短切玄武岩纤维对混凝土的增强效果及机理

混凝土具有抗压强度高,抗拉强度低的特点,玄武岩纤维的掺入能够显著提高其抗拉强度,提高混凝土的综合力学性能。通过改变纤维的种类、长度、掺量,对比纤维混凝土与素混凝土的各项力学性能。试验结果表明:20 mm长(长径比为1 538.46)、掺量为3 kg/m3的玄武岩纤维掺入时,与素混凝土相比,抗压、抗拉、抗折性能分别增加了33%、23%、40%,具有显著的增强效果;随着纤维长度与掺量的增加,纤维混凝土力学性能下降,当玄武岩纤维掺量为12 kg/m3时,抗压强度增加了5%,抗拉和抗折强度降低了4%和8%。扫描电子显微镜扫描结果表明:玄武岩纤维的掺入能够降低混凝土孔隙率和初始裂隙;同时玄武岩纤维能够传递荷载,使应力均匀分布,控制裂隙发育。玄武岩纤维能够显著增强混凝土的抗拉强度,具有良好的效果。通过对玄武岩纤维掺量的控制,可以最大程度地改善混凝土的力学性能。     

短切玄武岩纤维轻骨料混凝土力学性能试验研究

研究了不同掺量短切玄武岩纤维对轻骨料混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度三种力学性能的影响。结果表明,掺入玄武岩纤维的轻骨料混凝土的7d抗压强度随纤维掺量的增加而增大,但对28d抗压强度没有显著影响,当纤维掺量超过0.15%时,28d抗压强度呈下降发展趋势;随玄武岩纤维掺量的增加,轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度及抗折强度均呈先增加后降低的发展趋势,当纤维掺量为0.15%时,上述两种强度指标均取得最大值;玄武岩纤维掺入轻骨料混凝土中能够改善其脆性,增加其韧性,改善轻骨料混凝土的受压破坏形态和抗折破坏形态。     

混杂纤维透水混凝土透水与力学性能试验研究

研究了单掺和复掺聚丙烯纤维(PPF)、玄武岩纤维(BF)对透水混凝土透水性能和力学性能的影响。结果表明:纤维的掺入会降低透水混凝土的孔隙率和透水系数,但对早期抗压强度有轻微提升作用,对抗折强度和劈裂抗拉强度的提升作用较大;混杂纤维透水混凝土的力学性能高于单掺纤维混凝土的力学性能,且当纤维掺量为0.18%、混杂比V_(PPF):V_(BF)=1:2时,混杂纤维透水混凝土的抗折强度和劈裂抗拉强度最佳。     

玄武岩纤维混凝土抗折强度与劈裂强度试验研究

为了研究玄武岩纤维对混凝土抗折强度与劈裂强度的影响,分别对玄武岩纤维混凝土及素混凝土进行了系统的抗折强度试验和劈裂强度试验。试验结果表明:随玄武岩纤维体积掺量的增加,玄武岩纤维混凝土抗折强度先增加后减小,玄武岩纤维混凝土抗折强度的纤维最佳体积掺量为0.1%;玄武岩纤维混凝土劈裂强度先增加后减小,玄武岩纤维混凝土劈裂强度的纤维最佳体积掺量为0.15%。随掺入玄武岩纤维长度的增加,玄武岩纤维混凝土抗折强度先增加后略有降低,玄武岩纤维混凝土抗折强度的纤维最佳长度为24 mm;玄武岩纤维混凝土劈裂强度先增加后减小,玄武岩纤维混凝土劈裂强度的纤维最佳长度为30 mm。     

