超高强玄武岩纤维混凝土力学性能研究

超高强混凝土(UHSC)和玄武岩纤维都具有力学性能优异、综合性能好、性价比高、应用的前景广泛等优点,为此,本文以玄武岩纤维为外掺料,试验研究超高强玄武岩纤维混凝土(UHSBFC)的力学性能,通过考察立方体强度、棱柱体强度、弹性模量、抗折强度和劈拉强度,得出如下结论:水灰比对超高强混凝土的力学性能影响最大;玄武岩纤维有效提高UHSC的力学性能,UHSC抗压强度越高,玄武岩纤维的作用越明显;玄武岩纤维的掺量存在较优值,试验分析认为玄武岩纤维外掺料为2kg/m~3是最优的。     

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。     

玄武岩纤维对超高强混凝土力学性能的影响

选用玄武岩纤维作为超高强混凝土(UHSC)的外掺料,研究其在不同掺量下对UHSC的力学性能的影响。通过试验考察了各配合比下的立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度,分析了玄武岩纤维掺量对各项指标的影响。结果表明:玄武岩纤维对立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度均有提高作用,尤其当玄武岩纤维掺量为2 kg/m~3时,以上各项指标分别提高了10.9%、14.1%、10.2%、11.0%。     

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。     

聚丙烯纤维水泥混凝土试验性能研究

通过试验,分析了聚丙烯纤维用量为0.5 kg/m~3,0.7 kg/m~3,0.9 kg/m~3时,混凝土抗压强度、抗折强度及抗冲击强度的变化规律,结果表明,聚丙烯纤维掺量为0.7 kg/m3时,混凝土的抗压与抗折强度达到了最大值,且聚丙烯纤维可有效提高混凝土的抗冲击强度。     

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。     

玄武岩纤维轻骨料混凝土力学性能的试验研究

将不同掺量和不同长度的玄武岩纤维掺入设计强度为C30的天然浮石轻骨料混凝土中,分别对其3、7、14和28d4个龄期的立方体抗压强度和28d立方体劈裂抗拉强度进行研究。结果表明:对于轻骨料混凝土的抗压强度,当玄武岩纤维掺量为1.5kg/m3,玄武岩纤维长度为22mm时,玄武岩纤维轻骨料混凝土抗压强度提高最为显著;对于轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度,当玄武岩纤维掺量为2kg/m3,长度为22mm时,玄武岩纤维轻骨料混凝土劈裂抗拉强度提高最为显著。     

短切玄武岩纤维对混凝土的增强效果及机理

混凝土具有抗压强度高,抗拉强度低的特点,玄武岩纤维的掺入能够显著提高其抗拉强度,提高混凝土的综合力学性能。通过改变纤维的种类、长度、掺量,对比纤维混凝土与素混凝土的各项力学性能。试验结果表明:20 mm长(长径比为1 538.46)、掺量为3 kg/m3的玄武岩纤维掺入时,与素混凝土相比,抗压、抗拉、抗折性能分别增加了33%、23%、40%,具有显著的增强效果;随着纤维长度与掺量的增加,纤维混凝土力学性能下降,当玄武岩纤维掺量为12 kg/m3时,抗压强度增加了5%,抗拉和抗折强度降低了4%和8%。扫描电子显微镜扫描结果表明:玄武岩纤维的掺入能够降低混凝土孔隙率和初始裂隙;同时玄武岩纤维能够传递荷载,使应力均匀分布,控制裂隙发育。玄武岩纤维能够显著增强混凝土的抗拉强度,具有良好的效果。通过对玄武岩纤维掺量的控制,可以最大程度地改善混凝土的力学性能。     

