超高性能混凝土力学和耐久性能研究综述

综述了超高性能混凝土(UHPC)的力学性能和耐久性能,从抗压、抗拉等力学性能和抗冻、抗离子渗透侵蚀等耐久性能方面进行了分析,结果表明:超高性能混凝土(UHPC)作为一种新型纤维增强水泥基复合材料,具有超高的力学性能和耐久性能,抗压强度高、抗氯离子渗透和抗硫酸盐侵蚀能力强和优异的韧性和断裂能,拥有广阔的发展前景。     

经济型UHPC的制备及性能研究

超高性能混凝土(UHPC)是指抗压强度大于100 MPa,各项性能都十分优良的一种混凝土材料,但由于其内部钢纤维、石英砂等原材料成本过高限制了其推广应用。通过常规工艺条件,降低钢纤维掺量,采用常规河砂,碎石等替代型原材料制备经济型UHPC,并对其力学性能、耐久性能及微观结构进行了试验研究。试验结果表明:相比于普通C50混凝土,UHPC的力学性能及耐久性能大幅提高,通过常规原材料也能制备出经济型UHPC。     

钢纤维掺量对超高性能混凝土性能影响的试验研究

通过纤维掺量的调整以及规范的制备流程,研究不同强度系列的超高性能混凝土制备技术,并对比分析了不同强度下超高性能混凝土的新拌浆体性能、力学性能以及耐久性能。结果表明:控制纤维体积掺量在1.5%～5.0%范围,可实现系列化UHPC制备;纤维显著影响UHPC新拌浆体扩展度及容重,但对含气量影响较小;UHPC抗压强度、抗弯强度、拉伸强度与纤维掺量呈正相关,静弹性模量与纤维掺量无明显作用关系;系列UHPC抗压强度均有明显的尺寸效应;混凝土拉伸性能与试件的尺寸及加载方式有关,劈拉抗拉评价方法数据离散性小,而单轴抗拉评价方法试验数据离散性高,结果准确获取难度大; UHPC氯离子扩散系数低于普通混凝土2个数量级,具有较好的耐久性能,可满足超高强、高耐久的性能要求。     

钢纤维与PVA纤维对超高性能混凝土强度及抗冲磨性能影响研究

为了研究不同纤维对超高性能混凝土(UHPC)力学性能和抗冲磨性能的影响,分别在UHPC中掺入不同体积分数的钢纤维和PVA纤维,进行了抗压、抗拉及抗冲磨试验。结果表明,钢纤维对UHPC抗压性能的提升效果优于PVA纤维;钢纤维与PVA纤维均能显著提升UHPC的抗拉性能;PVA纤维对UHPC抗冲磨性能的提升效果优于钢纤维。     

制备工艺对超高性能混凝土工作性能与抗压强度的影响

随着对建筑材料力学性能和耐久性能要求的日益增长,超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,UHPC)逐渐成为了建筑工业领域的研究热点。国内外关于UHPC的力学性能已有许多报导,但缺少对其搅拌工艺的研究,导致UHPC在工程上推广应用有一定的局限性。本研究以强度等级为150～200 MPa的UHPC为研究对象,探讨不同制备工艺和制备设备对UHPC工作性能和抗压性能的影响,在此基础上,给出该类UHPC制备方法的建议。试验研究结果表明:UHPC是多相级配高致密材料,制备工艺对于其工作性能与抗压强度影响显著;二次搅拌工艺较传统搅拌工艺更能提高UHPC的搅拌质量和效率;实际水胶比的控制以及材料的均匀搅拌是保证UHPC工作性能和力学性能的关键。     

超高性能混凝土研究综述

超高性能混凝土(UHPC)是一种纤维增强水泥基复合材料,具有超高的力学性能和耐久性能。综述UHPC的制备技术、生产工艺、材料性能及工程应用概况等。结果表明:目前UHPC作为一种新材料仍然处于探索研究阶段,由于它具有诸多的优异性能,未来必将在建筑工程领域得到广泛的推广应用。     

