混合纤维增强全轻混凝土早龄期抗裂性试验研究

试验研究了掺加聚丙烯纤维对钢纤维全轻混凝土早龄期抗裂性能的影响。根据力学性能试验结果,选取钢纤维体积率为1.0%,并按照强度等级LC35、轻骨料密度800级进行全轻混凝土配合比的设计,聚丙烯纤维掺量在0.3～1.5 kg/m3范围内选取5个水平。结果表明,聚丙烯纤维与钢纤维混掺具有提高全轻混凝土早龄期抗裂性的作用,早龄期抗裂性随着聚丙烯纤维掺量的增加而提高,在掺量为0.9 kg/m3时效果最佳,裂缝降低系数达到71.4%(相对于未掺聚丙烯纤维时)。     

聚丙烯纤维和粗骨料对超高性能混凝土抗拉强度的影响研究

向超高性能混凝土中掺入适量粗骨料，可在不降低其力学性能的前提下有效减少胶凝材料的用量，降低其成本。同时，为改善混凝土固有的抗拉强度低的缺陷，将聚丙烯纤维和钢纤维混杂掺入混凝土中可取得较好成果。考虑聚丙烯纤维体积掺量和长径比、粗骨料掺量3个因素，设计并制作了18组共54个超高性能混凝土试块，通过试验研究分析聚丙烯纤维特征参数和粗骨料掺量对含粗骨料超高性能混凝土劈裂抗拉强度的影响规律。结果表明，试验参数范围内，随着聚丙烯纤维体积掺量的增加，ＵＨＰＣ的劈裂抗拉强度呈现先减后增再减的规律；随着聚丙烯纤维长径比的增大，呈现先减后增的规律；聚丙烯纤维最佳配比为体积掺量0．10％，长径比167；掺入质量分数为15％的粗骨料不会降低ＵＨＰＣ的劈裂抗拉强度，但当粗骨料掺量提高到30％时，ＵＨＰＣ的劈裂抗拉强度降低明显。     

钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土劈裂抗拉性能试验研究

为了研发具有绿色环保性质的钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土,笔者通过试验研究了钢纤维体积率!粉煤灰替代率和水灰比三种因素对钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土劈裂抗拉强度的影响规律。试验结果表明:掺加钢纤维对轻骨料混凝土劈裂抗拉强度有明显提高,建议钢纤维体积率取值宜在0.8%～1.2%之间;掺入粉煤灰后,轻骨料混凝土劈裂抗拉强度会降低,建议粉煤灰替代率不宜超过30%;同时掺入钢纤维和粉煤灰后,对不同水灰比的钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土的劈裂抗拉强度均会有明显提高。试验结论可为钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土在工程中的应用提供参考。     

钢纤维、玄武岩纤维及聚丙烯纤维对自密实混凝土性能的影响研究

在混凝土中掺加纤维材料,能够改善自密实混凝土抗拉性能差与延性差的缺点。在分别加入钢纤维、玄武岩纤维与聚丙烯纤维掺料的基础上,通过对自密实混凝土进行塌落扩展度、V型漏斗、L仪试验、抗压强度试验与劈裂试验,研究了纤维种类、纤维体积率与纤维尺寸对自密实混凝土流动性、间隙通过性、抗压强度及劈裂强度的影响。试验结果表明:纤维长度越大、掺量越大,其对自密实混凝土流动性的抵抗作用越强,其中玄武岩纤维的影响最明显,聚丙烯纤维其次,钢纤维相对较弱。除长度在6mm时,钢纤维可少量增强混凝土抗压强度,其他长度对抗压强度的影响不明显;聚丙烯纤维和玄武岩纤维均明显削弱了抗压强度,当聚丙烯纤维体积掺量为0.3%和长度为6mm时,混凝土抗压强度下降了55.8%。钢纤维对劈裂强度有明显影响:短钢纤维具有削弱作用,长钢纤维具有明显增强作用;但钢纤维的掺量对劈裂强度影响不大。此外,聚丙烯纤维和玄武岩纤维对劈裂强度的影响较弱。     

混杂纤维高强混凝土基本力学性能试验研究

本文通过钢纤维和聚丙烯纤维掺量的改变,研究混杂纤维对C60高强混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响。结果表明:无论是单掺还是混杂掺入都对其基本力学性能有着显著影响。     

钢纤维碱矿渣再生骨料混凝土的制备及性能研究

为了解决混凝土早期强度低、热稳定性差的问题,通过添加再生骨料与钢纤维制备了一种碱矿渣再生骨料混凝土,本文分析了再生骨料与钢纤维的掺入对混凝土力学性能的影响。结果表明：混凝土抗压强度、劈裂强度与抗折强度随着再生骨料掺入量的增加均呈下降趋势,抗压强度与抗拉强度随钢纤维掺量的增多先增加后降低,钢纤维掺量为0.6%时,强度达最大值;试件的抗折强度随着钢纤维含量的增加而增加。研究结果为混凝土制备提供参考。     

