高梁的极限荷载和挠度;当梁失效模式为混凝土压碎时,外包FRP极限抗拉强度对梁的受弯性能没有影响。 展开更多
关键词 海水海砂混凝土梁 SFCB FRP筋 受弯性能 参数分析
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磷尾矿粉-钢纤维混凝土抗渗与力学性能
8
作者 王杨盛 周晗 +1 位作者 庄心善 杨雅楠 《混凝土》 北大核心 2026年第1期11-15,共5页
将不同掺量的磷尾矿粉和钢纤维掺入混凝土中进行力学性能及抗渗性能试验,分析不同掺量的矿粉、钢纤维对抗压、弯曲韧性及抗渗性能的影响。研究表明:钢纤维掺量2.0%,磷尾矿粉掺量8%时混凝土抗压强度达到最大值,相比于素混凝土提高了21.06... 将不同掺量的磷尾矿粉和钢纤维掺入混凝土中进行力学性能及抗渗性能试验,分析不同掺量的矿粉、钢纤维对抗压、弯曲韧性及抗渗性能的影响。研究表明:钢纤维掺量2.0%,磷尾矿粉掺量8%时混凝土抗压强度达到最大值,相比于素混凝土提高了21.06%;C30、C40混凝土初裂荷载、初裂挠度、峰值荷载、峰值挠度以及弯曲韧性指数I5、I10、I20、均随着钢纤维的掺量增大而增大,且最大值均出现在钢纤维掺量为2%时最大弯曲韧性指数提高了34.2倍、36.5倍;磷尾矿粉的掺量对混凝土的抗弯性能几乎无影响。钢纤维的掺量对平均渗透深度几乎不造成影响,而磷尾矿粉掺量增大平均渗透深度大幅降低,磷尾矿粉掺量8%时混凝土抗渗等级从P8提升至P12;建立了磷尾矿粉与平均渗透深度的关系式,对比试验值与预测值发现精度较高。磷尾矿粉和钢纤维的掺入既能满足混凝土抗压强度达到设计要求,又能大幅提高其弯曲韧性及抗渗等级,改良效果较好,具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 磷尾矿粉 钢纤维 抗渗性能 力学性能
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聚甲醛(POM)纤维自密实混凝土(SCC)工作性和力学性能研究
9
作者 贺晶晶 卢浩丹 +3 位作者 王攀菲 陈凌威 胡炜 吴文博 《混凝土与水泥制品》 2026年第1期37-42,共6页
研究了聚甲醛(POM)纤维的形状(圆柱状、扁平状)、长度(8 mm、12 mm)和掺量(0.8、1.2、1.6、2.0 kg/m^(3))对自密实混凝土(SCC)工作性和力学性能的影响。结果表明:POM纤维对SCC工作性的影响较小;随着POM纤维的掺量从0.8 kg/m^(3)增至2.0 ... 研究了聚甲醛(POM)纤维的形状(圆柱状、扁平状)、长度(8 mm、12 mm)和掺量(0.8、1.2、1.6、2.0 kg/m^(3))对自密实混凝土(SCC)工作性和力学性能的影响。结果表明:POM纤维对SCC工作性的影响较小;随着POM纤维的掺量从0.8 kg/m^(3)增至2.0 kg/m^(3),SCC的坍落扩展度、抗压强度和轴压强度均呈先升高后降低的趋势,T_(50)先降低后升高,抗折强度、轴拉强度和弹性模量均呈逐渐增大的趋势;总体上,当POM纤维掺量为1.2 kg/m^(3)时,对SCC工作性和力学性能的提升效果最好;与扁平状POM纤维相比,圆柱状POM纤维相对更适合掺入SCC中;考虑SCC工作性、抗压强度和轴压强度时,建议掺入8 mm长圆柱状POM纤维;考虑SCC轴拉强度和弹性模量时,建议掺入12 mm长圆柱状POM纤维。 展开更多
关键词 自密实混凝土(SCC) POM纤维 工作性 力学性能 纤维形状 纤维掺量 纤维长度
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玄武岩纤维与MgO膨胀剂对混凝土力学及抗裂性能的影响
10
