玄武岩纤维混凝土的研究现状

论述了玄武岩纤维具有良好的抗拉和耐碱性能,可以弥补混凝土的缺陷。总结了不同玄武岩纤维掺量和长径比对混凝土基本力学性能影响,选择出最适合的玄武岩纤维掺量。总结了玄武岩纤维对混凝土动态力学性能影响,发现玄武岩纤维可以和混凝土较好的贴合。提出了玄武岩纤维有待研究的方向,并对玄武岩纤维在土木工程的应用和推广进行展望。     

短切玄武岩纤维桥联作用对湿喷混凝土力学性能的影响

通过抗拉、抗压及抗弯性能试验,研究了20mm短切玄武岩纤维对喷射混凝土力学性能的影响规律。结果表明,玄武岩纤维体积掺量在3kg/m~3时,玄武岩纤维混凝土的力学性能最优,抗压、抗拉、抗折强度的增幅可达33%、23%、40%,掺量再增加时力学性能下降。端钩型钢纤维掺量为20kg/m~3时对混凝土各项力学性能的增幅仅为6%~8%,其效果弱于最佳掺量的玄武岩纤维混凝土。混凝土开裂后,乱向分布的纤维会将力传递到裂缝两侧的表面,使裂缝的发展得到抑制,试件可以继续受力,玄武岩纤维的桥联作用对抑制湿喷混凝土开裂有较大的帮助。     

短切玄武岩纤维对混凝土的增强效果及机理

混凝土具有抗压强度高,抗拉强度低的特点,玄武岩纤维的掺入能够显著提高其抗拉强度,提高混凝土的综合力学性能。通过改变纤维的种类、长度、掺量,对比纤维混凝土与素混凝土的各项力学性能。试验结果表明:20 mm长(长径比为1 538.46)、掺量为3 kg/m3的玄武岩纤维掺入时,与素混凝土相比,抗压、抗拉、抗折性能分别增加了33%、23%、40%,具有显著的增强效果;随着纤维长度与掺量的增加,纤维混凝土力学性能下降,当玄武岩纤维掺量为12 kg/m3时,抗压强度增加了5%,抗拉和抗折强度降低了4%和8%。扫描电子显微镜扫描结果表明:玄武岩纤维的掺入能够降低混凝土孔隙率和初始裂隙;同时玄武岩纤维能够传递荷载,使应力均匀分布,控制裂隙发育。玄武岩纤维能够显著增强混凝土的抗拉强度,具有良好的效果。通过对玄武岩纤维掺量的控制,可以最大程度地改善混凝土的力学性能。     

关于玄武岩纤维混凝土的增强机理研究

为探究短切玄武岩纤维对混凝土基本力学性能的影响机制,分析出短切玄武岩纤维对混凝土的增强机理。以C35普通混凝土为研究对象,短切玄武岩纤维长度和掺量为变量,通过静态力学性能试验将玄武岩纤维混凝土与素纤维混凝土的基本力学性能进行对比分析。并通过光学显微镜对玄武岩纤维混凝土的微观结构进行观察与分析,找出在混凝土中掺加玄武岩纤维的最佳纤维长度区间与最佳的纤维掺量区间。掺入玄武岩纤维后,抗压强度普遍降低,最高降低幅度达8.4%。劈拉强度和抗折强度明显提高,劈拉强度最大可提高23.8%。抗折强度最大可提高34.7%。光学显微镜下,玄武岩纤维分散均匀。在混凝土基体材料中呈各向异性,呈现出良好的密闭空间网状结构。     

