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。     

聚丙烯纤维水泥基复合材料物理力学性能研究(Ⅰ)--抗塑性干缩开裂性能

研究了采用不同工艺制作的3种不同几何形态的聚丙烯纤维在不同掺量情况下对水泥基材料抗塑性干缩开裂性能的影响.结果表明:(1)聚丙烯纤维几何形态对抗塑性干缩开裂性能有明显影响,拉丝PP纤维效果最好,膜裂ⅡPP纤维次之,膜裂ⅠPP纤维最差;(2)聚丙烯纤维掺量对抗塑性干缩开裂性能也有较大影响.随纤维掺量增大,抗塑性干缩开裂性能随之增强,在一定实验条件下,当拉丝PP纤维掺量(体积分数)≥0.10%时,可使水泥砂浆免于塑性干缩开裂.另外,对纤维阻止塑性干缩开裂的机理也进行了分析和讨论     

水泥砂浆塑性抗拉强度与收缩开裂的关系

研究了水泥砂浆塑性抗拉强度的实验测试方法及部分基体参数（水泥品种、水泥强度等级、外加剂种类、混合材品种及掺量）、纤维参数（纤维掺量、纤维直径、纤维长度）和实验条件（塑性失水条件、失水时间）对水泥砂浆塑性抗拉强度的影响规律，并分析了其与砂浆塑性收缩开裂总权重值的关系。结果表明：水泥砂浆的塑性收缩开裂性能主要与砂浆的塑性抗拉强度和砂浆中的毛细管收缩应力有关，且取决于该2因素的相对大小。另外，对砂浆塑性收缩开裂机理进行了探讨。     

芳纶纤维砂浆的抗折强度与抗塑性收缩开裂

研究了掺芳纶纤维水泥砂浆抗折强度与抗塑性收缩开裂性能.结果表明:随着芳纶纤维掺量增加,其水泥砂浆抗折强度、抗塑性收缩开裂性能均有所提高,掺量为1.5%(体积分数)时,抗折强度提高了26.49%,塑性收缩裂缝可减少到24.95%.另外,探讨了芳纶纤维增强水泥砂浆的作用机理.     

聚丙烯纤维砂浆抗裂性能的定量图像分析

结合数字图像分析技术,提出了评价纤维砂浆抗裂性能的方法。自行设计一套模具,研究了聚丙烯纤维长度和掺量对砂浆抗裂性能的影响,并分析了纤维砂浆的抗裂机理。研究结果表明:聚丙烯纤维能显著降低水泥砂浆的早期塑性开裂,且随着纤维掺量和长度的增加,其抗裂性能增强。这一研究方法实现了纤维抗裂性能的定量表征,为聚丙烯纤维在砂浆及混凝土中的应用提供了参考。     

聚丙烯纤维和丁苯乳液对水泥砂浆性能的影响

研究了掺量为0~0.3%(体积分数)的聚丙烯纤维,掺量为0~12%(质量分数)的丁苯乳液在单掺、复掺情况下对水泥砂浆3,28,90 d抗压、抗折强度,以及28 d龄期时磨损、冲击性能等的影响.研究结果表明,纤维的掺入大幅度提高了丁苯乳液砂浆的抗冲击和抗磨损性能,提高丁苯乳液砂浆抗磨损性能的最佳纤维掺量为0.1%;纤维掺量越大,对提高丁苯乳液砂浆的抗冲击性能越有利.丁苯乳液的掺入改善了聚丙烯纤维与基体之间的界面粘结,增强了掺纤维砂浆的长期力学性能.丁苯乳液、聚丙烯纤维的复掺效果优于这两者单掺的情况,复掺对水泥砂浆起到了双重改性的效果.     

“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。     

掺加PP纤维及膨胀剂提高水泥砂浆抗裂性能的研究

研究了聚丙烯纤维掺量、纤维长度及膨胀剂等对水泥砂浆塑性收缩开裂性能的影响。结果表明:纤维掺量增大,水泥砂浆抗塑性开裂能力增大;纤维长度越长,水泥砂浆抗塑性开裂能力越大;膨胀剂在低纤维掺量(0.05%)时,其控制砂浆塑性裂缝的效果较高纤维掺量(0.15%)时好;聚丙烯纤维和膨胀剂在配比合适的条件下,其叠加效果更好。     