作者 欧时舜 熊英建 +1 位作者 何茂 程永舟 《混凝土与水泥制品》 2026年第2期34-39,共6页
研究了玄武岩纤维掺量(0~0.3%)和MgO膨胀剂掺量(0~6%)对混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,并采用极差分析法确定了二者的最佳掺量。结果表明:复掺适量玄武岩纤维和MgO膨胀剂可以显著提高试件的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗裂性能;当... 研究了玄武岩纤维掺量(0~0.3%)和MgO膨胀剂掺量(0~6%)对混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,并采用极差分析法确定了二者的最佳掺量。结果表明:复掺适量玄武岩纤维和MgO膨胀剂可以显著提高试件的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗裂性能;当玄武岩纤维掺量为0.1%或0.2%时,随着MgO膨胀剂掺量的增加,试件的抗压强度、劈裂抗拉强度和开裂时间均呈先增后降的趋势;当玄武岩纤维掺量为0.3%时,随着MgO膨胀剂掺量的增加,试件的抗压强度和开裂时间先增后降,而劈裂抗拉强度逐渐降低;当MgO膨胀剂掺量一定时,随着玄武岩纤维掺量的增加,试件的抗压强度、劈裂抗拉强度和开裂时间均下降;与MgO膨胀剂掺量相比,玄武岩纤维掺量对试件抗压强度的影响更显著,而对劈裂抗拉强度和开裂时间的影响较弱;综合考虑力学性能和抗裂性能,玄武岩纤维和MgO膨胀剂的最佳掺量分别为0.1%和6%。研究成果可为大体积混凝土、水工混凝土等对抗裂性能有较高要求的工程提供技术参考。 展开更多
关键词 玄武岩纤维 MGO膨胀剂 力学性能 抗裂性能 极差分析
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多因素下BFRP筋与UHPC粘结性能试验及破坏模式分析
11
作者 薛宇航 陈家豪 《山西建筑》 2026年第3期1-6,共6页
为研究玄武岩纤维增强复合筋(BFRP筋)与超高性能混凝土(UHPC)的破坏模式,对17组(共51个)试件开展中心拉拔试验,研究了筋材直径、筋材种类、UHPC纤维掺量、UHPC强度以及粘结剂等5个因素对破坏模式的影响。试验结果表明:随着BFRP筋直径的... 为研究玄武岩纤维增强复合筋(BFRP筋)与超高性能混凝土(UHPC)的破坏模式,对17组(共51个)试件开展中心拉拔试验,研究了筋材直径、筋材种类、UHPC纤维掺量、UHPC强度以及粘结剂等5个因素对破坏模式的影响。试验结果表明:随着BFRP筋直径的增加,破坏模式由筋材拉断破坏转变为筋材拔出破坏;仅添加单一钢纤维、PVA纤维的试块发生筋材拔出破坏;添加1%钢纤维、0.5%PVA纤维与添加0.5%钢纤维、1%PVA纤维的试件发生筋材拉断破坏;随着UHPC强度的变化,试件发生筋材拉断破坏与筋材拔出破坏;加入植筋胶后,试件破坏模式由筋材拔出破坏转变为混凝土劈裂破坏;由于筋材特性,钢筋-UHPC试件均发生筋材拉断破坏;该研究结果为工程中优化材料选型及提高结构粘结可靠性提供关键依据,完善了相关理论体系,推动复合材料在土木工程领域的高效应用。 展开更多
关键词 BFRP筋 超高性能混凝土 破坏模式 钢纤维 中心拉拔
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改性处理对3D打印稻草纤维水泥基复合材料性能的影响
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作者 姜德民 胡思雨 +2 位作者 康红龙 李御锦 候宇翔 《硅酸盐通报》 北大核心 2026年第1期47-57,122,共12页
