改性聚丙烯纤维对混凝土力学性质的影响

采用实验室测试的方法研究改性聚丙烯纤维对混凝土力学性质的影响。主要得到以下结论:①改性聚丙烯(粗)纤维随着纤维掺量(0.4%~0.8%)的增加,混凝土的强度和韧性都得到提高,但是当掺量超过0.8%后,抗折强度反而出现负增长。②改性聚丙烯(粗)纤维的掺量达到0.8%时,纤维混凝土抗折强度是素混凝土的1.304倍;改性聚丙烯(粗)纤维直径比普通聚丙烯单丝增大了10倍以上,弹性模量提高了70%,试验证明纤维在混凝土中起到了微筋材的作用产生有效的增强效果,但纤维掺量不宜过大,过大反而会使强度降低。③混凝土韧性随着纤维掺量(0.4%~1.0%)的增大而增加,当体积掺量达到1.0%时,弯曲韧度指数η_(m30)达到最大,是素混凝土的9.9倍。     

纤维对超轻质水泥基复合材料抗弯性能的影响

超轻质水泥基复合材料(ULCC)是一种新型复合材料。通过对超轻质水泥基复合材料抗弯性能的试验研究,分析了掺入不同体积含量(0.5%,1.0%)的聚乙烯醇(PVA)纤维和钢纤维(ST)对其抗弯性能的影响。结果表明,在掺入同种纤维的情况下,1.0%体积掺量纤维掺入时,极限弯拉强度和试件吸收能量的能力都有明显的提高;在掺入同样体积掺量纤维的情况下,掺入PVA纤维时的极限弯拉强度要小于掺入钢纤维时的极限弯拉强度;1.0%体积掺量PVA纤维的掺入可以更好的提高水泥基体的抗弯抗韧性能;在保证荷载降低到同样水平的条件下,钢纤维的掺入可以在一定程度上加大试件的最终跨中挠度,掺入1.0%体积掺量纤维时,掺入钢纤维时的最终跨中挠度值要比掺入PVA纤维时高534.86%。     

纤维增强混凝土韧性及声发射特征分析

针对地下开采所引发的建筑物开裂、破坏等问题，研制了具有较强抗变形能力的混凝土材料。对添加端钩形钢纤维、波浪形钢纤维、微丝镀铜钢纤维、仿钢纤维和丝状聚丙烯纤维5种不同纤维的纤维混凝土(FRC)进行抗压、劈裂、轴心抗压和四点弯曲试验，研究了FRC的抗压韧性评价指标和抗弯韧性评价指标变化规律。并通过声发射试验，对波浪纤维混凝土四点弯曲时裂缝的萌生和扩展进行监测，将声发射相关参数与混凝土的弯曲韧性联系起来，分析了FRC在整个弯曲破坏阶段的力学行为，基于现有弯曲韧性评价方法，提出了一种包含5个指标的新型弯曲韧性评价方法。该方法可以定量分析纤维混凝土的峰前、峰后弯曲性能。研究结果表明：微丝镀铜钢纤维对混凝土的抗压韧性改善最大，能有效抑制混凝土开裂剥落，端钩形钢纤维、波浪形钢纤维对C40和C50混凝土抗弯韧性改善最大，改变了裂纹生长方式。纤维的掺入减小了开裂宽度和早期微裂缝的产生，延长裂缝扩展的时间，拉伸裂纹向剪切裂缝的转变是FRC韧性提升和裂缝以不规则形式攀升的主要原因。声发射特征参数能够准确监测FRC裂缝萌生阶段、稳定增长阶段、失稳开裂阶段、残余破坏阶段与特定挠度下的特征点。由此改进的弯曲韧性评...     

聚丙烯纤维磷石膏胶结体早期力学强度特性及增韧机理研究

在传统水泥基复合材料的研究领域,纤维增强了材料的强度、韧性、延展性和抗裂性。为了提高磷石膏胶结体的早期强度,掺入聚丙烯纤维作为增强剂,开展了掺纤维磷石膏胶结体制备试验以及单轴抗压强度试验,分析了纤维对磷石膏胶结体破坏规律的影响,并通过SEM探究了纤维对磷石膏胶结体的增韧机理。研究结果表明:随纤维掺量增加磷石膏胶结体单轴抗压强度呈先增加后降低的趋势,且纤维最优掺量为1%;掺入纤维的磷石膏胶结体能延缓峰值抗压强度达到时间且破坏时的峰值应力更大,未掺入纤维的磷石膏胶结体在荷载超过应力峰值后快速失稳,掺入聚丙烯纤维的磷石膏胶结体则呈缓慢降低趋势;随着纤维的掺入,磷石膏胶结体的裂纹数量逐渐减少,且裂而不断,磷石膏胶结体的延性变形明显;微观下聚丙烯纤维表面附着有絮团状水化产物,且在磷石膏胶结体固结过程中相互缠结形成稳定的网状结构。研究成果可为磷石膏基复合材料在固废胶结充填现场的应用提供一定参考。     