硅灰对玄武岩纤维与尼龙纤维混掺水泥砂浆性能的影响

在混掺玄武岩纤维与尼龙纤维增强水泥砂浆的基础上掺入硅灰,利用硅灰的火山灰效应和微集料填充效应改善纤维与砂浆的界面性能,充分发挥纤维对砂浆的增强作用。研究了硅灰掺量对纤维砂浆的工作性、抗折强度和剪切黏结强度的影响,并对硅灰在纤维砂浆中的作用机理进行了分析。结果表明,硅灰的掺入能有效改善纤维砂浆的抗折强度和剪切黏结强度,并且能显著提高纤维与砂浆界面的黏结强度,但砂浆的工作性随着硅灰掺量的增加而降低。本试验条件下,硅灰最适宜的掺量为8%。     

纤维增强磷酸钾镁水泥砂浆工作性、力学性能与韧性研究

为了改善磷酸钾镁水泥（MKPC）砂浆的脆性,研究了聚甲醛（POM）纤维的掺量（0～2.0%）对MKPC砂浆工作性、力学性能和韧性的影响,并进行了SEM分析。结果表明：随着POM纤维掺量的增加,砂浆的流动度和抗压强度均降低,抗折强度和折压比均先增大后减小,韧性提升;POM纤维在砂浆基体中主要发生拔出破坏,其桥连作用有效抑制了裂缝的产生和扩展。     

纤维聚合物水泥砂浆与基体界面粘结性能研究

通过实验研究钢纤维、聚丙烯纤维、碳纤维等三种不同种类纤维和SBR乳液在单掺、复掺时对新拌砂浆与水泥混凝土基体之间界面粘结强度的影响,寻求适合于混凝土结构修补的新材料。在预先处理的基体表面浇筑不同类型的新拌水泥砂浆,在温度为(20±2)℃,湿度为(60±5)RH%的养护室中养护28d后,测试粘结面的粘结强度,通过粘结强度来反映不同种类纤维和乳液单掺、复掺对新旧水泥基体料粘结效果的影响。同时分析了纤维和乳液对新旧水泥基界面粘结性能作用的机理。研究结果表明,掺量为0.1%的碳纤维砂浆以及掺量不小于0.3%的钢纤维砂浆在复掺SBR(styrene-butadiene rubber)乳液的情况下对界面粘结性能作用效果比纤维、乳液单掺情况下均要好,而聚丙烯纤维与乳液复掺效果不明显。不同种类的纤维砂浆在复掺SBR乳液的情况下,均能有效改善新拌纤维砂浆与基体之间界面结性能,且随着乳液掺量的增加作用效果越好。钢纤维聚合物砂浆和碳纤维聚合物砂浆适用于混凝土结构修补。     

复掺羟乙基甲基纤维素和聚丙烯纤维对水泥砂浆塑性收缩开裂性能的影响

研究了聚丙烯纤维和羟乙基甲基纤维素对水泥砂浆塑性收缩开裂性能的影响.结果表明,掺加三叶形聚丙烯纤维能减小水泥砂浆的塑性收缩开裂;随着聚丙烯纤维掺量的增大,水泥砂浆的开裂总权值先减小后增大,在掺量为0.2%时达到最小值.掺加羟乙基甲基纤维素能够减小水泥砂浆塑性开裂总权值.复掺三叶形聚丙烯纤维和羟乙基甲基纤维素能够显著降低水泥砂浆的塑性收缩开裂,当聚丙烯纤维掺量为0.2%、羟乙基甲基纤维素掺量为0.10%时能完全消除砂浆的塑性收缩开裂.     

PP纤维对混凝土3D可打印性和力学性能的影响

分析了聚丙烯(PP)纤维掺量和长度对拌和物流动性和流变性的影响,研究了不同打印喷头直径、打印层高下,PP纤维对拌和物挤出性和建造性的影响,探讨了PP纤维3D打印混凝土吸水率、抗压强度和抗折强度的性能特征。结果表明:掺入PP纤维对拌和物的流动性、流变性、挤出性有负面影响,但有利于建造性;当PP纤维掺量为0.6%、长度为9 mm时,试件的抗折强度提升了80.8%;综合可打印性、力学性能和实例验证,当打印喷头直径为20 mm、打印层高为8 mm、PP纤维掺量和长度分别为0.6%、9 mm时,PP纤维3D打印混凝土的各项性能最佳。     

