玄武岩纤维混凝土的抗弯冲击性能

为了研究玄武岩纤维对混凝土抗弯冲击性能的影响,对玄武岩纤维混凝土及素混凝土梁试件进行了系统的抗弯冲击性能试验.结果表明:玄武岩纤维混凝土B3(纤维掺量为2.8 kg·m-3)的初裂冲击次数比B2(纤维掺量为2.1 kg·m-3)、B1(纤维掺量为1.7 kg·m-3)分别提高了62%和95%;玄武岩纤维混凝土B2的初裂冲击次数比B1提高了21%,玄武岩纤维混凝土B3的破坏冲击次数比B2、B1分别提高了59%和90%,玄武岩纤维混凝土B2的破坏冲击次数比B1提高了19%;纤维掺量由B2提高到B3时,对改善混凝土抗弯冲击性能效果十分显著;玄武岩纤维在合理掺量下可以显著改善混凝土的抗弯冲击性能.     

纳米粒子和钢纤维增强混凝土抗冲击性能研究

通过落锤冲击试验,得到了纳米粒子和钢纤维增强混凝土的初裂冲击次数、破坏冲击次数和冲击能差,并以这3个参数作为评价指标,研究纳米SiO₂粒子和钢纤维对混凝土抗冲击性能的影响。结果表明,在一定掺量范围内,随着纳米SiO₂掺量的增加,混凝土的初裂冲击次数、破坏冲击次数和冲击能差呈现先增大后减小的趋势,当纳米SiO₂掺量为2%时,混凝土的抗冲击性能表现最好。在本文试验钢纤维掺量范围内,随着钢纤维掺量的增加,混凝土的初裂冲击次数、破坏冲击次数和冲击能差先增大后减小,当钢纤维掺量为2%时,混凝土的抗冲击性能表现最为优越。掺纳米SiO₂的混凝土在冲击破坏时仍表现为脆性破坏,而钢纤维的掺加使混凝土在破坏时表现出了一定的韧性。本文试验所得到的混凝土抗冲击性能规律为纳米SiO₂粒子和钢纤维增强混凝土的应用提供了参考。     

混杂纤维混凝土抗弯冲击性能

研究了掺加异型塑钢纤维、钢纤维以及这两种纤维混杂的混凝土梁的抗弯冲击性能。测定了在不同纤维掺量下混凝土梁的初裂冲击次数、破坏冲击次数以及冲击能。试验结果表明:混掺纤维比单掺纤维显著提高了混凝土的冲击能和延性,但对初裂性能影响不大。     

玄武岩纤维增强磷酸镁水泥混凝土早期抗裂性能试验研究

为了探究玄武岩纤维增强磷酸镁水泥混凝土的早期抗裂性,对短切玄武岩纤维含量为0.5%、1.0%、1.5%的磷酸镁水泥混凝土进行了早期抗裂性能试验,并且以试件裂缝的宽度和数量等作为评价指标,对比分析了玄武岩纤维的掺量对磷酸镁水泥混凝土早期抗裂性能的影响。试验结果表明：纤维体积掺量为0.5%、1.0%、1.5%的玄武岩纤维增强磷酸镁水泥混凝土,在早期抗裂性能对比试验后裂缝降低系数分别为8.2%、59.3%、78.0%。随着玄武岩纤维掺量的增加,磷酸镁水泥混凝土的早期抗裂性能逐渐提高。当体积掺量达到1.5%时,钢筋磷酸镁水泥混凝土的早期抗裂性能也有显著提高。     

基于对数正态分布的PVA-FRCC冲击失效概率分析

对纤维体积掺量为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCC)圆饼试件进行了自由落锤冲击试验,应用对数正态分布对试件的冲击失效概率进行了分析。结果表明,在相同失效概率时,PVA-FRCC试件初裂冲击次数与终裂冲击次数随着PVA纤维体积掺量的增大而增大;在相同PVA纤维体积掺量时,试件初裂冲击次数与终裂冲击次数随着失效概率的增大而增多;相同失效概率时,试件终裂冲击次数明显多于初裂冲击次数。对数正态分布可较好地分析PVA-FRCC的冲击失效概率。     