短切玄武岩纤维增强混凝土抗劈拉力学性能研究北大核心

为了研究短切玄武岩纤维增强混凝土(BFRC)基本力学性能及其受纤维掺量的影响。通过试验的方法,开展了这种新型复合建筑材料在不同纤维体积掺量情况下的抗劈拉力学性能研究。试验结果表明:混凝土掺入0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%六种不同体积含量的玄武岩纤维后,混凝土的坍落度出现不同程度的降低,试件的劈拉强度得到不同程度的提高,且提高幅度与连续玄武岩纤维(CBF)的体积掺量有直接关系。对比直掺法和预处理法两种制备工艺,在条件相同时下,预处理掺入方法所制备的BFRC的增强、增韧效果要优于直掺法制备的BFRC。结论:玄武岩纤维混凝土具有良好的力学性能,纤维的掺量和制备工艺的不同均会在不同程度上影响其抗劈拉性能。     

短切玄武岩纤维增强混凝土抗劈拉力学性能研究

为了研究短切玄武岩纤维增强混凝土(BFRC)基本力学性能及其受纤维掺量的影响。通过试验的方法,开展了这种新型复合建筑材料在不同纤维体积掺量情况下的抗劈拉力学性能研究。试验结果表明:混凝土掺入0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%六种不同体积含量的玄武岩纤维后,混凝土的坍落度出现不同程度的降低,试件的劈拉强度得到不同程度的提高,且提高幅度与连续玄武岩纤维(CBF)的体积掺量有直接关系。对比直掺法和预处理法两种制备工艺,在条件相同时下,预处理掺入方法所制备的BFRC的增强、增韧效果要优于直掺法制备的BFRC。结论:玄武岩纤维混凝土具有良好的力学性能,纤维的掺量和制备工艺的不同均会在不同程度上影响其抗劈拉性能。     

玄武岩纤维对再生骨料混凝土力学性能的影响与数值模拟研究

研究了玄武岩纤维对再生骨料混凝土(RAC)力学性能的影响,对玄武岩纤维掺量为0、0.3%、0.6%、0.9%的再生混凝土进行了抗压、抗折、轴压及劈裂抗拉试验。拟合了不同纤维掺量的再生骨料混凝土的应力应变曲线,对玄武岩纤维再生骨料混凝土的抗折破坏进行了数值模拟。研究结果显示:玄武岩纤维可以有效改善RAC力学性能。相较未掺入纤维的RAC分析可得,抗压强度和劈裂抗拉强度在纤维掺量为0.3%时改善程度达到最大,分别为39.42、3.03 MPa,提高了13.44%、6.32%;抗折强度和轴心抗压强度在纤维掺量为0.6%时改善程度达到最大,分别为5.01、27.46 MPa,提高了10.35%、10.9%。但是过量纤维的掺入使得纤维分布不均匀,反而导致RAC力学性能降低。     

超高强玄武岩纤维混凝土力学性能研究

超高强混凝土(UHSC)和玄武岩纤维都具有力学性能优异、综合性能好、性价比高、应用的前景广泛等优点,为此,本文以玄武岩纤维为外掺料,试验研究超高强玄武岩纤维混凝土(UHSBFC)的力学性能,通过考察立方体强度、棱柱体强度、弹性模量、抗折强度和劈拉强度,得出如下结论:水灰比对超高强混凝土的力学性能影响最大;玄武岩纤维有效提高UHSC的力学性能,UHSC抗压强度越高,玄武岩纤维的作用越明显;玄武岩纤维的掺量存在较优值,试验分析认为玄武岩纤维外掺料为2kg/m~3是最优的。     

混掺玄武岩纤维与引气剂对混凝土抗冻性能和力学性能的影响

研究了不同体积掺量(0.1%、0.2%、0.3%)的玄武岩纤维和引气剂(0.03%、0.05%、0.08%)对混凝土抗冻性能和力学性能的影响。结果表明,混掺玄武岩纤维和引气剂可以提高混凝土的抗冻性,且最优掺量分别为0.2%和0.03%;相同纤维掺量时,随着引气剂掺量的增加,混凝土的力学性能降低;引气剂掺量不变时,掺入0.2%的玄武岩纤维对混凝土力学性能的提高效果最佳。     