复掺GO与钢纤维对UHPC性能的影响研究

该文研究了复掺氧化石墨烯(GO)与钢纤维对超高性能混凝土(UHPC)力学性能、流动性能、耐久性能的影响规律。研究结果表明:GO复掺钢纤维可以明显提高UHPC的抗压强度,但是会降低工作性。随着钢纤维掺量的增加,UHPC的流动度逐渐降低。复掺GO与钢纤维可以提高UHPC的抗氯离子渗透性能,降低干燥收缩,提高抗硫酸盐侵蚀性能。     

海洋侵蚀环境下超高性能混凝土的力学与耐久性能研究

通过加速劣化试验方法研究了超高性能混凝土（UHPC）在模拟海洋侵蚀环境下的力学和耐久性能。结果表明：海水养护下UHPC的力学性能受开始浸泡时间的影响较小，长期力学性能发展比较稳定；UHPC具有良好的适应性和耐久性能，冻融循环对UHPC性能的影响相对较大，但介质类型对其性能的影响较小；随着硫酸盐干湿循环次数的增加，UHPC的相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数先增加后降低，质量损失增加；硫酸盐干湿循环会导致UHPC表面露出的钢纤维锈蚀，但内部结构无损伤，钢纤维与基体结合紧密。     

不同纤维对防辐射超高性能混凝土抗冲击性能的影响

传统防辐射混凝土材料存在强度低、韧性差等问题,亟需设计开发一种兼顾屏蔽射线性能和抗冲击性能的混凝土材料。因此,超高性能混凝土(UHPC)在防辐射领域的研究成为热点。为探究不同纤维对防辐射超高性能混凝土(UHPC)抗冲击性能的影响,采用万能试验机、分离式霍普金斯杆进行力学性能和抗冲击性能试验,采用场发射SEM进行微观形貌分析。结果表明:单掺12mm钢纤维组力学性能最佳,28 d抗压、抗弯拉强度分别为128.8、23.2 MPa;相比单掺12 mm钢纤维试验组,钢纤维混掺聚丙烯纤维组和钢纤维混掺PVA纤维组UHPC冲击总耗能分别提高1.6%、6.8%,说明混掺纤维使得UHPC具有很好的抗冲击性能。     

硬石膏对超高性能混凝土性能的影响及机理研究

超高性能混凝土(UHPC)是一种具有超高力学性能和超高抗渗性能的水泥基复合材料,具有胶材用量大、收缩大的特点。为了有效调控UHPC收缩应变,通过波纹管法、接触法、电通量法、RCM法和NEL法分别研究了不同掺量硬石膏对UHPC体积稳定性和耐久性能的影响。结果表明:随着硬石膏掺量的增加,UHPC的体积收缩率逐渐减小,抗氯化物渗透性能逐渐提高。当硬石膏掺量为6%时,7 d收缩率仅为145.2με,与对照组相比减小了69%;此时氯离子扩散系数最小,为3.9×10^(-14)m^(2)/s;SEM分析可知,此时UHPC基体界面过渡区(ITZ)的密实度更高。     

多尺寸纤维透水混凝土性能试验研究

采用尺寸分别为6 mm、12 mm、20 mm的玄武岩纤维和聚丙烯纤维对粗骨料粒径为5~10 mm和10~20 mm的透水混凝土的透水系数、孔隙率、抗压强度、抗折强度以及冻融耐久性变化规律进行了分析,并与普通透水混凝土进行了对比。结果表明,纤维的掺入以及纤维尺寸的递增能够提升透水混凝土的力学性能和冻融耐久性;透水混凝土的透水性能、力学性能和冻融耐久性均随着骨料粒径的增大而增加;玄武岩纤维在增强透水混凝土性能方面优于聚丙烯纤维;尺寸为12 mm的玄武岩纤维和粒径为10~20 mm的骨料更适用于改善透水混凝土的性能。     

纤维沥青混合料的性能研究

研究了纤维的用量、长径比和纤维沥青混凝土的施工工艺对纤维加强沥青混合料的路用性能的影响.     