单掺和混掺纤维面板混凝土抗盐冻耐久性试验研究

为了研究盐冻作用下掺纤维面板混凝土耐久性的问题,将钢纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯-钢纤维、聚丙烯腈-钢纤维和聚丙烯-聚丙烯腈纤维掺入面板混凝土中,在质量分数为3.5%的氯盐浓度下进行冻融循环试验,并对盐冻循环后的试件开展电镜扫描。研究表明:掺纤维面板混凝土的质量损失率随盐冻循环次数增加呈现先减小再增大的趋势,相对动弹性模量和抗压强度则持续减小;单掺钢纤维面板混凝土抗盐冻性能最优,其次是混掺钢纤维面板混凝土,再次是混掺聚丙烯纤维面板混凝土,最差的是单掺聚丙烯纤维面板混凝土,但均优于普通面板混凝土抗盐冻性能。电镜扫描微观结果有效验证了单掺和混掺纤维对面板混凝土抗盐冻性能的作用效果。     

不同基体强度钢纤维混凝土劈拉性能研究

研究分析了混凝土中加入钢纤维后其劈裂抗拉强度的变化规律。分析结果表明:强度越高的混凝土掺入钢纤维后其劈裂抗拉强度的增长幅度越大,超高强混凝土在钢纤维体积掺量达到3%时劈裂抗拉强度增长率仍在提高。但对于强度相对较低的混凝土,钢纤维体积率达2%之后劈拉强度增长率已不再提高。     

纤维混掺超高性能混凝土抗冲磨与拉伸性能研究

为明确钢纤维-聚丙烯(PP)/聚乙烯醇(PVA)纤维混掺对超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)抗冲磨和拉伸性能的影响,本文通过PP/PVA纤维与钢纤维混掺、长短PVA纤维混掺等方式,研究了UHPC抗冲磨性能,阐明了纤维混掺提升UHPC抗冲磨强度的作用机制;研究了不同掺量PVA纤维与钢纤维混掺对UHPC拉伸性能的影响,测试了UHPC拉伸应力-应变曲线,分析了纤维混掺对UHPC拉伸断裂能的影响。结果表明：在1.0%钢纤维的基础上添加0.2%~1.0%的PP/PVA纤维,能进一步提高UHPC的抗冲磨强度;纤维掺量相同时,钢-PP纤维混掺UHPC的抗冲磨性能整体上略优于钢纤维UHPC、钢-PVA纤维混掺UHPC和长短PVA纤维混掺UHPC;长短PVA纤维混掺时,长短纤维体积比为3∶1时UHPC抗冲磨强度最高。钢-PVA纤维混掺UHPC拉伸应力-应变曲线表现为应变软化,钢-PVA纤维混掺UHPC较钢纤维UHPC的抗拉强度略低,钢纤维比钢-PVA混掺纤维能更好地抑制微裂缝的萌生与扩展。     

粉煤灰陶粒轻骨料混凝土降脆增韧试验研究

粉煤灰陶粒轻骨料混凝土虽然具有轻质、抗压强度高等优点,但是脆性过大限制了其在土木工程中的应用。针对这一问题,通过试验首先采用正交设计方法得出粉煤灰陶粒混凝土最优基准配合比,然后在最优配合比的基础上掺入不同量的聚丙烯纤维,研究聚丙烯纤维对粉煤灰陶粒混凝土抗压强度和抗折强度的影响。试验结果表明:在粉煤灰陶粒轻骨料混凝土中掺入聚丙烯纤维具有显著降脆增韧作用,能够提高粉煤灰陶粒混凝土的抗裂性能,最优聚丙烯纤维掺量为0.8 kg/m3。     

陶粒混杂纤维混凝土强度正交试验研究

为了解决目前轻质混凝土力学性能不足的问题,开展了向轻质混凝土中掺入多种纤维以提高其力学性能的试验。采用正交试验方法分析了陶粒、玄武岩纤维和聚丙烯纤维这3种添加物对于混凝土抗压强度和最大抗剪荷载的影响。结果表明:陶粒替代部分粗骨料能够有效降低混凝土的自重并大幅度降低混凝土的抗压强度,但陶粒可以提升混凝土的最大抗剪荷载,最大提升幅度为13.7%;玄武岩纤维与聚丙烯纤维的掺入可以有效地提高混凝土的抗压强度和最大抗剪荷载,对混凝土抗压强度的最大提升幅度分别为9.7%和5.7%,对混凝土最大抗剪荷载的最大提升幅度分别为36.2%和13.1%。建立的混杂纤维混凝土抗压强度和最大抗剪荷载的预测模型能够精确地预测其抗压强度以及最大抗剪荷载。研究成果对混杂纤维混凝土的力学性能研究具有一定的参考价值。     

基于二元方差分析的钢纤维混凝土力学特性研究

通过室内试验开展了钢纤维体积率、基体混凝土强度等级两种不同试验因素对钢纤维混凝土劈裂抗拉强度、抗折强度和抗剪强度指标的影响分析，并采用二元方差分析方法进行了对比验证。研究结果表明：钢纤维体积率、基体混凝土强度等级是影响钢纤维混凝土力学性能的重要因素；随着混凝土强度等级、钢纤维体积率的增加，钢纤维混凝土劈裂抗拉强度、抗剪强度和抗折强度均呈增长趋势，但增幅会逐渐趋缓；基体混凝土强度等级对混凝土劈裂抗拉强度作用更明显，而钢纤维体积率对钢纤维混凝土抗剪和抗折强度作用更明显；二元方差分析验证结果与钢纤维混凝土指标影响实验一致。研究成果可为实际工程中优化钢纤维混凝土配合比设计提供参考依据。     

