基于正交试验法的BFRP筋与纤维再生混凝土黏结性能研究

为了研究BFRP筋与玄武岩纤维再生混凝土黏结性能,采用正交试验设计方法分析了再生混凝土强度等级、玄武岩纤维短切纱的体积掺合率以及长度对其影响。设计了27组试件,通过中心拉拔试验,得到相应的平均黏结强度值以及自由端滑移量。结果表明,纤维的掺量是影响BFRP筋与纤维再生混凝土拉拔试验自由端滑移的重要因素;同一掺量下,纤维长度为18mm的试件对应的极限黏结强度大于纤维长度为6mm、12mm的试件;玄武岩纤维短切纱体积掺量为0.2%时,对应的黏结性能最好;BFRP筋与纤维再生混凝土的黏结强度随纤维再生混凝土强度等级的提高而增大。     

BFRP筋纤维混凝土梁裂缝分析研究

针对BFRP筋混凝土结构受弯时出现裂缝较大的特点,在BFRP筋混凝土梁中加入短切玄武岩纤维,探究了其裂缝的改善情况,并完成了3种纤维体积掺量和3种配筋率下的BFRP筋纤维混凝土梁的抗弯试验,得出了玄武岩纤维体积掺量和配筋率对BFRP筋纤维混凝土梁裂缝的影响规律。     

玄武岩纤维复材筋钢纤维再生混凝土梁受弯试验及抗弯承载力计算

通过对7根玄武岩纤维复材(BFRP)筋钢纤维再生混凝土梁的受弯试验,研究不同钢纤维体积掺量和BFRP筋配筋率对其受弯性能的影响。结果表明:钢纤维体积掺量和配筋率均对BFRP筋钢纤维再生混凝土梁的抗弯承载力有一定程度的影响。相较于未掺钢纤维的BFRP筋再生混凝土梁,钢纤维体积掺量为1.0%的试验梁的初裂荷载和极限荷载分别提高了32.8%和18.2%。随着BFRP筋配筋率的增加,BFRP筋再生混凝土梁抗弯承载力显著增加。还在试验基础上结合相关现行技术标准,对BFRP筋钢纤维再生混凝土梁的受弯承载力、挠度、裂缝宽度进行分析计算,并对计算值与试验结果进行对比分析。     

纤维筋与玄武岩纤维混凝土粘结性能

为了对比BFRP和GFRP筋与玄武岩纤维混凝土的粘结强度,选用直径14的FRP筋埋入玄武岩纤维混凝土的立方体试块中进行拉拔试验,通过改变FRP筋锚固长度以及纤维掺量,研究玄武岩纤维混凝土与FRP筋的粘结性能.     

纤维筋与高强纤维混凝土的粘结性能

为了对比BFRP和GFRP筋与高强玄武岩纤维混凝土的粘结强度,选用直径14的FRP筋埋入玄武岩纤维混凝土的立方体试块中进行拉拔试验,通过改变FRP筋锚固长度以及纤维掺量,研究高强玄武岩纤维混凝土与FRP筋的粘结性能.     

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。     

BFRP筋与地聚物混凝土黏结性能试验研究

通过对51个玄武岩纤维复合材料（BFRP）筋-地聚物混凝土界面黏结试件进行中心拉拔试验,分析了BFRP筋与地聚物混凝土的界面黏结破坏机理,研究了BFRP筋表面形式（浅螺纹、喷砂和深螺纹）、直径d（12、16 mm和20 mm）、黏结长度（2.5d、5d和7.5d）、地聚物混凝土强度等级（C30、C40和C50）及混凝土保护层厚度（20、45 mm和69 mm）等因素对BFRP筋-地聚物混凝土界面性能的影响,并与9个BFRP筋-普通混凝土界面黏结试件中心拉拔试验结果进行比较。试验结果表明：BFRP筋-地聚物混凝土界面黏结强度与BFRP筋-普通混凝土界面黏结强度基本相同;BFRP筋表面形式对其黏结性能影响较大,直径为12 mm时,浅螺纹、喷砂和深螺纹BFRP筋与地聚物混凝土的黏结强度分别为15.33、20.49 MPa和22.66 MPa;随着FRP筋直径和黏结长度的增加,BFRP筋与地聚物混凝土黏结强度降低,而随着混凝土强度和和保护层厚度的增加,黏结强度提高。通过CMR和mBPE模型对试验所得黏结应力-滑移曲线进行拟合,发现CMR模型能够较为准确的描述BFRP筋与地聚物混凝土间的黏结应力-滑移关系。     

