改性聚丙烯纤维水泥基复合材料力学性能研究

研究了不同改性聚丙烯纤维水泥基复合材料的力学性能,结果表明,有二甲苯进行物理表面改性的聚丙烯纤维掺和硅烷偶联剂改性的聚丙烯纤维能有交提高水泥砂浆的抗折强度和抗压强主工,有广泛的应用前景。     

聚丙烯纤维水泥基复合材料物理力学性能研究(Ⅱ)——力学性能

研究了采用不同工艺制作的３种几何形态的聚丙烯纤维在不同掺量情况下对水泥基材料学性能的影响,结果表明：⑴当掺量ψｆ≤１．０％时,拉丝ＰＰ纤维和膜裂ⅠＰＰ纤维虽然不能提高混凝土的强度,但却能大幅度提高混凝土的抗弯韧性;⑵低掺量（ψｆ＝０．０５％）时,膜裂ⅡＰＰ纤维对混凝土的力学性能无不良影响,并可使砂浆抗冲强度、混凝土抗弯韧性指数明显提高。另外,还分析了聚丙烯纤维对混凝土力学性能的作用机理。     

纤维水泥粉煤灰搅拌饱和黄土力学性能试验研究

结合中川铁路项目,通过室内配比试验,研究不同掺量的尼龙纤维对水泥粉煤灰搅拌饱和黄土力学性能的影响,试验结果表明:二灰(水泥、粉煤灰)掺量和龄期是影响搅拌饱和黄土抗压强度的主要因素,掺入尼龙纤维能有效增强水泥粉煤灰搅拌饱和黄土的抗压强度。     

聚丙烯纤维对水泥灰土稳定砂力学性能的影响

针对水泥灰土稳定砂基层容易出现裂缝的现状,在水泥灰土稳定砂中掺入一定量的聚丙烯纤维,进行了有关试验研究.试验表明:与未掺加的相比,掺入聚丙烯纤维对水泥灰土稳定砂的力学性能指标有极大改善.结合实际工程,铺筑了试验路段,并对试验路段进行跟踪观测和评价分析,取得了较好的使用效果.     

纤维对发泡水泥基材力学性能的影响

为了探索最佳的发泡水泥基材配合比,为超轻发泡水泥保温板在最低体积密度下实现最高强度提供配方依据,首先对新拌浆体的流动度和凝结时间进行了测试,然后对满足发泡浆体工作性要求的配比进行抗压强度测试,在最高的抗压强度配比的基础上,探索了纤维的长度、直径、品种及纤维掺量对发泡水泥基材力学性能的影响。最后,在优选出的发泡水泥基材配比基础上进行了中试,所获得的发泡水泥保温板性能满足"十二五"国家科技支撑课题提出的各项指标要求。     

聚丙烯纤维水泥基材料的研究新进展

从抗拉、抗疲劳、抗裂、抗渗和耐久性等方面出发,总结了聚丙烯国内外纤维混凝土及砂浆的研究进展,指出需要解决的几个问题,为更深入研究其性能和工程应用提供参考。     

聚丙烯纤维混凝土力学性能分析

本文通过对聚丙烯纤维混凝土静力性能和抗冲击性能的分析,得出掺入聚丙烯纤维对混凝土的准静载强度无显著影响,却能使混凝土的抗冲击能力和抗疲劳能力显著提高。     

聚丙烯纤维和涤纶纤维混凝土力学性能的比较研究

通过试验研究了不同体积掺量的聚丙烯纤维和涤纶纤维水泥混凝土的力学性能。结果表明,在低掺量的情况下,涤纶纤维完全可以取代聚丙烯纤维,而且涤纶纤维混凝土的各项性能均优于素混凝土,其中,以抗劈裂性能的优势最为突出。在高掺量的情况下,涤纶纤维混凝土的各项性能与聚丙烯纤维混凝土的差距较大,不易取代。     

椰壳纤维增强水泥基复合材料力学性能研究

制备椰壳纤维增强水泥基复合材料,分析其物理和力学性能,结果表明:材料抗压强度随椰壳含量增加下降幅度较大,而抗弯强度下降不明显,并出现假塑性破坏的断裂特征,指出该材料在轻质填充材料上具有一定的工程应用前景。     