聚丙烯纤维对煤矸石混合料性能影响研究

在水泥粉煤灰稳定煤矸石混合料中掺加聚丙烯纤维改善其性能,在室内进行了混合料无侧限抗压强度、间接抗拉强度、抗弯拉强度及干缩性能实验,并与未掺入纤维组进行对比分析。结果表明：掺加聚丙烯纤维能够显著提高混合料后期无侧限抗压强度,但持续增加聚丙烯纤维掺量及纤维长度对提高混合料抗压强度的贡献性不大;混合料的间接抗拉强度随着纤维长度的增加呈先增后减趋势,抗弯拉强度随着纤维长度的增加呈半抛物线增长趋势,且在纤维长度一定的情况下,纤维掺量越大,抗拉强度提高效果越明显;聚丙烯纤维的掺入能够降低混合料的干缩系数及干缩应变,且在同一龄期,纤维掺量越大,混合料的干缩性能改善越明显。这为水泥粉煤灰稳定煤矸石混合料应用于路面基层提供了试验依据。     

纤维补强增韧固化土的试验研究

在土壤固化剂固化土中加入聚丙烯纤维改善固化土的力学性能,考察了试件养护龄期、聚丙烯纤维以及固化剂掺量对固化土无侧限抗压强度和受压过程的影响.结果表明,聚丙烯纤维可有效提高固化土的无侧限抗压强度,掺量为0.1％时纤维固化土的无侧限抗压强度较同龄期未掺时提高了9.4％;随着龄期增长和固化剂掺量增加,抗压强度不断增加;聚丙烯纤维的掺入可有效提高固化土的韧性.     

磷酸镁水泥耐水性能改善的研究

磷酸镁水泥(MPC)是一种早强快硬的新型胶凝材料。研究了不同掺量的铝盐、铁盐、粉煤灰以及外涂不同涂层防水剂对磷酸镁水泥耐水性能的影响。结果表明,90 d时,铁盐掺量0.50%,强度保留率为88.09%,铝盐掺量0.75%,强度保留率为80.18%,与磷酸镁水泥基准组强度保留率56.50%相比,分别提高了31.59%和23.68%,说明对磷酸镁水泥耐水性改性效果较好;掺加粉煤灰以及外涂防水剂也能不同程度的改善磷酸镁水泥耐水性,且随着防水剂涂层的增加,MPC试件在水养条件下的抗压强度呈增长趋势。     

纤维掺合料对高强增塑喷射混凝土塑性的影响

通过讨论纤维品种、纤维长度及掺量等对喷射混凝土的应变、弹性模量、变形模量等的影响 ,指出钢纤维具有较好的增塑效果 ,聚丙烯纤维、玻璃纤维次之 ,当纤维长度在 5 0～ 6 0mm ,掺量在 1 0～ 1 5 %时 (体积率 ) ,混凝土具有最佳塑性 ,过多和过长的纤维无益于塑性改善 ,为纤维喷射混凝土在工程中的应用打下了坚实的理论基础。     

哑铃型钢纤维粉煤灰混凝土的弯曲疲劳特性

混凝土的弯曲疲劳性能是钢纤维混凝土的主要力学性能，用4点加载方法重点研究了全掺钢纤维混凝土梁和底层撒布较长钢纤维的聚丙烯腈纤维混凝土梁的弯曲疲劳性能，研究证明：底层撒布较长钢纤维的聚丙烯腈纤维混凝土梁的弯曲疲劳强度比素混凝土提高15．7％；当应力水平为0．90时，全掺钢纤维(体积分数为1．0％)混凝土梁弯曲疲劳寿命是素混凝土22．47倍，底层撒布较长钢纤维的聚丙烯腈纤维混凝土梁的弯曲疲劳寿命是素混凝土的29．01倍，即底层撒布较长钢纤维的聚丙烯腈纤维混凝土梁的弯曲疲劳性能比单独撒布一层钢纤维或单独采用聚丙烯腈纤维来增强混凝土效果更加显，对于道路及机场跑道采用这一结构形式比较理想。表7，参9．     