掺玻璃纤维粉煤灰煤矸石骨料混凝土强度与抗裂性能试验研究

为了探究水胶比、粉煤灰掺量、煤矸石掺量和玻璃纤维掺量对混凝土抗压、劈裂抗拉和抗裂性能的影响,设计了四因素四水平正交试验。分析结果表明:各因素对混凝土抗压强度影响程度为水胶比煤矸石体积比例粉煤灰质量浓度纤维质量浓度,粉煤灰掺量20%、纤维掺量0.1%时混凝土抗压强度达到最佳;各因素对混凝土劈裂抗拉强度影响程度为水胶比纤维质量浓度粉煤灰质量浓度煤矸石体积比例,粉煤灰掺量20%、纤维掺量0.2%时混凝土劈裂抗拉强度达到最佳;各因素对混凝土抗裂性能影响程度为纤维质量浓度水胶比粉煤灰质量浓度煤矸石体积比例,粉煤灰掺量30%、纤维掺量0.3%、煤矸石掺量15%时混凝土抗裂性能达到最佳。     

短切碳纤维混凝土单轴冲击压缩试验与分析

为研究短切碳纤维对混凝土动态力学性能的影响,采用覫74mm钢质分离式霍普金森压杆装置,对6种不同体积掺量的短切碳纤维混凝土进行单轴冲击压缩试验。中应变率下的短切碳纤维混凝土动态应力-应变曲线表明,不同体积掺量的短切碳纤维混凝土动态峰值应变大致相同,约为0.0018;由于短切碳纤维的阻裂作用,短切碳纤维混凝土达到峰值应力后仍有一定的承载能力,当轴向动态极限应变超过0.02时,短切碳纤维混凝土的承载力急剧下降。在中应变率加载条件下,短切碳纤维混凝土动态平均抗压强度和碳纤维体积掺量近似服从高斯分布。短切碳纤维混凝土单轴冲击压缩试验表明短切碳纤维合理体积掺量为0.6%。     

玄武岩纤维增强风积沙混凝土的抗冲击性能

为改善混凝土的抗拉强度和韧性,设计了不同掺量(0、1.0、1.5、2.0、2.5kg/m3)的玄武岩纤维风积沙混凝土,利用自制落锤装置开展玄武岩纤维风积沙混凝土不同养护龄期(标准养护7d和28d)的抗冲击性能试验研究,并分析纤维阻裂增韧机理。结果表明:玄武岩纤维提高了风积沙混凝土的抗冲击次数、冲击功、抗冲击韧性比和冲击延性指标。标养7d的冲击延性指标值均大于28d,掺量为1.0kg/m3时,7d的延性指标最大,为素混凝土的1.76倍;掺量为1.5kg/m3时,冲击功和抗冲击韧性比最大;玄武岩纤维在风积沙混凝土中的最佳掺量为1.0～1.5kg/m3。纤维增强混凝土抗冲击性能依靠纤维与水泥基体之间的锚固作用实现,破坏主要发生在纤维与水泥界面区的水泥石处。     

碳纤维增强混凝土梁抗弯性能试验研究

通过在普通混凝土中掺入不同掺量的短切碳纤维,研究其对钢筋混凝土适筋梁正截面抗弯性能的影响。混凝土水胶比选定为0.4,碳纤维体积掺量分别为0、0.3%、0.6%、0.9%,制作8根梁进行正截面抗弯试验,研究短切碳纤维对钢筋混凝土梁破坏形态、开裂荷载、极限荷载及位移延性系数等的影响。试验结果表明,掺入碳纤维使梁表现出更大的弯曲变形性能,减少了梁纯弯段主要裂缝的条数,进而有效提高了混凝土梁的抗裂能力;开裂弯矩和极限弯矩随掺量的增加呈线性增长;掺入碳纤维同时提高了钢筋混凝土梁的位移延性系数,当掺量为0.6%时提高效果显著。     

