聚丙烯腈纤维混凝土抗冻融耐久性的研究

从宏观和微观两个方面研究了在冻融环境下 (温度变化范围 :-17 5～ 7 5℃ ) ,低掺量 (体积掺量≤ 0 2 % )聚丙烯腈有机纤维对混凝土耐久性的影响。试验结果表明 ,聚丙烯腈纤维与混凝土界面结合良好 ;在冻融循环变化环境下 ,起到了抵抗疲劳破坏的网络协调作用 ,在合理掺量下能显著提高混凝土抗冻融耐久性。     

聚丙烯腈纤维混凝土低温性能的研究

研究了低温(5～-15℃)环境下聚丙烯腈纤维混凝土抗压、抗拉和抗弯等性能的变化趋势;探讨了快速冻融试验条件下,聚丙烯腈纤维混凝土的抗冻融耐久性;分析了聚丙烯腈纤维的作用机理．研究结果表明,掺入聚丙烯腈纤维可增加混凝土的合气量、提高混凝土的抗拉极限应变、抗弯韧性和断裂能,因而有利于混凝土低温环境下的强度增长和混凝土抗冻融耐久性的提高．     

聚丙烯腈纤维对引气混凝土抗冻性的影响

采用快速冻融法,以质量变化和相对动弹性模量作为混凝土抗冻性能的评定指标,研究了聚丙烯腈纤维在三个体积掺量0.07%、0.1%、0.13%时对C30、C45和C60引气混凝土抗冻性的影响,其中引气混凝土含气量为4%.结果表明掺加聚丙烯腈纤维的引气混凝土的冻融破坏形态为表面剥落破坏,纤维混凝土在冻融作用下的内部损伤减轻.掺加聚丙烯腈纤维的C30、C45引气混凝土的抗冻性得到了很大的改善,纤维体积掺量为0.1%时,抗冻性最好;但聚丙烯腈纤维对高强度等级的C60引气混凝土的抗冻性提高幅度不明显.     

掺聚合物纤维面板混凝土的防裂抗冻性能

严寒区面板混凝土的抗裂防冻性能对大坝的耐久性具有较大影响,本文采用平板法研究了不同聚丙烯腈纤维掺量对掺粉煤灰面板混凝土的早期抗裂性;采用冻融试验、气泡参数试验方法研究了掺聚丙烯腈纤维面板混凝土的质量损失、相对动弹性模量变化、气泡参数变化特征。研究结果表明:细短型聚丙烯腈纤维在面板混凝土内分布的平均间距约为5.98 mm,聚丙烯腈纤维的增强阻裂效果提高了面板混凝土的强度和早期抗裂性;掺入聚丙烯腈纤维后,面板混凝土的引气效果更好,且引入气泡的间距系数小于200μm,聚丙烯腈纤维弹性模量随温度降低而增大的特点,可以提高面板混凝土的抗冻性能。     

“刚性防水和混凝土结构自防水”系列报道之十一 城际铁路桥面混凝土防水保护层的性能研究

选用聚丙烯腈纤维(PAN)、聚丙烯纤维网(PPW)、聚丙烯纤维(PP)以及聚乙烯醇纤维(PVA),研究纤维种类及掺量对混凝土工作性能及抗塑性开裂性能的影响。结果表明:PP掺量0.15%或PVA掺量0.1%时,均对混凝土的塑性开裂有良好的抑制作用,同时对其工作性能影响较小,更适用于C40细石纤维混凝土桥面防水保护层。     

城际铁路桥面混凝土防水保护层的性能研究

选用聚丙烯腈纤维(PAN)、聚丙烯纤维网(PPW)、聚丙烯纤维(PP)以及聚乙烯醇纤维(PVA),研究纤维种类及掺量对混凝土工作性能及抗塑性开裂性能的影响.结果表明:PP掺量0.15％或PVA掺量0.1％时,均对混凝土的塑性开裂有良好的抑制作用,同时对其工作性能影响较小,更适用于C40细石纤维混凝土桥面防水保护层.     