干湿循环作用下聚丙烯纤维对混凝土力学性能影响

为研究干湿循环作用对混凝土力学性能的影响,在混凝土中分别掺入质量分数为1%、2%、3%、4%的聚丙烯纤维来改善混凝土的弹性模量、抗压强度和抗折强度等力学性能。结果表明,在相同的循环次数下,随着纤维掺量的增加,混凝土的弹性模量、抗压强度和抗折强度逐渐增加,增加速率呈现先增加而后下降的趋势;在相同的纤维掺量下,混凝土的弹性模量、抗压强度和抗折强度随着干湿循环次数的增加而逐渐降低,下降速率随着循环次数的增加而增加。聚丙烯纤维对混凝土的耐干湿循环性能有着明显提高,其最佳掺量为2%。     

酸雨作用下钢纤维煤矸石混凝土耐久性研究

基于酸雨循环侵蚀试验,探究了在不同pH值酸雨溶液与钢纤维掺量条件下,钢纤维增强煤矸石混凝土质量、劈裂抗拉强度及碳化深度等耐久性指标的变化特性。结果表明：第1次酸雨循环时,pH值为2.0酸雨溶液中钢纤维煤矸石混凝土达到最大质量,其增加率为0.25%,随后骤降到最小质量,其质量损失率峰值2.37%;钢纤维煤矸石混凝土劈裂抗拉强度损失率与循环数呈近似线性关系,其最大损失率为21.91%;不同pH值酸溶液中钢纤维煤矸石混凝土碳化深度与酸雨循环数呈正相关,显著性表现为pH=2.0＞pH=3.0＞pH=4.0;1.0%钢纤维掺量是钢纤维煤矸石混凝土的最优掺量,可优化其空隙结构,有效抑制酸雨溶液的侵蚀。     

钢渣矿渣掺合料对水泥性能的影响

研究了钢渣的掺入量对水泥浆体性能的影响,以及钢渣单掺和钢渣与矿渣复掺对水泥胶砂强度的影响。结果表明:钢渣的掺入可以改善水泥浆体的流动性,凝结时间随钢渣掺量增加而延长。单掺钢渣时,水泥胶砂强度下降明显。钢渣与矿渣复掺会相互激发、相互促进水化,水泥胶砂强度变化不大,且钢渣在复合粉中的比例为20%,替代水泥量为50%时,28 d强度已超过基准样。     

复合型镁质胶凝材料的制备原理

以广西临桂县白云石为原料,煅烧、磨细后成为苛性白云石镁质胶凝材料,与氯化镁溶液调和后的强度较低,其24h标准稠度净浆的抗折强度仅达到1.0 MPa,3d净浆抗压强度仅达到8.8 MPa,将苛性白云石镁质胶凝材料与菱苦土按适当比例混合后可构成复合型镁质胶凝材料,其24h标准稠度净浆的抗折强度可达到9.3 MPa,3d净浆抗压强度可达到74.8 MPa,用以生产机电设备的包装箱等制品是可行的.在一定程度上增加复合型镁质胶凝材料的细度,能够增加复合型镁质水泥的强度.复合型镁质胶凝材料的凝结时间和安定性均合格.     

氧化镁和聚丙烯纤维对混凝土强度及干缩性能的影响

为研究添加氧化镁和聚丙烯纤维对混凝土抗压强度和干缩性的影响,对不同掺量氧化镁和聚丙烯纤维的混凝土进行了单轴抗压强度和干缩试验。结果表明：适量的单掺氧化镁或聚丙烯纤维均对混凝土抗压强度有提高作用;单掺氧化镁可以补偿混凝土的体积收缩,但掺量较高时,会造成混凝土体积的持续膨胀,降低混凝土的后期强度;在混凝土中同时掺加适量的氧化镁和聚丙烯纤维,可在增加混凝土后期强度的同时,有效减少混凝土早期的体积收缩,并且聚丙烯纤维能够抑制混凝土体积的持续变化。试验结果可以为防止矿山及水利工程隧道衬砌混凝土的收缩开裂提供参考。     