聚丙烯纤维对硅灰混凝土氯离子渗透性能的影响

在正交试验的基础上,采用NEL试验方法研究了不同掺量(体积掺量0.067%～0.5%)、不同尺度(3、6、10 mm)的聚丙烯纤维混杂对硅灰混凝土抗氯离子渗透性能的影响.研究表明,聚丙烯纤维影响硅灰混凝土抗氯离子渗透性能的因素依次为:长短纤维掺量比＞纤维掺量＞复合纤维长度.当纤维掺量在低掺量范围内增加时,硅灰混凝土氯离子渗透性能会降低,而当纤维掺量较高时,硅灰混凝土氯离子渗透性能反而增加;纤维对硅灰混凝土氯离子渗透性能的影响与复合纤维的长度关系不大,而与长短纤维掺量比关系密切.     

聚烯烃粗纤维混凝土梁的抗弯冲击特性研究

试验研究了聚烯烃粗纤维掺量、基体强度、纤维直径等因素对纤维混凝土梁抗弯冲击性能的影响规律。结果表明,粗合成纤维对混凝土抗冲击性能有显著的增强效果,混凝土由脆性破坏变为良好的延性破坏。随着纤维掺量的增加,纤维混凝土梁的初裂冲击次数和破坏冲击次数一直增加。与直径1mm的纤维相比,混杂纤维能有效提高试件的抗冲击性能,发挥不同纤维的作用,但均低于单掺直径0.5mm和0.8mm纤维的试件。单掺0.5mm纤维的试件,延性指数较大;单掺0.8mm纤维的试件,延性指数最低。混掺纤维试件的延性指数随纤维掺量的增加有较明显的增大。     

冻融环境下塑钢纤维对轻骨料混凝土韧性影响研究

为了研究0,50,100,150次冻融循环作用后,塑钢纤维掺量对轻骨料混凝土弯曲韧性、冲击韧性的影响规律,对塑钢纤维掺量分别为0,3,6,9kg/m~3的高强轻骨料混凝土分别进行弯曲韧性试验和抗冲击性能试验,实测了轻骨料混凝土的荷载-挠度关系、初裂冲击次数、破坏冲击次数,并计算了初裂耗能和破坏耗能。结果表明:冻融环境下,掺入塑钢纤维能显著提高轻骨料凝土弯曲韧性及抗冲击性能;冻融150次后,塑钢纤维掺量为9kg/m~3轻骨料混凝土的累积耗能为素轻骨料混凝土的115倍。     

碳纤维对高强高性能混凝土性能的影响

研究了碳纤维对C80高强高性能混凝土工作性能、力学性能和早期抗裂性能的影响,并对比了不同纤维对混凝土抗压强度的影响。结果表明:碳纤维掺量过大会显著增加高强高性能混凝土的减水剂用量并降低拌合物性能,其最大体积掺量不宜超过0.2%。钢纤维能在一定程度上提高高强高性能混凝土的抗压强度,而碳纤维、玄武岩纤维等短切纤维对混凝土的抗压强度没有显著影响。碳纤维可以有效抑制高强高性能混凝土的塑性开裂,早期抗裂等级最高可以达到Ⅴ级。     

纤维沥青混凝土疲劳性能试验及寿命计算方法

通过应力控制模式下的劈裂疲劳试验,分析了不同掺量(纤维体积与沥青混合料体积之比)和长径比的聚酯纤维沥青混凝土劲度模量的衰减特征;结合损伤力学理论,提出了纤维沥青混凝土的疲劳破坏准则;在应力比-疲劳寿命(S-N)方程的基础上,建立了考虑纤维含量特征参数影响的纤维沥青混凝土疲劳寿命计算方法.结果表明:纤维含量特征参数能综合反映纤维掺量和长径比对沥青混凝土疲劳性能的综合影响;AC-13F型聚酯纤维沥青混凝土的最佳纤维掺量为0.35%,长径比为324,纤维含量特征参数值为1.13.     