玄武岩纤维增强复材约束的玄武岩纤维混凝土的力学性能

纤维增强复材(FRP)约束混凝土可以极大地改善混凝土的力学性能,目前已获得了一定应用。然而,FRP约束混凝土容易出现脆性破坏,在一定程度上限制了其在一些领域的应用。基于此,提出以玄武岩纤维增强复材(BFRP)约束混凝土的同时在混凝土中加入短切玄武岩纤维(BF),以改善混凝土的力学性能。通过改变BFRP层数、BF掺量,研究BFRP约束玄武岩纤维混凝土力学性能的变化规律。结果表明:BFRP约束混凝土的抗压强度与最大弯曲抗力会随着BFRP层数增加而增加;掺加BF不仅可以提高混凝土的强度,还对混凝土起到增韧阻裂作用,使混凝土破坏形式由脆性破坏向塑性破坏转变;当纤维体积掺量为0.1%时,增韧阻裂和增强效果最好。因此,在BFRP约束混凝土中加入BF不仅可以改善其力学性能还可以改善其破坏形式。     

玄武岩-聚丙烯混杂纤维再生混凝土粘结性能研究

玄武岩纤维增强复合筋具有较好的耐腐蚀性,但是冻融破坏会导致其与混凝土间的粘结性能下降。基于国内外研究现状,采用普通中心拔拉试验对混杂纤维再生混凝土与复合筋间的粘结性能进行研究。分析了冻融循环次数、玄武岩-聚丙烯混杂纤维掺量对粘结性能的影响。研究表明:玄武岩-聚丙烯混杂纤维掺入再生混凝土后,复合筋与混凝土间的粘结强度有所下降,但混凝土的延性有所提高;纤维掺量过多不利于提高复合筋与混凝土间的粘结强度;随着冻融次数的增加,粘结应力峰值逐渐提高,试件发生劈裂破坏。     

长期持荷后玄武岩纤维增强聚合物筋钢纤维高强混凝土梁在重复荷载下的变形性能

为了研究经历长期持荷后的玄武岩纤维增强聚合物(BFRP)筋钢纤维高强混凝土梁在重复荷载作用下的变形性能,进行了7根BFRP筋钢纤维高强混凝土梁的受弯试验,分析BFRP筋配筋率、钢纤维体积率以及加载水平等因素对梁的变形性能的影响。结果表明:经过10次卸载、加载循环后,受力BFRP筋与混凝土之间的黏结性能没有发生退化;荷载水平、钢纤维掺量及BFRP筋配筋率对BFRP筋钢纤维高强混凝土梁的加载-卸载挠度曲线及挠度恢复能力有不同程度的影响;BFRP筋钢纤维高强混凝土梁具有较高的变形恢复能力和良好的抗重复荷载性能。     

玄武岩纤维增强高强轻骨料混凝土基本力学性能试验

通过对LC50高强轻骨料混凝土在短切玄武岩纤维体积掺量为0、0.1%、0.2%、0.3%时的基本力学性能的试验研究,分析了玄武岩纤维的体积参量对高强轻骨料混凝土力学强度的影响。试验结果表明:玄武岩纤维的掺入改善了高强轻骨料混凝土的脆性,其立方体抗压强度和轴心抗压强度均在玄武岩纤维体积掺量为0.1%时达到峰值,劈裂抗拉强度随着纤维体积掺量的增加而持续增大,抗折强度在纤维体积掺量达到0.2%后有下降趋势;分析得到短切玄武岩纤维高强轻骨料混凝土的最佳纤维体积掺量,为玄武岩纤维高强轻骨料混凝土的工程应用提供理论基础。     

BFRP筋钢纤维部分增强再生混凝土梁抗弯性能研究

设计了7根BFRP筋钢纤维再生混凝土梁,研究了钢纤维体积掺量(vsf)和钢纤维混凝土层厚度(hsf)对试验梁抗弯性能的影响,分析了各试验梁受弯破坏模式、承载力变化、裂缝发展及挠度变形。试验结果表明:钢纤维体积掺量和钢纤维混凝土层厚度均对BFRP筋钢纤维再生混凝土梁受弯承载力具有一定的影响。随着钢纤维体积掺量的提高,BFRP筋钢纤维再生混凝土梁的开裂荷载和极限荷载均有一定程度的增加,但并非线性增长。同时,发现在混凝土受拉区掺入钢纤维可有效降低BFRP筋钢纤维再生混凝土梁的挠度,抑制裂缝的发展;且随着钢纤维再生混凝土层厚度的增加,试验梁的极限承载力逐渐增加,当刚纤维掺量为1%,截面高度为全截面高度的0.6倍时,梁受弯承载力为全截面钢纤维再生混凝土梁的91.5%。     