玄武岩纤维对再生骨料混凝土力学性能的影响与数值模拟研究

研究了玄武岩纤维对再生骨料混凝土(RAC)力学性能的影响,对玄武岩纤维掺量为0、0.3%、0.6%、0.9%的再生混凝土进行了抗压、抗折、轴压及劈裂抗拉试验。拟合了不同纤维掺量的再生骨料混凝土的应力应变曲线,对玄武岩纤维再生骨料混凝土的抗折破坏进行了数值模拟。研究结果显示:玄武岩纤维可以有效改善RAC力学性能。相较未掺入纤维的RAC分析可得,抗压强度和劈裂抗拉强度在纤维掺量为0.3%时改善程度达到最大,分别为39.42、3.03 MPa,提高了13.44%、6.32%;抗折强度和轴心抗压强度在纤维掺量为0.6%时改善程度达到最大,分别为5.01、27.46 MPa,提高了10.35%、10.9%。但是过量纤维的掺入使得纤维分布不均匀,反而导致RAC力学性能降低。     

高强玄武岩纤维混凝土的力学性能研究

为了改善高强混凝土的力学性能,在C60混凝土中掺入一定量的玄武岩纤维,研究了纤维掺量的改变对高强混凝土力学性能的影响。通过抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和轴心抗压强度试验结果可以看出：玄武岩纤维对抗压强度提高有限,对抗折强度、劈裂抗拉强度和轴心抗压强度提高幅度较明显。     

聚丙烯-玄武岩混杂纤维对陶粒混凝土力学性能的影响

对掺加聚丙烯-玄武岩混杂纤维的陶粒混凝土进行了抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度试验,得到了混杂纤维对陶粒混凝土力学性能的影响规律。结果表明:混杂纤维掺量为0.2%时,陶粒混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度提升幅度最大,分别较基准组提高了11.21%、30.73%、15.26%,但掺量过大时陶粒混凝土的力学性能会下降,甚至出现负效应;聚丙烯纤维与玄武岩纤维的混杂比为2∶1时,其对陶粒混凝土的增强效果较好;混杂纤维能增强陶粒混凝土的韧性,对抗折强度和抗拉强度提升效果明显,对抗压强度提升效果较小。     

玄武岩纤维对超高强混凝土力学性能的影响

选用玄武岩纤维作为超高强混凝土(UHSC)的外掺料,研究其在不同掺量下对UHSC的力学性能的影响。通过试验考察了各配合比下的立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度,分析了玄武岩纤维掺量对各项指标的影响。结果表明:玄武岩纤维对立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度均有提高作用,尤其当玄武岩纤维掺量为2 kg/m~3时,以上各项指标分别提高了10.9%、14.1%、10.2%、11.0%。     

纤维增强碱矿渣轻骨料混凝土宏细观力学性能

对碱矿渣轻骨料混凝土（AAS-LWAC）的宏观力学性能及微观结构特征进行了研究。设计并完成了54个AAS-LWAC试件,研究了轻骨料种类及纤维类别对AAS-LWAC抗压强度、劈裂抗拉强度及抗折强度影响规律,分析了微观结构对宏观力学性能影响。研究结果表明：相比页岩陶粒及黏土陶粒,以粉煤灰陶粒为粗骨料的AAS-LWAC整体力学性能更优;相比聚丙烯纤维及玄武岩纤维,掺入钢纤维可显著提高AAS-LWAC基本力学性能。相比未掺纤维混凝土,钢纤维掺量0.6%时AAS-LWAC抗压强度、劈裂抗拉强度及抗折强度分别提高35%、59%及42%。微观分析结果显示：玄武岩纤维相比聚丙烯纤维分散性差是导致玄武岩纤维碱矿渣轻骨料混凝土力学性能劣于聚丙烯纤维碱矿渣轻骨料混凝土的根本原因。     

掺橡胶颗粒的玄武岩纤维轻骨料混凝土力学性能研究

分别研究了不同掺量短切玄武岩纤维对轻骨料混凝土及橡胶颗粒代替部分细集料后的轻骨料混凝土的抗压、劈裂抗拉和抗折性能的影响。试验研究表明:玄武岩纤维能有效提高轻骨料混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度;当在轻骨料混凝土中掺入橡胶颗粒后,抗压强度随着纤维掺量的增加呈递减趋势,劈裂抗拉强度随着纤维掺量的增加不显著变化,抗折强度随着纤维掺量的增加呈现先降低后增加的变化趋势;掺入橡胶颗粒的轻骨料混凝土的三项力学指标数值均低于对应的不掺橡胶颗粒的轻骨料混凝土。     