聚丙烯纤维混凝土的抗冻融特性试验研究

通过开展聚丙烯纤维混凝土的冻融循环试验,探讨了聚丙烯纤维掺量对混凝土的抗冻融性能的影响,试验结果表明:在混凝土中掺加适量的聚丙烯纤维可改善混凝土的抗冻融性能,聚丙烯纤维均匀的分布在混凝土中,当混凝土中水泥石受到冻结产生拉应力时,分布在毛细孔中的聚丙烯纤维可以承受部分拉应力,从而减小了水泥石承受的拉应力,达到改善混凝土抗冻融性能的目的。     

基于砂浆收缩抗裂性能的混凝土纤维选型研究

提出了水泥混凝土用纤维选型的原则和要求,在此基础上,基于水泥砂浆收缩抗裂性能,通过定性和定量试验分析,对混凝土用理想纤维类型及其长度、掺量范围进行了研究.研究结果表明,与聚丙烯纤维、耐碱玻璃纤维和玄武岩纤维相比,聚丙烯腈纤维提高砂浆收缩抗裂性能的效果最佳;在纤维长度相同或掺量相同的情况下,增加纤维掺量或增大纤维长度,将提高砂浆的抗裂性能.最后,推荐纤维的合理选型为:聚丙烯腈纤维长20～25mm,掺量为每立方米混凝土中加入纤维约0.8～1.4 kg.     

路用透水型彩色再生混凝土的耐久性能研究

研究了掺加建筑垃圾的混凝土骨料制备的路用透水型彩色再生混凝土的抗冻融性能、抗碳化性能和耐磨性能与水胶比、聚丙烯纤维掺量、及颜料掺量的关系。结果表明,水胶比对路用透水型彩色再生混凝土的冻融性能、碳化性能和耐磨性能均有明显的影响;掺加矿渣对路用透水型彩色再生混凝土的冻融性能有较明显的有利的影响,对碳化性能和耐磨性有不利的影响。适量添加聚丙烯纤维对混凝土耐磨性能和冻融性能有一定有利影响,但掺加太多有不利影响,掺聚丙烯使透水性能显著降低,对碳化性能无明显影响。颜料掺量对彩色再生透水混凝土的透水性能、冻融性能、碳化性能和耐磨性能等耐久性能方面无明显的影响。     

刚性聚丙烯纤维改性透水混凝土耐久性能研究

为研究刚性聚丙烯纤维的掺入对透水混凝土材料耐久性能的影响,试验室中对4种掺量的钢纤维改性透水混凝土分别进行了冻融循环试验和硫酸盐干湿循环试验。研究表明随着纤维掺量的增加,透水混凝土的抗冻融性能和抗硫酸盐干湿循环性能均有提升,1%体积掺量的刚性聚丙烯纤维改性透水混凝土具备较好的耐久性能。对透水混凝土的冻融指标评定应以质量损失率为主,纤维一定程度上承担了基体冻融过程中的体积膨胀应力和硫酸盐循环中的结晶压力,对透水混凝土有效的发挥了阻裂和增强作用。     

Performance of fiber reinforced asphalt concrete under environmental temperature and water effects

This paper studies the reinforcing effects and mechanisms of fibers for asphalt concrete (AC) mixtures under the environment temperature and water effects. Four typical fiber types – polyester, polyacrylonitrile, lignin and asbestos – are studied. Laboratory tests were conduct on the fiber reinforced AC (FRAC) to measure its strength, strain and fatigue behavior. Results show that fibers have significantly improved AC’s rutting resistance, fatigue life, and toughness. The flexural strength and ultimate flexural strain, and the split indirect tensile strength (SITS) at low temperature have also improved. The polymer fibers (polyester and polyacrylonitrile) have improved rutting resistance, fatigue life, and SITS more significantly than lignin and asbestos fibers, which may be primarily due to their greater networking function; while lignin and asbestos fibers result in greater flexural strength and ultimate flexural strain, which may be primarily due to their greater asphalt stabilization effect. However, fiber’s effect under the water freezing–thaw effect does not seem promising, and the SITS of FRAC with lignin and asbestos fibers even reduces to some extent under this effect. It is also found that a fiber content of 0.35% by mass of mixture achieves the optimum performance outputs of rutting resistance and SITS for polyester fiber.     