含白云石粗骨料超高性能混凝土的性能试验研究

为了降低超高性能混凝土(UHPC)中水泥等胶凝材料的用量,掺入白云石粗骨料(CDA),制备了含CDA的UHPC,并探讨了粗骨料含量和钢纤维体积掺量对UHPC抗压强度、弯曲强度、弹性模量、单轴拉伸性能以及耐磨性能的影响。结果表明:随着CDA含量的增加,UHPC弹性模量的显著提升,而抗压强度和弯曲强度则先上升后下降;钢纤维体积掺量的增加,增大了含CDA的UHPC的抗压强度、初裂强度、峰值强度和断裂耗能,降低了试件历经磨损后的质量损失和磨损深度,优化了其单轴拉伸性能和耐磨性能;当CDA含量为200 kg/m³、钢纤维体积掺量为1.5%时,制备的UHPC各项性能综合最佳。研究成果可供超高性能混凝土研究人员参考。     

基于三维细观结构轻骨料混凝土力学性能的数值模拟

为了从细观结构上研究轻骨料混凝土的破坏机理,利用SCDM软件提出了一种新型划分网格技术,建立了三维细观结构的轻骨料混凝土有限元模型。模拟了轴心抗压与劈裂抗拉试验破坏过程,并与试验结果进行对比分析。计算结果表明:轴心抗压与劈裂抗拉强度的计算值与试验值的误差均在3.5%以内。在轴心抗压模拟试验过程中,裂纹最先出现在轻骨料处,表明轻骨料是轻骨料混凝土材料的薄弱环节,随着荷载进一步加大,最终形成了一个有两个对顶的锥形界面。在劈裂抗拉模拟试验过程中,裂纹也是最先出现在轻骨料处,随着载荷的增大,最终形成了一条宽大的主裂纹,且与主拉应力相垂直。与试验结果对比分析表明,本文提出的模拟方法,可以很好地模拟轻骨料混凝土静力学性能。     

纤维增强富浆胶凝砂砾石的性能研究

本文首次研究了纤维对富浆胶凝砂砾石性能的作用,分析了6种不同纤维对富浆胶凝砂砾石坍落度、抗压强度、劈裂抗拉强度、抗冻性的影响,讨论了振捣时间对富浆胶凝砂砾石抗冻性的影响,并结合实际工程,给出了富浆胶凝砂砾石推荐配合比。结果表明,随着单丝聚丙烯纤维掺量的增加,富浆胶凝砂砾石的坍落度逐渐减小,抗压强度和劈裂抗拉强度先增大后减小;聚丙烯纤维和钢纤维对富浆胶凝砂砾石的增强效果最好,且掺入1. 2 kg/m~3聚丙烯纤维、钢纤维的富浆胶凝砂砾石抗冻性分别可达400次、300次;为保障纤维提高富浆胶凝砂砾石抗冻性的效果,掺入纤维的富浆胶凝砂砾石振捣时间不宜长于45 s;给出了岷江航电犍为防护堤垫层及防渗保护层富浆胶凝砂砾石的推荐配合比,掺入聚丙烯纤维后,可减小水泥用量。     

玻璃纤维与聚丙烯纤维混凝土性能的对比试验

设计了常温下普通强度等级混凝土和高性能自密实混凝土的试验,对比分析了玻璃纤维和聚丙烯纤维在掺量一致(0.5kg/m3和1.0kg/m3)、长度相近的条件下对混凝土性能的影响。试验表明,玻璃纤维和聚丙烯纤维均能提高普通混凝土的抗折强度和劈拉强度,但玻璃纤维的效果优于聚丙烯纤维。玻璃纤维和聚丙烯纤维对高性能自密实混凝土抗压强度和抵抗早龄期自由收缩的能力的影响区别不明显,但均能改善高性能自密实混凝土受压时的脆性破坏特征。     

混杂钢-聚丙烯纤维混凝土的试验研究与强度计算

为探究混杂钢-聚丙烯纤维混凝土力学性能,基于复合材料强度理论,在试验研究的基础上,对混凝土强度对比试验结果进行数值分析,并根据试验结果规律,给出了混杂钢-聚丙烯纤维混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和轴心抗拉强度的计算式,以及各强度间的关系。通过数理统计方法分析研究了混杂纤维混凝土中纤维体积率、长径比对强度的影响,确定了计算模式中的待定参数。从强度计算式中不同纤维对应的影响系数可以看出,对混杂钢-聚丙烯纤维混凝土的强度起决定作用的是钢纤维的体积率和长径比;混杂钢-聚丙烯纤维混凝土的强度计算式与关系式拟合效果良好,可为同行业研究者们和工程应用提供参考。