玄武岩纤维增强纳米二氧化硅混凝土高温后力学性能的试验研究

对高温作用下的素混凝土、纳米SiO₂混凝土、玄武岩纤维增强纳米SiO₂混凝土进行抗压、劈裂抗拉和抗折试验,建立了混凝土强度预测模型。结果表明：各组混凝土抗压强度均在400℃时达到峰值,此时各组混凝土较常温时提高范围为3.5%～6.8%,随后逐渐降低;劈裂抗拉强度和抗折强度均随着温度的升高而逐渐降低,800℃时,素混凝土的劈裂抗拉强度残余率和抗折强度残余率分别为27.6%、36.2%。纳米SiO₂的掺入提高了素混凝土的抗压、劈裂抗拉和抗折强度。掺入玄武岩纤维后的纳米SiO₂混凝土在800℃高温后的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度最大分别提高了33.7%、15.6%、17.2%。建立的高温作用后混凝土强度预测模型的精确度较高。     

玄武岩纤维对橡胶再生混凝土力学性能的影响

以C35普通混凝土为设计配合比基准,研究了10%掺量的橡胶颗粒、40%掺量的再生骨料,及掺量为2、4 kg/m3的玄武岩纤维对混凝土基本力学性能的影响规律,并分析了橡胶颗粒、再生骨料以及玄武岩纤维对混凝土性能的影响机理。试验结果表明:橡胶颗粒和再生骨料降低了混凝土的抗压强度、劈拉强度和抗折强度,当二者混掺时,表现更明显,依次降低了27.1%、20.5%、19.5%;玄武岩纤维对掺加橡胶颗粒混凝土的增强效果明显好于普通混凝土,当掺量为4 kg/m3时,橡胶再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度依次提高了11.3%、15.8%和19.4%,对其弹性模量的改善效果也较明显,橡胶再生混凝土的弹性模量最大可提高8.1%。     

玄武岩纤维高性能混凝土轴拉和抗冲击韧性试验研究

研究了玄武岩纤维掺量对混凝土轴拉性能和抗冲击韧性的影响,观察了试件拉伸与冲击的破坏形态,测得了试件的轴拉强度、破坏冲击次数等指标。结果表明:随着玄武岩纤维掺量的增加,混凝土的轴拉强度先增大后减少;当玄武岩纤维掺量为5 kg/m³和10 kg/m³时,试件的轴拉强度相比素混凝土的轴拉强度分别提高了24.41%和50.17%;当玄武岩纤维掺量为15 kg/m³时,试件的轴拉强度相比素混凝土的轴拉强度降低了3.73%;各试件的冲击破坏裂缝均出现在试件中部;与素混凝土相比,玄武岩纤维掺量为5 kg/m³和10 kg/m³试件的破坏冲击次数分别增加了46.29%和69.66%,抗冲击韧性的改善效果明显;当玄武岩纤维掺量为15 kg/m³时,由于纤维分散不够均匀,导致试件的破坏冲击次数降低。     

高温后玄武岩纤维混凝土力学性能试验研究

研究了高温作用下素混凝土、玄武岩纤维混凝土、玄武岩-高吸水树脂混凝土及玄武岩-纤维素混杂纤维混凝土的力学性能,建立了高温作用后混凝土的抗压强度预测模型。结果表明:纤维的掺入能够提高混凝土的耐高温性能;对于抗压强度,玄武岩-纤维素混杂纤维混凝土的抗压强度值最高,400℃时,其抗压强度相较素混凝土提高了36.3%;对于抗折强度,玄武岩和高吸水树脂混掺对混凝土抗折强度的提升效果最优;建立的高温作用下混凝土抗压强度预测模型的精度较高。     

钢-无机纤维对轻骨料混凝土力学性能及耐久性能的影响

为了研究钢-无机纤维对轻骨料混凝土力学性能和耐久性能的影响,设计不同掺量的单掺陶瓷纤维和玄武岩纤维以及不同掺杂方式的混杂钢-玄武岩纤维和钢-陶瓷纤维增强轻骨料混凝土试件。结果表明,钢-玄武岩纤维对轻骨料混凝土抗压强度和60d透水时水压强度提高最明显,最大增幅分别达14.5%、42.9%;掺入1.35kg/m3玄武岩纤维对抗折强度增幅为62.2%;掺入陶瓷纤维降低了抗压强度和抗渗性能,但提高了抗折强度及抗冻性能;钢-陶瓷纤维对抗渗性能和抗冻性能提升效果较好。     

