短切玄武岩纤维轻骨料混凝土力学性能试验研究

研究了不同掺量短切玄武岩纤维对轻骨料混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度三种力学性能的影响。结果表明,掺入玄武岩纤维的轻骨料混凝土的7d抗压强度随纤维掺量的增加而增大,但对28d抗压强度没有显著影响,当纤维掺量超过0.15%时,28d抗压强度呈下降发展趋势;随玄武岩纤维掺量的增加,轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度及抗折强度均呈先增加后降低的发展趋势,当纤维掺量为0.15%时,上述两种强度指标均取得最大值;玄武岩纤维掺入轻骨料混凝土中能够改善其脆性,增加其韧性,改善轻骨料混凝土的受压破坏形态和抗折破坏形态。     

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。     

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。     

纤维掺量及混杂比对钢-聚丙烯混杂纤维高强混凝土力学性能影响研究

分别将钢纤维、聚丙烯纤维按照0.25%、0.5%、0.75%的体积掺加率,以体积比1∶1、1∶2、2∶1混杂后掺入C60混凝土基体中共浇筑30组抗压、抗折、劈裂抗拉试件,通过对其进行抗压、抗折、劈裂抗拉试验研究,分析纤维掺量和混杂比对高强混凝土基本力学性能的影响。结果表明:混杂纤维的掺入降低了混凝土基体的抗压强度,混杂纤维混凝土抗压强度随纤维掺加率增大总体呈下降趋势,相同体积掺加率下,抗压强度随着混杂比中钢纤维掺量的增加亦大致呈逐渐下降的趋势;混杂纤维的掺入对混凝土基体的劈裂抗拉强度有很大改善,混杂纤维混凝土劈裂抗拉强度随着体积掺加率的增加呈先下降后增高的趋势,但随混杂比的规律并不清晰;混杂纤维的掺入对混凝土基体的抗折强度均有较大幅度提高,混杂纤维混凝土抗折强度随纤维掺量的增大呈先升后降的趋势,同体积掺加率情况下,所有混杂比对纤维混凝土抗折强度影响的规律亦不一致。     

玄武岩纤维对混凝土抗折强度的影响

通过改变混凝土中玄武岩纤维(直径15μm)的掺量(体积分数依次为0%,0.4%,0.6%,0.8%)及纤维长度(分别为6 mm和18 mm),研究不同条件对混凝土7 d,28 d抗折性能的影响。结果发现,掺加玄武岩纤维会显著增加混凝土7 d,28 d的抗折强度,并且掺量越高,增强效果越明显,同时,从强度比值上对比发现,玄武岩纤维能有效提升混凝土早期(7 d)抗折强度,其中,体积掺量为0.8%、纤维长度为6 mm的混凝土7 d抗折强度能提升达41.9%,另外,在相同条件下,短纤维对混凝土抗折强度的提升程度要大于长纤维。     

纤维单掺和混掺对高强混凝土抗压和抗折强度影响

以C70高强混凝土的抗压和抗折强度为研究对象,根据玄武岩纤维单掺和钢纤维-玄武岩纤维混掺不同的纤维掺量设计了抗压强度实验和抗折强度实验,来探究在本实验高强混凝土配比下玄武岩纤维单掺和钢-玄武岩纤维混掺的最佳体积掺量。结果表明在该实验中C70混凝土单掺玄武岩纤维的综合最佳体积掺量为0.1%,混掺钢纤维和玄武岩纤维的综合最佳体积掺量为钢1%、玄0.2%。通过在同一配比下进行单掺和混掺实验,对比分析单掺和混掺发现,在抗压强度方面单掺的增幅优于混掺,最大抗压强度的增幅为4.36%;而在抗折强度方面混掺的增幅优于单掺,最大抗折强度的增幅为4.99%。     

玄武岩纤维混凝土的力学性能研究

玄武岩纤维是一种无机非金属材料,被称为21世纪无污染的"绿色工业材料和新材料"。该试验通过研究5种不同体积掺量的玄武岩纤维对混凝土抗压性能和抗折性能的影响,研究表明,随着玄武岩纤维掺入量的增加,玄武岩纤维混凝土的抗压强度、抗折强度都呈现先增加后下降的趋势,因此掺入玄武岩纤维对混凝土的抗压、抗折性能都有显著的提高。当掺量为4.05kg/m~3时,玄武岩纤维混凝土的抗压强度达到最高,比素混凝土提高了20.2%,随着玄武岩纤维掺量的增加,抗压强度呈现下降的趋势;当掺量为1.35kg/m~3时,玄武岩纤维混凝土的抗折强度达到最高,比素混凝土提高了12.3%,随着玄武岩纤维掺量的增加,抗折强度呈现下降的趋势。试验结果表明,玄武岩纤维混凝土存在一个最优掺量,最优纤维掺量为1.35kg/m~3,在最优纤维掺量下,玄武岩纤维混凝土的抗压强度、抗折强度有明显的提高。     