聚丙烯纤维混凝土力学性能试验研究

试验研究了聚丙烯纤维混凝土的抗压强度、抗剪强度、抗冲磨强度及弯曲性能，并与钢纤维混凝土进行了对比。结果表明：在混凝土基体不变情况下，低掺量聚丙烯纤维(掺量为0．91kg／m^3)略微降低混凝土的抗压强度和抗剪强度，少许提高混凝土的抗弯强度，显著提高混凝土的弯曲韧性和断裂能，从而起到阻裂和增韧作用，而对混凝土的抗冲磨性能几乎没有改善。另外．网状聚丙烯纤维对混凝土抗弯强度和韧性的改善优于聚丙烯单丝纤维，但它们较钢纤维的增强增韧效果还有一定差距。     

改性聚丙烯纤维增强磷酸镁水泥砂浆的力学性能研究

增强磷酸镁水泥砂浆(MPCM)的抗弯韧性有利于促进其在混凝土路面修复领域的应用。为了增强MPCM的抗弯韧性,对比研究了未处理和硅烷偶联剂预处理的聚丙烯纤维对MPCM抗弯韧性的影响,分析了预处理聚丙烯纤维增韧MPCM的机制。结果表明,聚丙烯纤维质量掺量0.4%时,MPCM7d抗折强度增大23.5%;6-10mm聚丙烯纤维有利于提高MPCM的抗压强度,而10-19mm聚丙烯纤维更有利于提高MPCM的抗折强度;未处理聚丙烯纤维与磷酸镁水泥(MPC)水化产物之间为物理作用,聚丙烯纤维并未充分发挥增韧效果;用浓度20%的硅烷偶联剂溶液改性处理30~60min有利于改善聚丙烯纤维与MPC水化产物的界面粘结,使MPC水化产物和预处理后的聚丙烯纤维产生嵌合作用,显著地增强了MPCM的抗弯韧性。     

聚丙烯纤维水泥稳定碎石断裂韧度试验研究

通过102个尺寸为100 mm×100 mm×515 mm的聚丙烯纤维水泥稳定碎石和普通水泥稳定碎石三点弯曲试件的断裂试验,探讨了试件试验龄期、聚丙烯纤维掺量以及水泥掺量对聚丙烯纤维水泥稳定碎石断裂韧度KIc的影响.试验结果表明:聚丙烯纤维的掺入可以提高水泥稳定碎石的断裂韧度;随着龄期的增长,水泥稳定碎石的断裂韧度呈增大趋势,最大跨中挠度也是逐渐增大的,当龄期小于28 d时,随着龄期增长,水泥稳定碎石的断裂韧度增长速度较快,而当龄期超过28 d后,水泥稳定碎石的断裂韧度增长速度较慢;随着聚丙烯纤维掺量的增加,水泥稳定碎石的断裂韧度变化规律不太明显,但最大跨中挠度逐渐增大;随水泥掺量的增加,水泥稳定碎石的断裂韧度基本上呈线性增加,最大跨中挠度逐渐减小.     

挤压纤维增强水泥板及复合梁抗弯与耐久性能

研究了水灰比、纤维种类、掺量和水泥基材对挤压成型纤维水泥板及其复合梁的力学性能与耐久性能的影响。结果表明掺加纤维后板材韧性有显著改善;PVA纤维增强板材当纤维掺量达1.7%时表现应变硬化,出现多点开裂;PP纤维则呈现应变软化。两种纤维增强水泥基材料性能的差异是由于纤维自身性能的不同。以纤维增强板为底板,制作的纤维板/混凝土复合梁的极限荷载和相应挠度,与普通混凝土梁相比都得以改善;同时与普通混凝土梁相比,复合梁的抗氯离子渗透性能更好。     

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-粗聚丙烯纤维钢筋混凝土管力学性能

针对实际工程中钢筋混凝土管节管壁易产生裂纹、影响工程质量问题,鉴于玄武岩纤维与粗聚丙烯纤维能够明显改善混凝土的抗拉、抗裂等力学性能,设计制作了一组普通钢筋混凝土管节B0P0和一组混掺玄武岩-粗聚丙烯纤维钢筋混凝土管节B2P4,进行室内三点试验,对比试验过程中两组管节的开裂破坏形态和荷载 位移曲线,并利用ABAQUS软件建立钢筋混凝土管节数值分析模型,研究不同纤维配比和钢筋配置对钢筋混凝土管节受力性能的影响规律。研究结果表明:相较于B0P0,混掺玄武岩-粗聚丙烯纤维钢筋混凝土管节B2P4承载力提升了30.19%,管节表面裂缝宽度明显减小,阻裂增韧效果好;数值模型与试验结果的误差在5%以内,能够合理预测管节的破坏过程、荷载 位移曲线和极限承载能力,并通过数值模拟确定了混掺玄武岩 粗聚丙烯纤维时的纤维最佳配比和合理钢筋配置。     