低温养护下钢纤维—聚丙烯腈纤维混凝土力学性能试验研究

为了研究不同类型混凝土在低温下的力学性能,采用对比试验的方法,研究低温环境下素混凝土、聚丙烯腈纤维混凝土、钢纤维混凝土和钢纤维—聚丙烯腈纤维混凝土的抗压、抗弯以及断裂能量等力学性能,结果表明,钢纤维—聚丙烯腈纤维混凝土的各项力学性能相对比较优越,并在此基础上分析了钢纤维与聚丙烯腈纤维的抗裂和抗冻机理。     

混杂纤维混凝土劈拉性能试验研究

采用改进的钢纤维混凝土劈拉试验方法,研究了钢纤维混凝土、聚丙烯腈纤维混凝土及混杂纤维混凝土的劈拉强度及劈拉韧性,结果表明:钢纤维、聚丙烯腈纤维均能够提高混凝土的极限劈拉强度,其中钢纤维明显提高混凝土的劈拉韧性;钢一聚丙烯腈纤维组合使用对混凝土的劈拉强度及韧性具有正混杂效应.通过对试验结果的分析,推荐了钢-聚丙烯腈纤维混杂掺入混凝土时的一种较优混杂比例.     

聚丙烯纤维水泥基复合材料物理力学性能研究(Ⅱ)——力学性能

研究了采用不同工艺制作的３种几何形态的聚丙烯纤维在不同掺量情况下对水泥基材料学性能的影响,结果表明：⑴当掺量ψｆ≤１．０％时,拉丝ＰＰ纤维和膜裂ⅠＰＰ纤维虽然不能提高混凝土的强度,但却能大幅度提高混凝土的抗弯韧性;⑵低掺量（ψｆ＝０．０５％）时,膜裂ⅡＰＰ纤维对混凝土的力学性能无不良影响,并可使砂浆抗冲强度、混凝土抗弯韧性指数明显提高。另外,还分析了聚丙烯纤维对混凝土力学性能的作用机理。     

混杂纤维大体积混凝土低水化热配合比试验与力学特性

为了研究混杂纤维大体积混凝土水化热处理配合比试验与力学特性,首先通过对现有纤维混凝土的情况进行分析,选择通过将不同模量的纤维进行混掺的方式,将聚丙烯腈纤维还有玄武岩纤维混掺,形成混杂纤维混凝土;然后进行配合比设计,根据研究目标即纤维对混凝土力学特性的影响,将研究内容分为纤维总掺量对混凝土力学特性的影响、纤维比值对混凝土力学特性的影响两部分;最后,按照混凝土配合比设计进行试验,分别研究纤维总掺量及纤维比值对混凝土抗折强度的影响、纤维总掺量及纤维比值对混凝土抗压强度的影响、纤维总掺量及纤维比值对混凝土抗拉强度的影响,得到最佳纤维总掺量以及玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维混合的最佳比值,并且分析试验结果。对于抗折强度最佳纤维总掺量为0.1%、最佳纤维比值为1∶1;对于抗压强度最佳纤维总掺量为0.08%、最佳纤维比值为1∶1;对于抗拉强度最佳纤维总掺量为0.1%、最佳纤维比值为3∶1。     