掺橡胶颗粒的玄武岩纤维轻骨料混凝土力学性能研究

分别研究了不同掺量短切玄武岩纤维对轻骨料混凝土及橡胶颗粒代替部分细集料后的轻骨料混凝土的抗压、劈裂抗拉和抗折性能的影响。试验研究表明:玄武岩纤维能有效提高轻骨料混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度;当在轻骨料混凝土中掺入橡胶颗粒后,抗压强度随着纤维掺量的增加呈递减趋势,劈裂抗拉强度随着纤维掺量的增加不显著变化,抗折强度随着纤维掺量的增加呈现先降低后增加的变化趋势;掺入橡胶颗粒的轻骨料混凝土的三项力学指标数值均低于对应的不掺橡胶颗粒的轻骨料混凝土。     

玄武岩纤维混凝土基本力学性能试验研究

采用短切浸胶玄武岩纤维,按0、1、2、3、4、5 kg/m3等不同纤维掺量制作玄武岩纤维混凝土试件,进行了抗压强度、劈裂强度和抗折强度试验,研究了不同掺量与强度之间的关系。当纤维掺量为4 kg/m3,抗压强度提高率为46.3%;当纤维掺量为3 kg/m3,劈裂强度提高率为27.3%,抗折强度提高率为25.0%。试验结果表明,掺加玄武岩纤维后混凝土抗压强度、劈裂强度和抗折强度提高较明显。     

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%。     

酸碱环境对玄武岩纤维混凝土力学性能的影响

研究不同酸碱环境下(pH值=3、7、11)玄武岩纤维混凝土坍落度、抗压和抗折强度的变化。结果表明:随着玄武岩纤维掺量的增加,拌合物的坍落度逐渐减小;当玄武岩纤维掺量为0～0.6%时,混凝土的抗压和抗折强度随纤维掺量的增加逐渐提高,其最高抗压和抗折强度在pH值=3、7、11环境下分别为53.1、6.3 MPa,55.1、6.7 MPa,53.5、6.4 MPa;当玄武岩纤维掺量为0.6%～1.0%时,混凝土的抗压和抗折强度随纤维掺量的增加逐渐降低;随着酸碱侵蚀时间的延长,玄武岩纤维混凝土的抗压和抗折强度逐渐降低。     

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%。     

玄武岩纤维混凝土冲击劈拉特性研究

利用直径100 mm的SHPB试验系统,对不同纤维体积掺量的玄武岩纤维混凝土进行平台巴西圆盘试验,研究其在冲击荷载作用下的劈裂拉伸特性。试验结果表明:BFRC的静态劈拉强度和静态抗压强度随纤维体积掺量的增大呈先增大、后减小的变化趋势;随着冲击弹速的提高,BFRC的冲击劈拉强度及冲击劈拉韧度不断增大,表现出明显的冲击强化效应;掺入玄武岩纤维可以有效提高BFRC的冲击劈拉性能,使得同一弹速下BFRC的冲击劈拉强度和冲击劈拉韧度较素混凝土普遍增大;基于本文的试验条件及配合比,玄武岩纤维的相对最优体积掺量为0.2%。     

玄武岩纤维自密实混凝土的性能试验研究

研究了玄武岩纤维体积掺量对自密实混凝土工作性能及力学性能的影响;并以体积掺量为0.3%的钢纤维自密实混凝土抗折试验为参照对象,分析了纤维掺入对自密实混凝土韧性的影响。研究表明,在自密实混凝土中掺入玄武岩纤维会影响拌合物的工作性能,并且玄武岩纤维掺量越大,影响越明显;抗压强度随着玄武岩纤维掺量的增加而降低;玄武岩纤维的掺入限制了自密实混凝土在受压破坏过程中裂缝的开展和延伸,随玄武岩纤维掺量的增加,抗折强度提高,折压比也随之增大,玄武岩纤维起到了一定的增韧效果,但是不如钢纤维明显。     