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。     

表面活性剂对超高分子量聚乙烯UPE纤维分散性及其砂浆力学性能的影响

分别采用硅烷偶联剂KH570、聚乙烯醇和羟丙基纤维素三种表面活性剂处理超高分子量聚乙烯UPE纤维,研究了处理后纤维在水泥基中的分散性能及其砂浆的力学性能的影响。结果表明:与处理前纤维相比,经处理后的纤维,可明显提高纤维的亲水性能。一定范围内,纤维在砂浆中的分散性相对误差越小砂浆抗折强度越高,当分散误差低于7%时,抗折强度趋于稳定。与7 d龄期的素砂浆相比,较低掺量下,除硅烷偶联剂KH570能降低砂浆强度外,其余两者基本不会对砂浆强度造成影响。与处理前7 d龄期的纤维砂浆相比,经硅烷偶联剂KH570处理后的纤维砂浆的抗折、抗压强度分别降低17.1%、15.3%,弯曲韧性指数I5、I10、I30分别提高了9.7%、19.5%、14.1%;经聚乙烯醇、羟丙基纤维素处理后的纤维砂浆抗折强度分别提高7.7%、8.1%,弯曲韧性指数I5、I10、I30分别提高了8.0%、10.4%、11.6%、13.3%、13.4%、19.6%,抗压强度变化不大。     

水泥基体参数对砂浆塑性收缩开裂性能的影响

研究了水泥基材料基体参数对砂浆塑性收缩开裂性能的影响，结果表明：水泥品种不同，砂浆的塑性开裂性能不同；水泥标号增大，砂浆的塑性开裂也将加大；存在使砂浆塑性开理解最大化的水比；灰砂比越小，砂浆的抗塑性开裂性能越好；粗细集料、外加剂种类、混合料品种及掺量也对砂浆的塑性开裂性能有很大影响。     

聚丙烯纤维和膨胀剂对水泥砂浆塑性收缩开裂性能的影响

研究了聚丙烯纤维掺量、纤维长度及膨胀剂等对水泥砂浆塑性收缩开裂性能的影响。结果表明：纤维掺量增大，水泥砂浆抗塑性开裂能力增大：纤维长度越长，水泥砂浆抗塑性开裂能力越大；膨胀剂在低纤维掺量（0．05％）时，其控制砂浆塑性裂缝的效果较高纤维掺量（0．15％）好；聚丙烯纤维和膨胀剂在合适的条件下，其叠加效果更好。     

合成纤维对不同强度混凝土塑性开裂性能的影响

在混凝土中掺入适量的合成纤维可明显提高其抗拉强度、韧性和阻裂性能等。以两种强度的混凝土为基体,系统研究了合成纤维种类和长度对混凝土塑性开裂性能的影响规律。结果表明,掺入合成纤维可明显提升混凝土的抗塑性开裂能力,其中PVA纤维与PAN纤维效果相当,PP纤维略差;混凝土强度增加,合成纤维的抗裂性能提高;合成纤维长度是影响混凝土抗裂性能的关键因素,受纤维分散性的影响,并非越长越好。     

聚甲醛纤维增强地聚物再生混凝土的力学性能研究

通过坍落度试验、立方体抗压试验及四点弯曲试验研究了聚甲醛(POM)纤维增强地聚物再生混凝土(PRGRC)的坍落度、抗压强度、抗折强度和弯曲韧性,并通过扫描电镜对微观结构进行了观测分析。结果表明:PRGRC的坍落度随POM纤维长度和体积掺量的增加而减小;POM纤维对PRGRC力学性能的增强效果显著,长度为6 mm的POM纤维增强效果更优,最佳体积掺量为0.5%,此时PRGRC的抗压、抗折强度较对照组分别提高了16.27%、51.19%,弯曲韧性指标为对照组的2.21～4.79倍。     

植物纤维改性砂浆力学性能试验及机理研究

为研究植物纤维剑麻、稻壳的掺入对水泥砂浆力学性能的影响,通过配合比设计对不同体积掺量和不同长度的剑麻纤维和稻壳砂浆制作试件,分别进行了28 d抗压、抗折强度试验和电镜扫描分析。研究表明剑麻纤维和稻壳在不同程度上增强了水泥基材料力学性能。其中长度为8 mm的剑麻纤维对砂浆抗压强度提高明显,16 mm的剑麻纤维对抗折强度提高明显。稻壳因较高吸水性通过内养护作用进一步提高水泥砂浆性能,剑麻纤维作为分散相约束基体变形并阻碍基体错位运动从而提高水泥砂浆性能。