玄武岩纤维对碱矿渣水泥砂浆性能的影响

研究了不同掺量及长度的玄武岩纤维对碱矿渣水泥砂浆性能的影响。研究表明,6mm玄武岩纤维掺量为0.04%时,纤维可以改善砂浆的流动度,掺量为0.04%~0.2%时,随着纤维掺量的增加,砂浆的流动度降低。当掺入6 mm玄武岩纤维,掺量为0.07%时,砂浆的28 d抗压强度提高了7.1%,掺量为0.2%时,砂浆的28 d抗折强度增加了29%,砂浆的折压比提高了39%。当掺入12 mm玄武岩纤维,掺量为0.2%时,砂浆的28 d抗压、抗折强度分别提高了6.0%和34%,且其折压比提高了28%。因此,适当长径比、掺量的玄武岩纤维能改善碱矿渣水泥砂浆的工作性,提高其力学性能,并有效地改善砂浆的韧性。     

聚丙烯纤维增强橡胶混凝土工作性能及力学性能试验研究

为了研究聚丙烯纤维对橡胶混凝土工作性能及力学性能的影响,选取橡胶置换率5%和25%的混凝土作为基础试验,按纤维掺量为0、0.3、0.6、0.9、1.2 kg/m~3掺入聚丙烯纤维,研究掺入纤维后混凝土的工作性能及基本力学性能并给出各工作及力学性能与纤维掺量的经验计算式,试验结果表明:橡胶混凝土的坍落度随纤维的增加而显著降低;抗压强度随纤维的增加先升高后降低;劈裂抗拉强度、抗折强度、拉压比和折压比均随纤维的增加而升高。综合考虑橡胶混凝土的工作性能及力学性能,建议聚丙烯纤维的掺量小于1.2 kg/m~3。就研究结果,聚苯乙烯纤维的最佳掺量为0.9 kg/m~3。     

钢纤维体积掺量对超高性能混凝土力学性能的影响

通过立方体抗压试验、劈裂抗拉试验、梁抗折试验,分析了钢纤维体积掺量分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%时对超高性能混凝土(UHPC)力学性能的影响。结果表明,UHPC的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度随着钢纤维体积掺量的增加都有不同程度的提高,劈裂抗拉强度在钢纤维体积掺量为1.0%~1.5%时增长最快,抗折强度在钢纤维体积掺量为1.0%~2.5%时增长最快。     

钢-聚丙烯混杂纤维再生混凝土力学性能试验研究

为了研究钢-聚丙烯混杂纤维对再生混凝土基本力学性能的影响,设计制作了10组混杂纤维再生混凝土试件和1组普通再生混凝土试件,并对其进行立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度试验。试验中考虑的因素有钢-聚丙烯纤维混掺掺量、钢纤维和聚丙烯纤维长径比以及钢纤维类型,分析了各因素对再生混凝土基本力学性能的影响。结果表明:当钢纤维掺量为117 kg/m~3,聚丙烯纤维掺量为0.6 kg/m~3时,混杂纤维再生混凝土表现出较好的增强效果,其中立方体抗压、劈裂抗拉及抗折强度较普通再生混凝土分别提高了17.68%、57.88%、28.32%;随着钢纤维长径比的增加混杂纤维再生混凝土各强度均得到显著提高,最高提高了10.51%,而聚丙烯纤维长径比对混杂纤维再生混凝土各强度的影响效果不明显。端勾型钢纤维混杂纤维再生混凝土各强度均高于波纹型。此外,掺入混杂纤维后,再生混凝土由脆性破坏转变为一定的塑性破坏。     