为探索植物纤维在3D打印水泥基材料领域中的应用,本研究以稻草纤维为外掺纤维,探讨了沸煮处理和高锰酸钾溶液处理对稻草纤维的改性效果,以及两种改性方法对3D打印稻草纤维水泥基复合材料性能的影响。结果表明,沸煮处理后稻草纤维表面变... 为探索植物纤维在3D打印水泥基材料领域中的应用,本研究以稻草纤维为外掺纤维,探讨了沸煮处理和高锰酸钾溶液处理对稻草纤维的改性效果,以及两种改性方法对3D打印稻草纤维水泥基复合材料性能的影响。结果表明,沸煮处理后稻草纤维表面变得干净且粗糙,但吸水率增加;高锰酸钾溶液处理后稻草纤维吸水率降低,同时稻草纤维表面粗糙度和结晶度增加。两种改性方法均显著提升了3D打印稻草纤维水泥基复合材料的力学性能、层间结合强度、条间结合强度,其中高锰酸钾改性效果更优。本研究为3D打印稻草纤维水泥基材料的设计和性能优化提供了新思路,扩大了稻草纤维在建筑领域的应用范围。 展开更多
关键词 3D打印 稻草纤维 水泥基材料 力学性能 微观形貌 改性处理
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数字化分布钢纤维增强水泥基复合材料桁架式简支梁数值模拟
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作者 慕儒 曹诚祥 +5 位作者 张国良 李晨 王晓伟 卿龙邦 刘海洋 李则成 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期93-102,共10页
为提升钢纤维对水泥基复合材料构件受力性能的增强效果,本文构建了以提升承载力为目标的钢纤维数字化分布设计方法,使钢纤维取向与构件主拉应力方向一致,并根据不同空间单元钢纤维体积分数对承载力的灵敏度权重,逐步将一定体积分数的钢... 为提升钢纤维对水泥基复合材料构件受力性能的增强效果,本文构建了以提升承载力为目标的钢纤维数字化分布设计方法,使钢纤维取向与构件主拉应力方向一致,并根据不同空间单元钢纤维体积分数对承载力的灵敏度权重,逐步将一定体积分数的钢纤维精准投放至构件受力不同的空间单元,建立钢纤维分布与构件承载力之间的定量关系,从而获得构件中钢纤维的数字化分布信息。应用该方法确定桁架式简支梁中钢纤维的数字化分布信息,并通过数值模拟与随机乱向和定向分布钢纤维构件对比,分析数字化分布钢纤维对桁架式简支梁抗弯性能及钢纤维受力特征的影响。结果表明,在相同平均纤维体积分数下,数字化分布钢纤维桁架式简支梁的抗弯性能显著优于随机乱向和定向分布构件,其钢纤维吸收的能量更高,裂缝处钢纤维的数量增加,且纤维承受的拉应力增大,揭示了数字化分布钢纤维的增强机理。 展开更多
关键词 数字化分布钢纤维 水泥基复合材料 数值模拟 抗弯性能 增强机理
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多腔方钢管混凝土柱抗震性能及塑性铰机制
14
作者 吕辉 姚晗 +2 位作者 罗靓 邵炼 肖冲 《混凝土》 北大核心 2026年第1期37-43,55,共8页
高轴压比低周水平往复荷载下的方钢管混凝土柱存在钢管易屈曲、对核心混凝土约束作用差等缺点。为有效解决此问题,提出了一种新的构造措施,即在钢管内添加腔板形成多腔钢管混凝土柱,以期能有效提升高轴压比下钢管混凝土柱的抗震性能与... 高轴压比低周水平往复荷载下的方钢管混凝土柱存在钢管易屈曲、对核心混凝土约束作用差等缺点。为有效解决此问题,提出了一种新的构造措施,即在钢管内添加腔板形成多腔钢管混凝土柱,以期能有效提升高轴压比下钢管混凝土柱的抗震性能与约束作用。通过ABAQUS有限元软件建立三维实体精细化有限元模型,有限元结果与试验结果接近,表明模型具有较高的精度。进一步建立了100个多腔方钢管混凝土柱足尺有限元模型,分析了轴压比、腔板率等对柱滞回曲线、应力-应变曲线、破坏位移角与极限承载力等抗震性能的影响。结果表明:腔板率增多可减小钢管压应变峰值;破坏位移角与极限承载力随着腔板率的上升而提高。提出了不同轴压比时3种材料强度匹配下的合理腔板率,以钢管应变为依据的塑性铰判定方法以及塑性铰长度实用计算式,该计算式计算值与有限元计算值吻合良好。提出了“力价比”的新概念,当力价比越高,柱的极限承载力与经济性越好。 展开更多
