钢纤维纳米矿粉混凝土劈拉及抗折性能试验研究

在混凝土中同时加入钢纤维和纳米矿粉,对比研究了钢纤维和纳米矿粉掺量以及基体强度对钢纤维纳米混凝土劈拉性能和抗折性能的影响规律。结果表明,钢纤维的加入及增大掺量,改善了试件的破坏特征,劈拉和抗折强度均显著增长;基体强度提高的同时,拉压强度比和折压强度比降低;纳米Si O2和纳米Ca CO3掺量的增大,可小幅度提高劈拉和抗折强度,但脆性也相应提高。钢纤维增强增韧作用、纳米矿粉微填充及促进水化作用共同改善了混凝土的力学性能。     

钢纤维类型和掺量对高强混凝土力学性能的影响

混凝土加入钢纤维被认为是一种有效增加混凝土韧性,提高力学性能的手段。本文通过掺加不同类型和不同掺量的钢纤维,测试了混凝土的抗压、抗折和劈拉强度,研究了纤维类型和掺量对力学性能的影响。结果表明,混凝土抗压强度随着镀铜微丝型钢纤维掺量的增加而增大,而端钩型、铣削型和熔抽型钢纤维的种类和掺量对混凝土抗压强度的影响并不显著。无论掺加何种类型纤维,纤维的掺入对抗折强度的贡献均大于对抗压强度的贡献。混凝土劈拉强度对纤维的端钩、直径、长度和表面状态等因素敏感,纤维类型对混凝土的劈拉强度影响显著。     

短切碳纤维混凝土的基本力学性能与分析

碳纤维是1种环保无害的新型有机材料,其不仅强度高,而且还具有耐超高温、耐疲劳、耐腐蚀等多种优越的力学性能。将短切碳纤维加入到混凝土中可有效提高混凝土的抗冲击性能、抗拉强度以及抗折强度,这种方法不仅可以降低混凝土干缩率,还可以改善其耐磨性能,提高混凝土的减震能力等。本课题为探究短切碳纤维对混凝土基本力学性能的影响机制,分析出短切碳纤维对混凝土的增强机理。以C35普通混凝土为研究对象,短切碳纤维长度和掺量为变量,通过坍落度试验与静态力学性能试验将碳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。试验结果表明:同纤维长度下,随碳纤维掺量的增加,混凝土的劈拉强度和抗折强度明显提高,劈拉强度最大增幅达110%,抗折强度最大增幅达36.9%。而抗压强度出现不同程度的降低。在光学显微镜下,碳纤维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。在混凝土破坏时,起到了良好的阻裂作用。     

碳纤维混凝土路面的力学性能

通过对28d龄期下碳纤维混凝土抗压强度和劈拉强度的试验研究,可知碳纤维掺量对混凝土力学性能具有较大影响.结果表明:与基准混凝土相比,小掺量时碳纤维对混凝土的改性主要表现在对强度的提高上;较大掺量(体积率大于0.3%)时碳纤维可极大提高混凝土的变形性能,改善其韧性和塑性.因此,在碳纤维混凝土的路面工程应用中应根据实际需要选择合适的掺量,从而取得较好的工程效果.     

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%。     

硅灰对塑性混凝土工作性能和强度的影响

通过工作性能及抗压、劈拉、抗折强度试验,分析了硅灰对塑性混凝土工作性能和强度的影响。结果表明:塑性混凝土坍落度、扩展度和泌水率随硅灰掺量增加而减小;为提高塑性混凝土强度,硅灰的最佳掺量为30%左右;相同掺量下,硅灰提高塑性混凝土强度由大到小依次为劈拉强度、抗压强度、抗折强度。     

纤维再生混凝土力学性能试验及破坏分析

采用正交试验法研究了再生粗骨料掺量、粉煤灰掺量、减水剂掺量以及纤维类别对纤维再生混凝土抗压强度、劈拉强度及抗折强度的影响.利用扫描电镜及螺旋CT扫描技术分析纤维再生混凝土的内部破坏.结果表明：再生粗骨料掺量是影响纤维再生混凝土28d和90d抗压强度的重要因素;纤维类别是影响纤维再生混凝土28d劈拉强度和抗折强度的重要因素.以再生粗骨料掺量为50%(质量分数)、粉煤灰掺量(质量分数)为20%、减水剂掺量(质量分数)为0.5%和铣削波纹型钢纤维掺量(体积分数)为1.0%进行设计强度为C35的纤维再生混凝土的配制,可使其获得良好的和易性,并满足强度要求.再生粗骨料与砂浆界面处产生裂缝,导致了纤维再生混凝土强度较低.     