玄武岩纤维轻骨料混凝土力学性能试验研究

在轻骨料混凝土中掺入适量玄武岩纤维组成玄武岩纤维轻骨料混凝土,它同时具备玄武岩纤维混凝土和轻骨料混凝土的优点,弥补了普通轻骨料混凝土的抗拉强度低和玄武岩纤维混凝土自重大的不足。通过对不同玄武岩纤维含量的新型轻骨料混凝土材料基本力学性能的试验,研究其抗压强度、劈拉强度、抗折强度的变化规律。研究表明,随纤维掺量在一定范围内的增大,玄武岩纤维轻骨料混凝土的3种强度均增大。     

高强玄武岩纤维混凝土的力学性能研究

为了改善高强混凝土的力学性能,在C60混凝土中掺入一定量的玄武岩纤维,研究了纤维掺量的改变对高强混凝土力学性能的影响。通过抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和轴心抗压强度试验结果可以看出：玄武岩纤维对抗压强度提高有限,对抗折强度、劈裂抗拉强度和轴心抗压强度提高幅度较明显。     

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。     

玄武岩纤维增强机场道面混凝土力学性能试验研究

针对当前机场混凝土道面使用过程中存在的部分问题,为提高道面强度及耐久性能,试验利用纤维增强混凝土技术,对比分析研究了两种规格的玄武岩纤维分别以0.05%,0.10%,0.15%的体积掺量对机场道面混凝土抗折、抗压强度性能的影响规律。试验结果表明:玄武岩纤维对机场道面混凝土有较好的力学增强性能,28 d抗折强度提高6.09%～19.80%,对抗压强度影响不明显,并且长度40 mm、直径40μm的短切玄武岩纤维较长度20 mm、直径20μm有更好的增强效果,可以在机场混凝土道面施工中使用,其最佳体积掺量为0.10%。     

聚丙烯-玄武岩混杂纤维对陶粒混凝土力学性能的影响

对掺加聚丙烯-玄武岩混杂纤维的陶粒混凝土进行了抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度试验,得到了混杂纤维对陶粒混凝土力学性能的影响规律。结果表明:混杂纤维掺量为0.2%时,陶粒混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度提升幅度最大,分别较基准组提高了11.21%、30.73%、15.26%,但掺量过大时陶粒混凝土的力学性能会下降,甚至出现负效应;聚丙烯纤维与玄武岩纤维的混杂比为2∶1时,其对陶粒混凝土的增强效果较好;混杂纤维能增强陶粒混凝土的韧性,对抗折强度和抗拉强度提升效果明显,对抗压强度提升效果较小。     

玄武岩纤维喷射混凝土在热害环境下的性能试验研究

以隧道热害问题为背景,通过模型试验、近似模拟湿喷技术、定量分析及微观测试相结合的方法研究不同掺量玄武岩纤维喷射混凝土劈裂强度和粘结强度等力学性能的影响,横向对比标准养护和干热养护下的不同体积掺量的玄武岩纤维混凝土的力学性能,同时也加入硅灰以及钢钎维作为参照,以便从机理程度上提出更有效的解决热害措施。试验研究表明:在混凝土中加入玄武岩纤维,对混凝土起到了增强和阻裂的作用,改善了混凝土的脆性易裂的破坏状况。干热环境下,加入少量的玄武岩纤维能够提高混凝土的力学性能。当玄武岩掺量为0.1%玄+5%硅灰时,喷射混凝土的力学性能最好,加入0.2%玄武岩纤维掺量,也有一定程度的改善。实际隧道施工中,可通过加入适量的玄武岩纤维和适量的硅灰,可降低混凝土在热害环境下的危害。     