关键词 多腔方钢管混凝土柱 抗震性能 轴压比 塑性铰 力价比
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玄武岩纤维增强3D打印混凝土的各向异性力学性能与破坏机制研究
15
作者 刘兴和 李蒙 《混凝土》 北大核心 2026年第1期145-153,共9页
为探究玄武岩纤维增强3D打印混凝土的各向异性力学性能与破坏机制,本研究针对3种不同打印路径(Corner、Stripe、R-a-p)的立方体试件(边长50 mm),在3个正交方向(X、Y、Z)上开展了抗压与劈裂试验,结合DIC技术、CT扫描及SEM观察,系统分析... 为探究玄武岩纤维增强3D打印混凝土的各向异性力学性能与破坏机制,本研究针对3种不同打印路径(Corner、Stripe、R-a-p)的立方体试件(边长50 mm),在3个正交方向(X、Y、Z)上开展了抗压与劈裂试验,结合DIC技术、CT扫描及SEM观察,系统分析了各方向加载下材料的强度差异、裂纹扩展路径与微观结构特征。研究结果表明:3D打印混凝土具有明显的各向异性。R-a-p试块在Z向的抗压强度较Y向下降38.7%;Corner试块X向抗压强度为43.6 MPa,较传统现浇混凝土低18%;而Stripe试块在Z向的承载能力表现突出,显示出打印路径设计对力学性能的显著调控效应。劈裂试验同样呈现方向性差异,Corner试块在Z向抗拉强度最高,达2.824 MPa;R-a-p试块Z向抗拉强度最低,劈裂形态呈现复杂的非对称特征。CT和SEM结果显示,层间界面缺陷及微孔分布在不同方向上表现出显著差异,界面微孔与荔枝状空隙在Y向与X向的集中分布加速了裂纹扩展。基于试验数据,研究建立了考虑界面弱化效应的有限元模型,准确复现了试块的破坏过程,模拟结果与实测数据高度一致,验证了模型的有效性。揭示了打印路径对3D打印混凝土各向异性性能的影响机制,为优化打印参数、提升材料性能及推动3D打印混凝土在工程领域的应用提供了理论基础与技术支撑。 展开更多
关键词 3D打印混凝土 三维细观 各向异性 数值模拟 破坏机理
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再生聚乙烯纤维混凝土的制备及性能研究
16
作者 冯娇伟 李彦 任旭凯 《塑料科技》 北大核心 2026年第1期107-110,共4页
采用普通硅酸盐水泥为基体,再生聚乙烯纤维(PEF)为填料(纤维长度为5 mm),制备不同纤维用量的PEF混凝土,系统分析PEF用量对PEF混凝土的坍落度、力学性能、抗冻融性能及保温性能的影响。结果表明:在同一纤维长度下,随着纤维用量的增大,PE... 采用普通硅酸盐水泥为基体,再生聚乙烯纤维(PEF)为填料(纤维长度为5 mm),制备不同纤维用量的PEF混凝土,系统分析PEF用量对PEF混凝土的坍落度、力学性能、抗冻融性能及保温性能的影响。结果表明:在同一纤维长度下,随着纤维用量的增大,PEF混凝土材料的流动性降低,坍落度逐步下降;加入体积分数1.0%PEF试样的力学性能最佳,抗压强度和抗拉强度分别为47.93 MPa和9.17 MPa;进一步增加PEF用量后,PEF混凝土材料的力学性能逐渐降低,材料的脆性增强,韧性减弱。随着冻融循环次数的增多,加入体积分数1.0%PEF试样的质量损失率最低,仅为0.44%,表现出较为优异的抗冻融性。在保温性能方面,PEF体积分数小于1.5%时所制备的PEF混凝土材料导热系数均在标准值以下,具有良好的保温性能。 展开更多