掺玄武岩纤维对钢筋与混凝土黏结性能的影响

研究混凝土中掺加玄武岩纤维对其与变形钢筋黏结性能的影响。选取长为6 mm和18 mm两种玄武岩纤维与未掺纤维的素混凝土试件进行对比。通过中心拉拔试验,得到黏结应力-滑移曲线。试验结果表明:在混凝土中掺玄武岩纤维,变形钢筋与混凝土的黏结强度有减小的趋势,极限黏结强度对应的滑移量有增大的趋势;同一掺量下,纤维长为18 mm对应的极限黏结强度均大于纤维长为6 mm的相应值;合理控制玄武岩纤维的掺量,可以降低掺玄武岩纤维对黏结强度的影响。此外,通过数据分析得到了极限黏结强度的计算公式。     

短切玄武岩纤维增强混凝土力学性能的试验研究

对玄武岩纤维的研究已成为目前国内外研究的热点.在混凝土中掺加乱向短切玄武岩纤维后,其强度及抗裂性能均会得到改善.完成了涉及6种长径比和5种体积掺量的194个试件的试验,对短切玄武岩纤维体积掺量、长径比等因素对混凝土抗压、劈拉、弯拉强度的影响进行研究,积累了大量的数据,为进一步研究奠定了基础、积累了经验.     

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%。     

玄武岩纤维增强机场道面混凝土力学性能试验研究

对比分析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,28d抗折强度提高6.09%~19.80%,对抗压强度影响不明显,并且长度40mm、直径40μm的短切玄武岩纤维较长度20mm、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%。     

玄武岩纤维增强磷酸镁水泥混凝土早期抗裂性能试验研究

为了探究玄武岩纤维增强磷酸镁水泥混凝土的早期抗裂性,对短切玄武岩纤维含量为0.5%、1.0%、1.5%的磷酸镁水泥混凝土进行了早期抗裂性能试验,并且以试件裂缝的宽度和数量等作为评价指标,对比分析了玄武岩纤维的掺量对磷酸镁水泥混凝土早期抗裂性能的影响。试验结果表明：纤维体积掺量为0.5%、1.0%、1.5%的玄武岩纤维增强磷酸镁水泥混凝土,在早期抗裂性能对比试验后裂缝降低系数分别为8.2%、59.3%、78.0%。随着玄武岩纤维掺量的增加,磷酸镁水泥混凝土的早期抗裂性能逐渐提高。当体积掺量达到1.5%时,钢筋磷酸镁水泥混凝土的早期抗裂性能也有显著提高。     

橡胶掺量对CBFRC的物理力学性能影响

将粒径为3.90,1.70,0.42,0.25mm的橡胶颗粒以质量比1∶1∶1∶2进行混合,然后以体积分数10%,20%,30%,40%,50%替代细骨料,掺入到短切玄武岩纤维体积分数为0.2%的混凝土中,并对这种混凝土的物理力学性能进行了研究.结果表明:随着橡胶颗粒掺量的增加,短切玄武岩纤维增强橡胶混凝土的各项强度指标均呈现下降趋势;相比橡胶混凝土,短切玄武岩纤维增强橡胶混凝土的劈裂抗拉强度和抗弯拉强度有不同程度的提高,并且其变形性能有很大的改善;而短切玄武岩纤维对橡胶混凝土的抗压强度和弹性模量影响不大.     

玄武岩纤维碎石混凝土抗压强度试验研究

混凝土中加入短切玄武岩纤维可以改变混凝土的力学性能,但由于试验条件和环境的区别,得到的研究成果也各不相同。在已有研究成果的基础上,分别对7种体积掺量的玄武岩纤维混凝土进行了试验研究,结果表明,同等条件下,玄武岩纤维对混凝土7 d抗压强度影响较小,对混凝土28 d抗压强度具有增强功能,最佳体积掺量为0.15%。结合其他文献研究成果,笔者认为如要提高混凝土抗压强度指标,玄武岩纤维最佳掺量区间值应该在0.1%~0.15%。另外,通过对体积掺量为0.1%和0.075%的5种长度的玄武岩纤维混凝土试件进行抗压强度试验,试验结果显示,在上述2种条件下玄武岩纤维对混凝土抗压强度的提高率为8%~23.8%。     

玄武岩纤维增强磷酸镁水泥砂浆力学性能试验研究

以磷酸镁水泥砂浆3 d、7 d和28 d的抗压、抗折和拉伸黏结强度为评判指标,研究了玄武岩纤维对磷酸镁水泥砂浆力学性能的影响,建立了声波纵波脉冲速度与抗压强度的理论关系式。结果表明,掺量不超过2 kg/m^3的玄武岩短切纤维有助于提高砂浆的抗压强度;短切玄武岩纤维的掺入可以显著增强砂浆的抗折强度,建议掺量为3~5.5 kg/m^3;砂浆的拉伸黏结强度会随纤维掺量的增加而提高,建议掺量为5~6 kg/m^3;纵波波速可以用于测定磷酸镁水泥修补砂浆的抗压强度。