玄武岩纤维高性能混凝土轴拉和抗冲击韧性试验研究

研究了玄武岩纤维掺量对混凝土轴拉性能和抗冲击韧性的影响,观察了试件拉伸与冲击的破坏形态,测得了试件的轴拉强度、破坏冲击次数等指标。结果表明:随着玄武岩纤维掺量的增加,混凝土的轴拉强度先增大后减少;当玄武岩纤维掺量为5 kg/m³和10 kg/m³时,试件的轴拉强度相比素混凝土的轴拉强度分别提高了24.41%和50.17%;当玄武岩纤维掺量为15 kg/m³时,试件的轴拉强度相比素混凝土的轴拉强度降低了3.73%;各试件的冲击破坏裂缝均出现在试件中部;与素混凝土相比,玄武岩纤维掺量为5 kg/m³和10 kg/m³试件的破坏冲击次数分别增加了46.29%和69.66%,抗冲击韧性的改善效果明显;当玄武岩纤维掺量为15 kg/m³时,由于纤维分散不够均匀,导致试件的破坏冲击次数降低。     

BFRC中玄武岩纤维分散性与弯曲韧性试验研究

提出了一种有助于纤维分散的搅拌工序,给出了一种测量纤维分散性的简易方法,分析了不同纤维掺量(5 kg/m^3、10 kg/m^3、15 kg/m^3)对玄武岩纤维混凝土(BFRC)的纤维分散性、基本力学性能及弯曲韧性的影响。结果表明,搅拌工序可使纤维在基体中均匀分散,亦可降低纤维在搅拌过程中的损伤;随纤维掺量的增加,BFRC力学性能先提高后降低,其对BFRC弯曲韧性试验中的峰值强度、残余强度及弯曲韧性值的影响规律亦是如此;BFRC的力学性能及弯曲韧性在纤维掺量为10 kg/m^3时最佳。     

短切玄武岩纤维混凝土基本力学性能的尺寸效应

为了研究短切玄武岩纤维混凝土试件尺寸变化对其基本力学性能的影响,对不同纤维长度（15,25 mm）、纤维体积掺量（0.1%,0.2%）、基体混凝土强度等级（C30,C40）的330个短切玄武岩纤维混凝土（BFRC）试件分别进行了立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、弯曲抗拉强度试验并对试验数据处理,以尺寸效应度反映尺寸效应规律。研究结果表明:玄武岩纤维混凝土立方体抗压强度试件的尺寸换算系数受混凝土的强度等级、纤维长度、纤维体积掺量的影响较小;轴心抗压强度的尺寸效应随混凝土强度等级、纤维长度、纤维体积掺量的增大均有所提高;劈裂抗拉强度随混凝土强度等级变化,其尺寸效应不明显,但随纤维长度的减小及纤维体积掺量的增加,尺寸效应有增大趋势;混凝土强度等级和纤维长度的改变对混凝土弯曲抗拉强度的尺寸效应影响不大,但随纤维体积掺量的增加,尺寸换算系数先减小后变大。     

硫酸盐和干湿循环作用下玄武岩纤维混凝土劣化规律

盐湖、盐渍土地区水位变幅区的混凝土材料劣化问题突出。该文开展不同质量浓度硫酸盐溶液干湿循环侵蚀作用下玄武岩纤维混凝土侵蚀试验、材料力学试验和微观测试,测试分析混凝土试件抗压强度、劈裂抗拉强度、质量变化、相对动弹性模量等参数的演变规律,揭示不同浸泡浓度及龄期下玄武岩纤维混凝土的劣化机制;结合混凝土试件侵蚀后的表观形态和细观结构特征,研究不同侵蚀周期下掺玄武岩纤维混凝土的细观结构演变机理。结果表明：掺入长度6mm玄武岩纤维的混凝土抗压及劈裂抗拉强度增强效果优于长度12mm纤维;硫酸盐和干湿循环侵蚀作用下玄武岩纤维混凝土劣化规律受硫酸盐溶液浓度、干湿循环次数和纤维掺量3个因素协同作用影响,干湿循环作用下硫酸盐侵蚀产物主要为石膏型侵蚀和钙矾石型侵蚀。掺玄武岩纤维混凝土抗硫酸盐侵蚀能力明显优于于素混凝土。