关键词 再生聚乙烯纤维 混凝土 力学性能 抗冻融性能 保温性能
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方钢管地聚物砖骨料再生混凝土柱滞回性能及恢复力模型研究
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作者 颜桂云 马文祥 +2 位作者 许力 刘宪成 许利惟 《振动与冲击》 北大核心 2026年第1期32-40,共9页
为了综合利用工业废渣、提高废弃砖骨料利用率,提出方钢管地聚物砖骨料再生混凝土(geopolymer brick aggregate recycled concrete-filled square steel tube,GBA-RCFST)柱。以砖骨料取代率(30%、50%、70%)和钢管厚度(4 mm、6 mm)为试... 为了综合利用工业废渣、提高废弃砖骨料利用率,提出方钢管地聚物砖骨料再生混凝土(geopolymer brick aggregate recycled concrete-filled square steel tube,GBA-RCFST)柱。以砖骨料取代率(30%、50%、70%)和钢管厚度(4 mm、6 mm)为试验参数,对4根GBA-RCFST柱进行水平荷载低周往复试验,考察破坏特征、滞回性能与耗能能力;通过构件有限元模型参数分析,考察砖骨料取代率、轴压比及宽厚比对滞回性能的影响,并提出滞回恢复力模型。研究结果表明:试件发生压弯破坏,表现为柱底塑性铰区钢管鼓曲以及地聚物砖骨料再生混凝土压溃。GBA-RCFST柱均具有较好的变形、耗能能力,所有试件极限位移角在3.4%~4.7%;砖骨料取代率从30%提升到70%,试件峰值承载力下降9.2%;随钢管厚度增加,试件延性及耗能能力显著提高。基于试验和有限元分析结果,提出GBA-RCFST柱的水平荷载-位移角恢复力模型,该模型与试验结果吻合良好,可用于GBA-RCFST柱在水平低周往复荷载下的计算分析。 展开更多
关键词 再生砖骨料 地聚物砖骨料再生混凝土 钢管混凝土 滞回试验 恢复力模型
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超高性能纤维增强混凝土材料抗裂性研究
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作者 姚大飞 李青 《混凝土》 北大核心 2026年第1期140-144,共5页
纤维在混凝土中具有桥接和约束裂缝扩展的作用,当混凝土基体出现微裂缝时,纤维能够跨越裂缝,依靠其自身的强度分担拉力,阻止裂缝进一步扩大。且超高性能纤维材料本身具有较高的密实度和强度,因此,为了提升建筑安全性,研究高层建筑中超... 纤维在混凝土中具有桥接和约束裂缝扩展的作用,当混凝土基体出现微裂缝时,纤维能够跨越裂缝,依靠其自身的强度分担拉力,阻止裂缝进一步扩大。且超高性能纤维材料本身具有较高的密实度和强度,因此,为了提升建筑安全性,研究高层建筑中超高性能纤维增强混凝土的抗裂性。使用钢纤维结合水泥、减水剂等材料制备出超高性能纤维增强混凝土。调整钢纤维用量分别为0、0.6%、1.2%、1.8%时混凝土的自收缩性、劈裂抗拉强度以及裂缝宽度及深度的变化。调整钢纤维长度分别为10 mm、20 mm、30 mm,测试混凝土的抗弯强度与冻融循环后抗裂情况。试验结果显示:钢纤维用量为1.8%养护28 d后混凝土自收缩率最低,劈拉抗拉强度保持较高水平,展现出了良好抗裂性能;纤维长度为20 mm时,抗弯强度接近5 MPa,即使经过长时间冻融循环,使用20 mm钢纤维、用量为1.8%的混凝土依旧不会出现严重裂缝,可保持较高抗裂性能。 展开更多