钢纤维和聚丙烯纤维水泥混凝土路用性能的对比研究

通过室内试验,研究了钢纤维和聚丙烯纤维对水泥混凝土路用性能的影响。试验结果表明,不同体积掺量的钢纤维、聚丙烯纤维均能改善混凝土的力学性能,其中,高弹模的钢纤维对混凝土抗折强度和压折比的改性程度优于聚丙烯纤维。最后分别探讨了两种纤维对混凝土的抗渗性和增强机理。     

纤维对混凝土抗裂性的影响

混凝土的抗裂性是目前的研究热点之一.工程上对混凝土的阻裂措施主要是通过施工、设计的改进,但对混凝土的非结构性开裂和结构性开裂效果均不明显.掺入纤维会产生良好的阻裂效应.分析了纤维对混凝土抗裂性的影响.     

CFRP-混凝土界面粘结性能试验研究

通过自设的试验方法,研究了粘结碳纤维增强塑料(CFRP)布的C20,C30,C40混凝土试件在不同的CFRP粘结长度、粘结宽度、粘贴层数下的界面粘结性能.结果表明,存在一个有效的CFRP粘结长度,并得出了该有效粘结长度范围内的粘结强度值,这与有关结果一致,说明自设的试验方法确实具有一定的可行性.     

稻壳灰与混杂纤维对超高性能混凝土的影响作用研究

超高性能混凝土(UHPC)具有优异的力学性能、耐久性且能减轻结构自重、降低材料使用量,具有广阔的应用前景。但UHPC中大量采用超细硅灰与钢纤维等材料,成本较高。对此,拟采用稻壳灰取代一定量硅灰,选用聚丙烯纤维、玄武岩纤维与钢纤维混杂,通过测试UHPC的流动度、静动态力学性能、收缩变形与氯离子扩散系数,研究稻壳灰与混杂纤维对UHPC的影响规律。结果表明:稻壳灰用于UHPC是一种性能优良的廉价矿物掺合料,用量适当时能明显改善UHPC流动度、力学性能与体积稳定性;混杂纤维未能使UHPC取得较理想的力学性能和耐久性,但对UHPC抗裂性能有所改善。     

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。     

奥米矿物纤维在混凝土中的应用性能研究

通过大量试验,对比研究了普通硅酸盐混凝土、聚丙烯纤维混凝土及奥米矿物纤维混凝土的力学性能、长期性能和耐久性能,以及微观结构特征.分析表明,奥米矿物纤维能显著改善混凝土的抗冲击性能和抗裂性能;相比聚丙烯纤维,与混凝土具有更好的相容性;可应用于路面、桥面、屋面等抗冲击、抗疲劳、抗裂性等要求较高的工程.     

掺加聚酯纤维的SMA混合料路用性能试验研究

为研究聚酯类纤维对SMA沥青混合料路用性能的影响,在SMA-13混合料中用Bonifibers替代部分木质素,和在0.30%木质素掺量不变的情况下额外掺加聚酯纤维,对各组混合料进行路用性能试验。试验研究结果表明:用Bonifibers替代0.10%的木质素提高了SMA混合料的抗车辙能力;聚酯纤维能够提高沥青混合料的劈裂抗拉强度,且在低温时的提高效果要优于常温时;聚酯纤维使混合料的残留稳定度提高,改善了SMA混合料水稳定性。     

混凝土损伤自愈合性能的试验研究

从混凝土自身组成出发，研究了水泥强度等级、掺合料、纤维对混凝土损伤自愈合性能的影响．结果表明：选用低强度等级水泥、用粉煤灰部分取代水泥以及加入纤维都可以在一定程度上提高混凝土的自愈合效果．另外，对混凝土自愈合机制和自愈合效果进行了分析和探讨．