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。     

玄武岩纤维混凝土弯曲破坏特征与韧性分析

通过三分点加载试验,研究了玄武岩纤维体积掺量(0、0.25%、0.50%、0.75%、1.00%、1.25%)和长度(6 mm、12 mm)对混凝土弯曲性能的影响。结果表明:长度为12 mm的玄武岩纤维对混凝土抗弯强度的改善效果较好;随着玄武岩纤维掺量的增加,试件的抗弯强度先增后减,且玄武岩纤维的最优掺量为1.00%;玄武岩纤维虽可改善混凝土的等效初始弯曲强度,但对初始弯曲韧度比影响较小,即对峰值荷载前的弯曲韧性改善效果较小。     

基于正交设计的玄武岩纤维增强混凝土配合比优化研究

基于正交设计研究多因素对玄武岩纤维(BF)增强混凝土(BFRC)力学性能的影响并优化其配合比。选取BF长度、BF掺量、减水剂、速凝剂作为试验因素,通过极差分析得出各因素权重关系。利用SEM观察BFRC微观结构,分析BF对混凝土增强的微观机理。结果表明,BF掺量为3kg/m~3时,抗压、抗折强度最大,掺量继续增大,抗压、抗折强度均明显下降;抗压、抗折强度随BF长度增大先上升后下降,长度30mm时最佳;减水剂、速凝剂较前者相比对BFRC力学性能影响不明显。各因素对BFRC 7d抗压与抗折强度影响权重一致,均为BF掺量BF长度减水剂速凝剂,对BFRC 28d抗压、抗折强度影响权重分别为BF长度BF掺量速凝剂减水剂及BF长度BF掺量减水剂速凝剂。当纤维长度为30mm、纤维掺量为3kg/m~3、减水剂为0.7%、速凝剂为10%时,BFRC相对于素混凝土的28d抗压和抗折强度分别提高了21.7%和37.8%。     

玻璃纤维增强泡沫轻质混凝土力学性能的试验研究

为研究玻璃纤维对泡沫轻质混凝土力学性能的影响,对浇筑密度为700 kg/m3的泡沫轻质混凝土掺加4组不同长度、不同含量的耐碱玻璃纤维后,开展压缩试验、劈裂抗拉试验、抗折强度试验(三点式),并对数据整理分析。研究结果表明:随着纤维含量的增加,4组纤维泡沫轻质混凝土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均呈现先增加后减小的现象;掺加玻璃纤维对泡沫轻质混凝土抗折强度提高效果最优,劈裂抗拉强度次之,无侧限抗压强度最弱;掺加纤维前后,泡沫轻质混凝土均表现为明显的脆性,但掺加纤维可明显增强泡沫轻质混凝土的韧性。玻璃纤维的掺加对抗折强度提高效果最优,劈裂抗拉强度次之,无侧限抗压强度最弱。     

掺玄武岩纤维自密实混凝土强度及抗冻性能试验研究

通过试验研究了玄武岩纤维掺量对自密实混凝土工作性能、强度及抗冻性能的影响。结果表明,掺入玄武岩纤维后,自密实混凝土坍落度、坍落扩展度、J环坍落扩展度均下降,混凝土流动性降低,填充性能变差,通过钢筋间隙的能力逐渐减弱;随着玄武岩纤维掺量的增加,混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度均先提高后降低,当玄武岩纤维掺量为2 kg/m3时,混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度最高;掺加适量的玄武岩纤维有利于填充混凝土内部孔隙和裂缝,提高混凝土的抗冻性能,当玄武岩纤维掺量为2 kg/m3时,混凝土的抗冻性能最佳。     

纤维纳米混凝土的微观增强机理与强度计算方法

将微观分析与宏观性能试验相结合,探讨钢纤维体积分数和纳米材料掺量对纤维纳米增强混凝土微观机理与物理力学性能的影响。根据复合材料力学理论,并结合相关文献试验结果的统计分析,建立了考虑纳米材料和纤维影响的纤维纳米混凝土强度计算模型。结果表明:在混凝土中掺入适量的纤维和纳米材料,改善了混凝土的微观结构,增加了混凝土的密实性,提高了混凝土的物理力学性能;随钢纤维体积分数从0%增大到1.5%,拌和物坍落度从40 mm逐渐减小到25 mm,纤维纳米混凝土抗压强度、劈拉强度和抗折强度分别提高12%,32%和12.5%;随着纳米SiO2掺量（质量分数）从0%增大到2%,拌和物坍落度减小95 mm,初凝、终凝时间分别减小52.3%和35.9%,纤维纳米混凝土抗压强度、劈拉强度和抗折强度分别提高9%,24%和14.7%;随着纳米CaCO3掺量从0%增大到2%,拌和物坍落度减小50 mm,初凝、终凝时间分别减小35.2%和3.8%,纤维纳米混凝土抗压强度、劈拉强度和抗折强度分别提高8%,20%和8.8%。