关键词 超高性能纤维 增强混凝土 抗裂性能 抗弯强度
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拉剪耦合作用下纤维增强地聚物混凝土复合材料力学研究
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作者 孙伟苹 康健婷 《混凝土》 北大核心 2026年第1期56-60,共5页
基于纤维增强地聚物再生混凝土复合材料,对其在拉剪耦合作用下的力学性能进行了研究,研究结果显示,地聚物再生混凝土在经历劈裂抗拉测试时,展现出了典型的完全脆性破坏特性。而进一步地,当钢纤维被引入该混凝土体系后,钢纤维桥联拉结作... 基于纤维增强地聚物再生混凝土复合材料,对其在拉剪耦合作用下的力学性能进行了研究,研究结果显示,地聚物再生混凝土在经历劈裂抗拉测试时,展现出了典型的完全脆性破坏特性。而进一步地,当钢纤维被引入该混凝土体系后,钢纤维桥联拉结作用使裂缝发展延伸延缓,劈裂抗拉破坏模式的特性由原先的脆性状态,经过转变,现表现为延性状态。通过引入地聚物作为传统普通硅酸盐水泥的替代品,我们可以大幅提升再生混凝土的劈裂抗拉强度。具体而言,当再生粗骨料的使用率达到100%,全面替代原有材料时,制成的地聚物基再生混凝土在劈裂抗拉强度方面,与基于普通硅酸盐水泥的同类产品相比,实现了约27.17%的增幅。然而,值得注意的是,受到再生粗骨料比例增加的影响,钢纤维增强地聚物再生混凝土性能趋复杂:初期劈裂抗拉强度随钢纤维掺入略有减弱,随着钢纤维掺量的逐步提升,直至达到1.55%的掺量水平时,全再生粗骨料地聚物再生混凝土,即一种实现100%取代率的新型建筑材料,其劈裂抗拉强度及拉压比均迎来显著增强,尤以两者均实现大幅提升为特点,拉压比与劈裂抗拉强度均获得大幅提升。此增强效应虽对拉压比影响相对有限,却显著提升了抗拉性能。在综合考量再生粗骨料取代率与钢纤维特征参数的基础上,已成功构建预测其劈裂抗拉强度的计算式,该计算式与试验数据紧密吻合,与试验结果吻合较好。 展开更多
关键词 纤维增强 地聚物再生混凝土 力学性能 钢纤维
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硅灰对聚丙烯-钢混杂纤维混凝土抗冻性能和力学性能的影响研究
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作者 敬淼淼 沙亮 《混凝土与水泥制品》 2026年第2期40-44,共5页
研究了不同硅灰掺量(0、4%、8%、12%、16%)对聚丙烯-钢混杂纤维混凝土抗冻性能和力学性能的影响,测试了冻融循环后试件的质量损失、相对动弹性模量、抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度,并进行了微观分析。结果表明:硅灰的填充效应和火... 研究了不同硅灰掺量(0、4%、8%、12%、16%)对聚丙烯-钢混杂纤维混凝土抗冻性能和力学性能的影响,测试了冻融循环后试件的质量损失、相对动弹性模量、抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度,并进行了微观分析。结果表明:硅灰的填充效应和火山灰效应有助于降低聚丙烯-钢混杂纤维混凝土的孔隙率,提高混凝土的致密性,从而有效抑制混凝土在冻融循环中的性能劣化,提高力学性能;总体上,当硅灰掺量为12%时,混杂纤维混凝土的抗冻性能和力学性能最佳;硅灰与聚丙烯纤维、钢纤维的协同作用能够改善混凝土的抗冻性能,显著降低冻融循环引起的损伤。 展开更多
关键词 硅灰掺量 聚丙烯纤维 钢纤维 混杂纤维混凝土 抗冻性能 力学性能 协同作用 微观结构
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