轻骨料混凝土在不同塑钢纤维掺量下的力学性能研究

通过轻骨料混凝土在不同塑钢纤维掺量下的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弯曲韧性和抗冲击性能的试验研究,分析塑钢纤维掺量对轻骨料混凝土力学性能的影响。结果表明:在轻骨料混凝土中掺入塑钢纤维对其抗压强度、抗折强度没有明显影响,但其弯曲剩余强度显著提高,劈裂抗拉性能和抗冲击性能得到明显改善。     

钢纤维和聚丙烯纤维再生混凝土力学性能研究

研究了不同掺量的钢纤维和聚丙烯纤维对再生混凝土的轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量的影响。并给出了各个力学性能与纤维掺量的经验公式。试验结果表明:钢纤维和聚丙烯纤维的掺入对再生混凝土轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度及弹性模量均有不同程度提高,其中对劈裂抗拉强度的提升最为显著,对轴心抗压强度的提升不明显,对弹性模量的影响较小。钢纤维掺量为2%时,劈裂抗拉强度、抗折强度分别提高44.8%、34.0%,钢纤维掺量为1.5%时,轴心抗压强度、弹性模量分别提高19.4%、10.5%。聚丙烯纤维掺量为0.8 kg/m3时,轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量分别提高15.8%、40.5%、39.6%、7.7%。     

混掺纤维混凝土桥面铺装材料性能试验研究

将玄武岩纤维和聚丙烯纤维以不同体积掺量分别进行单掺和混掺制备C60纤维混凝土,对纤维混凝土进行抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、冻融损伤、干燥收缩性能试验,记录不同龄期下相关性能指标的变化差异并与普通混凝土进行对比分析。结果表明,将玄武岩纤维和聚丙烯纤维混掺可以弥补单一纤维的不足,充分发挥两种纤维的不同优势,混掺纤维对混凝土劈裂抗拉强度和抗折强度的提升具有显著效果,纤维混掺可以削弱冻融损伤对混凝土抗压、抗折强度的不利影响,降低混凝土的干燥收缩变形。     

短切玄武岩纤维桥联作用对湿喷混凝土力学性能的影响

通过抗拉、抗压及抗弯性能试验,研究了20mm短切玄武岩纤维对喷射混凝土力学性能的影响规律。结果表明,玄武岩纤维体积掺量在3kg/m~3时,玄武岩纤维混凝土的力学性能最优,抗压、抗拉、抗折强度的增幅可达33%、23%、40%,掺量再增加时力学性能下降。端钩型钢纤维掺量为20kg/m~3时对混凝土各项力学性能的增幅仅为6%~8%,其效果弱于最佳掺量的玄武岩纤维混凝土。混凝土开裂后,乱向分布的纤维会将力传递到裂缝两侧的表面,使裂缝的发展得到抑制,试件可以继续受力,玄武岩纤维的桥联作用对抑制湿喷混凝土开裂有较大的帮助。     

聚丙烯-玄武岩混掺纤维对轻骨料混凝土力学性能的影响

对聚丙烯-玄武岩混掺纤维按照配合比设计方法设计4组轻骨料混凝土试件,分别进行抗压试验、劈裂抗拉试验、抗折试验,得到了不同混合掺量下聚丙烯、玄武岩纤维轻骨料混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度的变化规律。     

聚甲醛纤维对混凝土性能的影响

为了利用聚甲醛(POM)纤维的性能优势,并促进其在纤维混凝土领域的推广与应用,研究了POM纤维和PP纤维对混凝土新拌性能、塑性抗开裂性能、力学性能、体积稳定性和耐久性能的影响规律。结果表明,掺入POM纤维虽降低了混凝土的新拌性能、抗压强度和干燥收缩变形,但却有效提高了砂浆的塑性抗开裂能力、混凝土的劈裂抗拉强度和耐久性能。与PP纤维相比,当POM纤维和PP纤维的掺量相同时,掺加POM纤维的混凝土具有更为优异的新拌性能、塑性抗开裂能力、抗压强度、劈裂抗拉强度、抗氯离子渗透性能、抗碳化能力和抗冻性能。