水泥混凝土用聚乙烯醇纤维的耐碱性能研究

为研究聚乙烯醇纤维(PVA)在水泥和混凝土中的稳定性,将聚乙烯醇纤维置于不同温度、不同碱性环境中来研究其性能变化规律。测试不同时间下,聚乙烯醇纤维浸泡后的直径变化、断裂强度保留率和断裂伸长率保留率。结果表明,聚乙烯醇纤维在碱溶液的浸泡下,随着时间延长,直径和断裂伸长率逐渐增加,强度逐渐降低;升高环境温度、增加浸泡溶液浓度,对聚乙烯醇纤维的性能有显著的影响。     

合成纤维强力保留率与强度保留率对比分析

关于合成纤维的众多标准中,对纤维的耐碱测试结果一般以强力保留率为准,但强度保留率也是评价合成纤维的一个重要指标。为了对比分析强力保留率和强度保留率,选取了聚乙烯醇和聚丙烯两种合成纤维进行长期高温耐碱试验,测试不同浸泡时间后两种合成纤维的直径和力学性能,分别分析纤维溶胀性、强力和强度的变化。试验结果表明,碱溶液浸泡后合成纤维强力变化不明显,而直径随时间的延长逐渐增加,溶胀性能变大,强度逐渐减小,纤维的耐碱性能下降。因此,现行标准GB/T 21120—2007《水泥混凝土和砂浆用合成纤维》中用强力保留率表征合成纤维的耐碱性能存在不合理之处,标准中并没有考虑纤维直径的变化,而强度保留率却能随直径的变化而变化,相对而言,用强度保留率反映合成纤维的耐碱性能更加合理。     

基于声发射损伤监测技术的高温后混凝土受压本构关系研究

通过MTS电液伺服材料测试设备对高温后混凝土进行抗压试验,同时采用配套的声发射监测设备对其进行全程监测,探究了应力-应变曲线与声发射累积振铃计数率曲线的联系,研究了高温后混凝土抗压强度残余率与温度之间的关系.将声发射累积振铃计数率与高温后混凝土应变之间的关系进行拟合,从而通过声发射累积振铃计数率表征混凝土荷载作用下的损伤,根据弹性应变方法得出了常温下混凝土的本构关系.基于常温下混凝土的本构关系,并考虑到高温作用后混凝土强度衰减情况,建立并验证高温后混凝土本构关系.研究发现:随着温度的升高,高温后混凝土抗压强度逐渐减小,且PPC试件抗压强度残余率大于JZ试件抗压强度残余率,说明纤维的掺人可以有效地缓解混凝土高温损伤;所建立的本构关系得出的理论曲线与试验曲线吻合度较高,能较好地表达出高温后混凝土力学性能.     

热-力耦合作用下PVA纤维混凝土力学性能及其声发射响应

通过MTS电液伺服材料测试系统及其配套的实时高温炉,对基准混凝土、聚乙烯醇(PVA)纤维混凝土进行了热-力耦合作用下的试验,同时采用声发射技术对试验过程进行了全程监测。探讨了PVA纤维的掺入对热-力耦合作用下混凝土力学性能和声发射特性的影响。研究表明:混凝土的受压破坏不是瞬间完成的,而是由其内部微细裂纹的闭合、张开、发展、汇集,最后连通形成较大的宏观裂缝所致;400℃是PVA纤维混凝土强度发生转折的温度;PVA纤维混凝土的峰值强度剩余率比对应温度段基准混凝土高,PVA纤维的掺入可以延缓混凝土的强度劣化,并增强混凝土的延性;PVA纤维混凝土声发射信号的频度和强度比基准混凝土高,PVA纤维混凝土的能量累计计数高于基准混凝土,说明PVA纤维的掺入可以提高高温下混凝土抵抗破坏的能力。     

热-力耦合作用下聚丙烯腈纤维混凝土力学性能研究

在探寻聚丙烯腈纤维对混凝土在高温作用下力学性能与变形性能的改善作用和对声发射特性的影响,研究了基准混凝土与聚丙烯腈纤维混凝土在预设30%极限荷载作用下,分别在20、200、400、600、800℃高温作用下的力学性能与变形性能,并且通过声发射检测系统实时监测混凝土在热-力耦合作用下的损伤。结果表明,聚丙烯腈的加入,可以有效提高混凝土的抗压强度残余率,抑制混凝土的高温膨胀变形,改善了混凝土能量的吸收与耗散。     

热-力耦合作用下混凝土劣化特性及其损伤本构模型的研究

为研究热-力耦合作用下混凝土损伤特性,对预设30％极限应力的混凝土进行实时升温至800℃,而后进行单轴压缩试验,并利用AE21C声发射检测仪进行全程监测.研究发现:400℃后C-S-H凝胶的高温脱水和Ca(OH)2的分解对于混凝土在热-力耦合作用下升温过程中性能劣化影响较大;在750℃后混凝土自身劣化严重导致热应变下降.通过对比掺入聚甲醛纤维、钢纤维及聚甲醛纤维与钢纤维混杂的混凝土热应变,发现掺入纤维以后可以有效的降低混凝土因温度产生的热膨胀应变.其中,聚甲醛纤维与钢纤维混杂混凝土热应变最小.同时利用声发射参数对试验加载段混凝土的损伤程度进行表征,建立了与试验结果较为吻合的损伤本构模型.     

多尺度聚丙烯纤维混凝土力学性能及损伤演化研究

对基准混凝土(JZ)、聚丙烯细纤维混凝土(PPF)、粗纤维混凝土(PPM)以及混掺纤维混凝土(PPC)进行了抗压试验,并结合其内部损伤发展情况,研究了多尺度聚丙烯纤维混凝土的力学性能、破坏后的外貌形态以及损伤演化过程的差异。根据混凝土受力状态、声发射参数与损伤程度之间的关系,得出了纤维混凝土应力-时间-振铃计数率曲线与损伤变量D-时间曲线,探究了纤维在混凝土受压状态下的工作原理。结果表明,聚丙烯纤维的掺入可以改善混凝土破坏后的完整度,提高混凝土的抗压强度、残余强度及延性等力学性能,有效抑制了混凝土裂缝的产生与发展。     

热-力耦合作用下PVA纤维混凝土抗压强度试验研究

综述了国内外普通混凝土及PVA纤维混凝土常温及高温后的力学性能演化规律。研究了3种水胶比普通混凝土及PVA纤维混凝土在20、200、400、600、800℃五个温度段热-力耦合作用下的抗压强度,结果表明:普通混凝土及PVA纤维混凝土抗压强度、抗压强度剩余率都随温度上升呈先升高再降低趋势,两类混凝土抗压强度都在400℃时达到峰值。同时对3种水胶比普通混凝土及PVA纤维混凝土的相对残余抗压强度随温度的变化规律进行了公式拟合,为PVA纤维在实际工程中的应用提供了一定的参考价值。     

热-力耦合作用下钢纤维混凝土性能研究

旨在从应变能的吸收与释放的角度探寻钢纤维对混凝土在热-力耦合作用下的力学性能与变形性能的改善作用以及对声发射特性的影响,以0.4水胶比的钢纤维混凝土与基准混凝土为研究对象,研究了其在30％的极限荷载作用条件下,在不同温度下的力学性能与变形性能,并且通过声发射检测系统实时监测混凝土在热-力耦合作用下的损伤.结果 表明:钢纤维掺入混凝土后,可以有效提高混凝土的抗压强度以及抗压强度残余率,抑制混凝土的热膨胀变形,提高混凝土应变能的吸收与释放.