碳纤维增强混凝土基本力学性能及单轴受压本构关系研究

通过试验研究了碳纤维体积掺量对混凝土基本力学性能及受压本构关系的影响。结果表明,随碳纤维掺量的增加,混凝土的抗拉、抗折、轴心抗压强度均先提高后降低,峰值应变、极限应变均逐渐增大;碳纤维掺量为0.8%时混凝土的抗拉、抗折强度最高,较未掺碳纤维的分别提高30.6%、19.1%。混凝土受压本构曲线上升段参数a受碳纤维掺量影响较小,但曲线下降段参数b随着碳纤维掺量的增加而逐渐减小,下降段曲线趋于平缓,混凝土延性逐渐增强。     

聚丙烯纤维细石混凝土基本力学性能试验研究

通过聚丙烯纤维细石混凝土基本力学性能试验,研究了不同掺量的聚丙烯纤维对细石混凝土抗压强度、劈拉强度及抗折强度的影响规律。试验结果表明,在细石混凝土中掺加聚丙烯纤维可以明显改善细石混凝土的劈拉强度和抗折强度,但对抗压强度的影响较小。     

单一纤维对道路混凝土力学性能影响

研究了钢纤维和聚丙烯纤维对道路混凝土力学性能的影响。试验中两种规格的钢纤维以1∶1加入混凝土,体积掺量为0.6%~1.2%,聚丙烯纤维体积掺量为0.1%~0.3%。研究表明,钢纤维的加入对混凝土的抗压强度、抗折强度和劈拉强度都有不同程度的提高,掺量为0.9%时,增强效果最为明显。掺入聚丙烯纤维对抗压强度无增强作用,对抗折强度和劈拉强度有一定影响,以0.1%的掺量最为合理。     

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。     

高性能再生骨料混凝土力学性能的研究

研究了不同水胶比、不同再生骨料替代率的高性能再生混凝土抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度、弹性模量等力学性能.结果显示,再生混凝土的强度等级在C30～C60之间,抗折强度大于4MPa,劈裂抗拉强度大于2MPa,弹性模量在20～40GPa之间,力学性能满足应用技术要求.再生骨料替代率在60%以内时,不影响混凝土各项强度指标...     

钢纤维改性再生橡胶高强混凝土性能试验研究

以钢纤维作为改性材料掺入到再生橡胶高强混凝土中,通过试验研究了钢纤维橡胶高强混凝土的力学性能,包括抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度.试验结果表明:钢纤维的掺入,可有效地提高橡胶高强混凝土的力学性能和延性,改善高强混凝土由于橡胶粉掺入所导致的强度降低的影响.     

轻骨料预湿程度对混合骨料混凝土力学性能的影响

研究了用不同预湿程度的页岩陶粒与碎石以体积比1：1混合配制的混合骨料混凝土拌合物性能和力学性能.结果表明,随着陶粒预湿时间的延长,混合骨料混凝土拌合物坍落度经时损失逐渐减小,7d抗压强度逐渐降低,劈拉强度与抗折强度在轻骨料预湿时间小于1h时略有增加.28d抗压强度、劈拉强度、抗折强度和弹性模量都逐渐增加.用预湿1h的陶粒配制的混合骨料混凝土7d与28d的拉压比和折压比与轻骨料混凝土相比几乎没有降低,其弹性模量比同条件的轻骨料混凝土高32.9%,比强度高10.5%.     

冻融损伤混凝土力学性能衰减规律

为研究冻融作用对混凝土力学性能的影响,采用快冻法将混凝土盐冻或水冻至不同损伤程度后,测其动弹性模量、抗折强度、抗压强度和劈裂抗拉强度.以动弹性模量为损伤变量,分析了冻融损伤与抗折、抗压强度之间的关系,采用回归分析的方法建立了抗折强度衰减方程.结果表明,混凝土抗压、抗折、劈裂抗拉强度以及动弹性模量均随冻融循环作用次数的增加而逐步降低;抗折、劈裂抗拉强度以及动弹性模量的衰减速率随冻融循环作用次数的增加而不断增大,但抗压强度的衰减速率则是先增大后减小;在冻融循环次数相同的情况下,含气量越高、水灰比越低,混凝土的强度损失越小,其力学性能损失的大小顺序依次为:抗折强度和劈裂抗拉强度、动弹性模量、抗压强度;冻融损伤与抗折强度的相关性较好,但与抗压强度的相关性较差,当冻融损伤小于40%时,混凝土的抗压强度一般不低于其初始强度的70%.     