钢-无机纤维对轻骨料混凝土力学性能及耐久性能的影响

为了研究钢-无机纤维对轻骨料混凝土力学性能和耐久性能的影响,设计不同掺量的单掺陶瓷纤维和玄武岩纤维以及不同掺杂方式的混杂钢-玄武岩纤维和钢-陶瓷纤维增强轻骨料混凝土试件。结果表明,钢-玄武岩纤维对轻骨料混凝土抗压强度和60d透水时水压强度提高最明显,最大增幅分别达14.5%、42.9%;掺入1.35kg/m3玄武岩纤维对抗折强度增幅为62.2%;掺入陶瓷纤维降低了抗压强度和抗渗性能,但提高了抗折强度及抗冻性能;钢-陶瓷纤维对抗渗性能和抗冻性能提升效果较好。     

改性合成纤维混凝土弯曲及抗冲击试验

针对普通混凝土道面易开裂、使用寿命无法达到设计寿命的情况,在普通混凝土中加入合成聚丙烯纤维及聚丙烯腈纤维,以提高混凝土的抗弯拉开裂性能及冲击韧性。对改性合成聚丙烯纤维混凝土及聚丙烯腈纤维混凝土进行了四点弯曲试验,并采用自行设计的冲击试验装置进行了冲击试验及经冻融循环后冲击试验。试验结果表明:在几乎不影响抗压强度的情况下,长度20、40 mm的合成聚丙烯纤维可以显著提升混凝土的抗弯韧性和冲击次数,经冻融后合成聚丙烯纤维混凝土的冲击次数下降幅度明显低于普通混凝土; 在抗弯韧性及抗冲击性能方面,改性合成聚丙烯纤维改善效果最佳,聚丙烯腈纤维次之,而长度40 mm的合成聚丙烯纤维又略强于长度20 mm的合成聚丙烯纤维; 在抗弯韧性方面,掺有长度40 mm合成聚丙烯纤维混凝土相较素混凝土提升了60.09%～120.62%; 未经冻融前掺有长度40 mm合成聚丙烯纤维混凝土在冲击试验中的初裂冲击次数和破坏冲击次数均为最高,相较素混凝土分别提升了114.29%～157.14%和120%～306.67%,相较于掺有长度为20 mm合成聚丙烯纤维的混凝土分别提升了5.56%～23.53%和15.15%～35.90%,相较于掺有聚丙烯腈纤维的混凝土分别提升了5.56%～13.33%和36.36%～60.66%; 试验结果可为混凝土道面的建设提供参考依据。     

玄武岩纤维橡胶混凝土力学及冻融性能试验研究

通过掺入5%~30%的橡胶颗粒、1~5 kg/m^3的玄武岩纤维,开展了玄武岩纤维橡胶混凝土力学性能及抗冻耐久性能试验研究,分析了不同配比下试件的抗压强度变化规律,探讨了玄武岩纤维、橡胶颗粒掺量对混凝土试件质量损失率、相对动弹性模量的影响。结果表明,掺入橡胶颗粒会导致混凝土抗压强度下降,但玄武岩纤维能保持试件破坏时的整体性;当橡胶颗粒用量较少时,玄武岩纤维的掺入能有效提高试件的抗压强度;橡胶颗粒及玄武岩纤维均能在不同程度上提高混凝土试件的抗冻性能,10%的橡胶颗粒掺量对冻融过程中的质量损失有较好的控制作用,但掺量过多时效果不明显;玄武岩纤维掺量对试件冻融过程中的质量损失、相对动弹模量变化相对不敏感,试件的冻融性质受橡胶颗粒的影响更加显著。     

再生混凝土抗气渗性及抗碳化性能研究

以废弃混凝土为再生粗集料,再适当掺加一定量的水泥和矿物掺和料,制成再生混凝土.对再生混凝土的抗气渗性和抗碳化性能进行了研究,试验结果表明:再生混凝土的抗气渗性和抗碳化性能之间具有一定的相关性,但该两者均较普通混凝土差.通过加入矿物掺和料,则再生混凝土的抗气渗性和抗碳化性能均可得到改善.