复合硅酸盐水泥改善石膏材料耐水性能研究

以改善石膏耐水性为目的,采用复合硅酸盐水泥作为无机改性剂,研究复合硅酸盐水泥及其掺量对石膏表观密度、强度、吸水率、软化系数的影响。结果表明,适量复合硅酸盐水泥的掺入可以改善石膏的强度、软化系数及吸水率;水泥的最佳掺量应为20%,此时石膏干抗压强度、干抗折强度、湿抗压强度、湿抗折强度、抗压软化系数、抗折软化系数分别为22.82 MPa、6.95 MPa、10.73 MPa、4.22 MPa、0.47、0.61,相较于未掺入分别提高18.85%、14.12%、46.79%、31.06%、23.68%、15.09%。     

PM2.5高效吸附过滤矿物复合材料制备及性能研究

以针叶植物纤维和矿物纤维为原料,采用液态沉积工艺,制备了复合多孔过滤片材料。研究了合成工艺条件对矿物复合吸附过滤材料物化性能及对真实大气中PM2.5过滤性能的影响。当纤维质量比为4∶1、单位面积质量100 g/m2、厚度为400μm、紧度为0.27 g/cm3、透气量为220 L/(m2·s )时,样品可将大气中PM2.5含量由269μg/m3（六级重度污染）,一次吸附过滤后降至26.6μg/m3（一级优）,去除率为90.1%。     

攀钢钢渣细粉对水泥胶凝性能的影响

为探究攀钢转炉钢渣作为水泥掺加料、实现钢渣高效资源化利用的可行性,以攀钢转炉钢渣和四川峨胜水泥熟料为原料,研究了不同粒度、不同掺量钢渣细粉对水泥胶凝性能的影响。结果表明：在钢渣细粉掺加量一定的情况下,掺入的钢渣细粉粒度越细,水泥的标准稠度需水量越大、初凝和终凝时间越长、水泥胶砂的强度和活性指数越高;在钢渣细粉粒度一定的情况下,水泥胶砂的强度随着钢渣细粉掺入量的增加而降低,当钢渣细粉掺入量超过钢渣复合水泥质量分数的30%时,水泥胶砂的强度将大幅下降;D₅₀=6.21 μm和D₅₀=3.17 μm的钢渣细粉按30%取代水泥时,钢渣复合水泥胶砂的强度和安定性均满足国家P.S.A 32.5级水泥标准要求。     

高韧性纤维混凝土在深部软岩巷道支护中的应用

为满足煤矿软岩巷道支护结构高强高韧的要求,改善素混凝土的脆性高韧性差问题,提出了将高韧性合成(粗)纤维与钢纤维混杂掺加到水泥基材料中形成复合水泥基材料,通过喷射工艺使这种复合材料在软岩巷道围岩表面形成一定厚度的喷层与锚杆、锚索等组成联合支护体,完成对软岩巷道支护的方法。通过实验室对选择的混杂合成(粗)纤维混凝土进行力学性能试验,混杂改性合成(粗)纤维增强增韧效果明显。同时对掺入的比例进行了优选。用FLAC有限差分程序计算的设计软件对初选的支护参数进行支护效果模拟验算和对支护参数进行了优化选择,经过3 a试验巷道的观测,素混凝土对比段已经出现开裂和脱落修护过一次,纤维混凝土试验段巷道依然完好,取得了很好的支护效果。     

掺无机纤维的钢渣胶凝材料的理化特性分析

本文研究了玻纤和矿纤分别掺人钢渣、水泥复合胶凝材料时对胶砂强度和膨胀性的影响.结果表明随着钢渣掺量的提高,各龄期胶砂强度下降;随着纤维掺量的提高,胶砂试件各龄期强度下降,相比纤维掺量为0时,玻纤掺量为0.1％、0.5％时,28 d抗压强度分别提高2.36％、降低10.6％,矿纤掺量为0.1％、0.5％时,28 d抗压强度分别提高7.4％、降低17.2％.沸煮和压蒸试验结果表明,钢渣与水泥配比相同时,玻纤掺量高的试件其压蒸膨胀率低;掺入质量分数0.3％的6 mm玻纤时,试件压蒸膨胀率比纤维掺量为0时降低18.87％;掺入混合玻纤的试件其压蒸膨胀率较单掺时低.SEM显示,随着水化的进行,纤维表面生长C-S-H凝胶以及Ca(OH)2晶体,纤维与基体的粘结程度提高,矿纤与基体的表面粘结程度较玻纤高.