钢纤维全轻混凝土力学性能试验研究

为探究钢纤维体积掺量对全轻混凝土力学性能的影响,设计了钢纤维体积掺量为0、1%、2%的全轻混凝土试块,对其进行抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度以及抗折强度试验,并对试验现象和数据进行对比分析。试验结果表明:钢纤维能有效地限制全轻混凝土试块裂缝的发生和发展,随着钢纤维体积掺量的增加,全轻混凝土的抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度和抗折强度都得到了大幅度的增加,使全轻混凝土表现出更好的变形能力和承载力。     

纤维增韧高强轻骨料混凝土力学性能与微观结构

采用碎石型高强页岩陶粒制备了不同纤维类型和体积分数的LC60级纤维增韧高强轻骨料混凝土,研究了其力学性能,并从微观尺度揭示了纤维增韧机理.结果表明:高强轻骨料混凝土界面的黏结性能优于普通混凝土;纤维能够有效阻止高强轻骨料混凝土裂缝的发展,还可适当提高其抗压强度,并明显提高其抗折强度和劈裂抗拉强度,起到增强增韧的作用;钢纤维与水泥浆体的黏结性能良好,碳纤维可在高强轻骨料混凝土中均匀分散且与水泥浆体的黏结性能良好;相同体积分数下,碳纤维的增韧作用优于钢纤维.     

钢纤维改善轻骨料混凝土力学性能的试验研究

研究了钢纤维掺量不同(体积分数分别为0,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%)的钢纤维轻骨料混凝土(SFLWC)静态力学性能和自由落锤抗冲击性能,其中的静态力学性能包括立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折初裂强度、抗折强度、静力受压弹性模量、抗折模量和弯曲韧性等.试验结果表明:掺入钢纤维能显著提高轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度、抗折强度、弯曲韧性和抗冲击性能,但对轻骨料混凝土的抗压强度和弹性模量影响较小.另外,钢纤维的掺入提高了轻骨料混凝土的拉压比,很大程度上改善了轻骨料混凝土的脆性.     

混杂纤维增强高性能混凝土(HFHPC)高温力学性能及微观分析

研究了混杂纤维增强高性能混凝土(HFHPC)与普通混凝土(NC)的高温力学性能,测试了两种混凝土试件在承受常温及200、400、600、800℃高温后的抗压、劈裂抗拉和抗折强度及试件烧失量,采用SEM观察高温后的混凝土微观组织变化。结果表明:混杂纤维可显著提高混凝土的常温及高温力学性能。在所试验温度下的HFHPC混凝土的抗压、劈裂抗拉和抗折强度均高于NC混凝土,且在400℃时,达到最大值。400℃以后,HFHPC混凝土的力学性能随着温度升高而降低,但仍显著高于同温度时NC混凝土的强度值,特别是劈裂抗拉强度的提高尤为明显,至800℃时HFHPC混凝土的抗压、劈裂抗拉、抗折强度分别为同温度时NC混凝土的1.24、4.5和1.61倍。     

不同取代率再生粗骨料混凝土的力学性能

系统研究了坍落度相同的情况下再生粗骨料取代率对混凝土基本性能的影响.试验中再生粗骨料的掺入量分别为0,30%,50%,70%和100%,通过调节用水量使各组混凝土达到相同的坍落度.主要研究了达到相同坍落度时混凝土的用水量以及再生粗骨料取代率对混凝土坍落度、立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、峰值应变和泊松比、弹性模量、劈裂抗拉强度以及抗折强度的影响.试验结果表明,再生粗骨料取代率对上述各性能指标均有一定影响,但程度不同.同时发现,除劈裂抗拉强度和抗折强度外,普通混凝土各基本力学性能指标间的关系不适用各种再生骨料取代率的混凝土.