粗合成纤维增强混凝土的冲击动载特性

为了研究将掺量为6～13kg/m3的粗合成纤维和掺量40～60kg/m3的钢纤维掺入水泥混凝土后,对硬化混凝土动载特性的效用,试验研究了国产异型聚丙烯、日本Barchip、美国Forta粗合成纤维和钢纤维增强混凝土的抗弯冲击性能,探讨了纤维掺量对冲击动载特性的影响.研究表明：纤维掺量增加,纤维混凝土梁的初裂冲击次数先增加后减少,破坏冲击次数一直增加;粗合成纤维对混凝土冲击性能有显著的增韧效果,混凝土由脆性破坏变为有良好的延展性.     

粗合成纤维增强混凝土的冲击动载特性

为了研究将掺量为6-13kg／m^3的粗合成纤维和掺量40-60kg／m^3的钢纤维掺入水泥混凝土后，对硬化混凝土动载特性的效用，试验研究了国产异型聚丙烯、日本Barchip、美国Forta粗合成纤维和钢纤维增强混凝土的抗弯冲击性能，探讨了纤维掺量对冲击动载特性的影响。研究表明：纤维掺量增加，纤维混凝土梁的初裂冲击次数先增加后减少，破坏冲击次数一直增加：粗合成纤维对混凝土冲击性能有显著的增韧效果，混凝土由脆性破坏变为有良好的延展性。     

聚丙烯纤维补偿收缩混凝土性能试验研究

进行了系列聚丙烯纤维补偿收缩混凝土的试验,研究了不同养护条件下、不同体积掺量聚丙烯纤维混凝土的抗压强度、劈拉强度和弹性模量,并以抗弯强度、弯曲韧性、断裂能为指标,分析了不同聚丙烯纤维掺量对混凝土抗裂性能的影响.试验结果表明,聚丙烯纤维体积掺量为0.7~0.9kg/m3时,可以获得良好的抗裂性能.     

高性能仿钢纤维增强混凝土的抗弯韧性研究

本文作者选用3种不同规格的高性能仿钢纤维,研究了不同掺量高性能仿钢纤维混凝土的抗弯韧性,以及不同纤维掺量对不同强度混凝土性能的影响规律.结果表明,仿钢纤维能显著提高混凝土的抗冲击韧性:随着纤维掺量的提高,单掺或混掺纤维混凝土梁的抗弯冲击初裂次数和破坏次数逐渐增加;混杂纤维混凝土的初裂和破坏次数随基体强度的增加而增加;单掺0.5mm纤维的混凝土延性指数较大,混掺纤维试件的延性指数随纤维掺量的提高而显著增加.     

耐碱玻璃纤维及其混杂纤维混凝土的弯曲疲劳特性

研究了玻璃纤维、有机纤维及混杂纤维增强混凝土的弯曲疲劳特性.试验结果表明:耐碱玻璃纤维对疲劳性能的改善效果优于聚丙烯纤维;当玻璃纤维掺量为2.7 kg·m-3时,玻璃纤维混凝土疲劳强度比素混凝土提高24%;玻璃纤维与有机纤维混杂使用后,构件的弯曲疲劳性能有了较为显著的改善,玻璃纤维掺量2.7 kg·m-3与有机纤维掺量1.3 kg·m-3混掺时,混杂纤维混凝土疲劳强度比素混凝土提高35.0%,即混杂纤维能充分发挥各种纤维的优势,对改善混凝土的疲劳性能比单掺玻璃纤维和有机纤维的作用都显著.     

高原寒冷地区纤维增强沥青混凝土应用研究

结合青藏高原寒冷地区特殊的气候条件,针对纤维增强沥青混凝土在该地区的应用进行研究,根据推荐的矿料级配,采用低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验、弯拉疲劳试验评价其低温抗裂性能和水稳定性。结果表明:掺加纤维后,沥青混凝土的破坏弯拉应变提高30%,破坏劲度模量减小18.8%,残留稳定度和残留强度比均能满足要求,可以提高沥青混凝土的抗疲劳性能。