混杂纤维细石混凝土阻裂效应研究

在对混凝土工程结构表面进行修补、加固时,由于结构截面尺寸的限制,往往采用较小骨料粒径的细石混凝土。将杜拉纤维（19mm）和玄武岩纤维（20、30mm）混杂掺入细石混凝土中,采用刀口诱导约束法对其进行抗裂试验研究,通过素混凝土和掺入不同种类和掺量的纤维混凝土对比,试验结果表明：SP-3试件（混掺2．5kg／m3、30mm玄武岩纤维和0．9kg／m3的杜拉纤维）阻裂效果最佳。     

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。     

玄武岩纤维混凝土力学性能与增韧机理研究

玄武岩纤维作为一种新型的工程纤维,已经引起了材料界与工程界的广泛关注。本试验研究了玄武岩纤维掺量分别为0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 kg/m3情况下,玄武岩纤维混凝土的力学性能,并对其增强增韧机理进行了分析。试验结果表明:玄武岩纤维混凝土破坏形式体现出脆性破坏的特性,其28 d抗压强度较素混凝土提高了为5%~10%,但其掺量超过1.5 kg/m3后,其抗压强度呈下降的趋势。玄武岩纤维混凝土其韧性有较大幅度的提高,抗折强度较素混凝土提高了21%~29%,其抗冲击性能是基准混凝土的1.4倍~3.1倍。玄武岩纤维在混凝土基体中呈三维乱向均匀分布,起到了"二次微加筋"作用,通过纤维与水泥基体间的摩擦与纤维的拉拔作用,及基体中裂缝的萌生与扩展从而消耗基体的能量,起到增强增韧的作用。     

聚丙烯纤维对牺牲混凝土强度及早期抗裂性能的影响

研究了胶凝材料用量为400kg/m3和450kg/m3,聚丙烯纤维掺量为0,1.0kg/m3和1.5kg/m3的牺牲混凝土抗压强度及早期抗裂性能。试验结果表明,聚丙烯纤维对牺牲混凝土增强效果不明显,当牺牲混凝土中聚丙烯纤维掺量达到1.0kg/m3,混凝土的最大裂缝宽度下降了0.15mm,当牺牲混凝土中聚丙烯纤维掺量达到1.5kg/m3,可以显著提高牺牲混凝土的早期抗裂性能。     

BFRC中玄武岩纤维分散性与弯曲韧性试验研究

提出了一种有助于纤维分散的搅拌工序,给出了一种测量纤维分散性的简易方法,分析了不同纤维掺量(5 kg/m³、10 kg/m³、15 kg/m³)对玄武岩纤维混凝土(BFRC)的纤维分散性、基本力学性能及弯曲韧性的影响。结果表明,搅拌工序可使纤维在基体中均匀分散,亦可降低纤维在搅拌过程中的损伤;随纤维掺量的增加,BFRC力学性能先提高后降低,其对BFRC弯曲韧性试验中的峰值强度、残余强度及弯曲韧性值的影响规律亦是如此;BFRC的力学性能及弯曲韧性在纤维掺量为10 kg/m³时最佳。     

玄武岩纤维橡胶混凝土力学及冻融性能试验研究

通过掺入5%~30%的橡胶颗粒、1~5 kg/m^3的玄武岩纤维,开展了玄武岩纤维橡胶混凝土力学性能及抗冻耐久性能试验研究,分析了不同配比下试件的抗压强度变化规律,探讨了玄武岩纤维、橡胶颗粒掺量对混凝土试件质量损失率、相对动弹性模量的影响。结果表明,掺入橡胶颗粒会导致混凝土抗压强度下降,但玄武岩纤维能保持试件破坏时的整体性;当橡胶颗粒用量较少时,玄武岩纤维的掺入能有效提高试件的抗压强度;橡胶颗粒及玄武岩纤维均能在不同程度上提高混凝土试件的抗冻性能,10%的橡胶颗粒掺量对冻融过程中的质量损失有较好的控制作用,但掺量过多时效果不明显;玄武岩纤维掺量对试件冻融过程中的质量损失、相对动弹模量变化相对不敏感,试件的冻融性质受橡胶颗粒的影响更加显著。