改性竹纤维增强水泥基复合材料的力学特性

采用碱液预处理和纤维素纳米纤维(CNFs)接枝改性竹纤维(BF),通过力学性能和微观结构测试,分析了BF的改性机理,并研究了不同的BF改性方法对竹纤维水泥基复合材料(BFRC)力学特性的影响.结果表明：碱液预处理和CNFs接枝改性均能在一定程度上改善BFRC的抗压强度;CNFs接枝容量为40 g/m²时,BFRC的抗折强度和抗冲击强度均高于单一碱液预处理;碱液预处理去除了BF表面大部分半纤维素、果胶以及部分木质素、蜡状物,增加了其表面粗糙度,而CNFs接枝改性修饰了BF表面的原始缺陷,减少了水泥基体的孔隙率.     

振动法水泥稳定砾石的力学疲劳特性与强度标准

为确保振动法水泥稳定砾石(VTM-CSG)基层在交通荷载反复作用下不出现疲劳破坏,研究了VTM-CSG的疲劳特性与不同龄期的力学强度(无侧限抗压强度、劈裂强度与抗压回弹模量);基于路面荷载响应、VTM-CSG的力学与疲劳特性,结合Miner疲劳累积损伤理论,提出了抗疲劳开裂的VTM-CSG强度标准.结果表明:VTM-CSG力学强度随水泥剂量的增加呈线性增加、随养生龄期的延长呈非线性增长,采用骨架密实级配可提高VTM-CSG的力学强度;所建立的VTMCSG强度增长方程可较为精确地表征其强度增长特性;当试验条件受限时,可利用所建立的力学指标间的关系模型来预估其他力学强度.通过回归分析建立的VTM-CSG疲劳方程表明,在高应力水平下骨架密实级配VTM-CSG的疲劳性能优于悬浮密实级配VTM-CSG;提出了控制疲劳开裂的VTM-CSG的7d无侧限抗压强度标准与7d劈裂强度标准,该标准与路面结构、VTM-CSG的材料属性以及使用寿命相关联,实现了结构与材料一体化控制VTM-CSG基层开裂的目的.     

减水剂对水泥稳定碎石物理力学性能的影响

通过室内试验,考察了减水剂对水泥稳定碎石基层物理力学性能,尤其是产生反射裂缝问题的收缩性能的影响．结果表明,减水剂能使水泥稳定碎石基层的最大干密度对用水量的敏感性降低且易于压实,有利于施工控制;在力学性能上,减水剂的加入提高了材料的抗拉强度,但抗压强度在低含水量区域不取决于水灰比,减水剂对抗压强度的影响无规律;适宜用量的减水剂降低了基层材料的收缩量．此外,粉煤灰和减水剂复掺可进一步改善水泥稳定碎石基层的性能．     

PVA纤维分散程度对水泥砂浆和水泥稳定碎石力学性能的影响

为研究聚乙烯醇(PVA)纤维的分散程度对水泥砂浆和水泥稳定碎石性能的影响,用粉煤灰对PVA纤维束进行分散处理,同时采用灰度共生矩阵图像处理法对PVA纤维的图像纹理进行熵分析,建立单因素方差分析数学模型,用以检验粉煤灰对PVA纤维分散程度的显著性影响,得出PVA纤维的分散程度与图像熵之间的关系;然后采用质量均分称重法对灰度共生矩阵图像处理法进行验证分析;再通过室内试验研究水泥基复合材料的力学性能与PVA纤维分散程度之间的关系.结果 表明:PVA纤维的分散程度随着添加的粉煤灰与PVA纤维质量比(简称质量比)的增加而增大,当质量比大于50:1时,PVA纤维束能在水泥基复合材料中均匀分散;图像熵随质量比的增加而增加,纤维均值的变异系数随质量比的增加而减小;水泥砂浆的抗折强度、破裂能和水泥稳定碎石的劈裂强度随图像熵的增加而增大.由此可知,提升PVA纤维在水泥砂浆和水泥稳定碎石中的分散程度,可提升水泥砂浆和水泥稳定碎石的力学性能.     

聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗裂性能研究

为了研究聚丙烯纤维水泥稳定碎石的抗裂性能,对聚丙烯纤维水泥稳定碎石和普通水泥稳定碎石梁式试件进行了干缩试验、温缩试验和抗弯拉试验,采用干缩能抗裂系数和温缩能抗裂系数作为抗裂性的评价指标,对材料的抗裂性能随养护龄期、纤维掺量以及水泥掺量变化的规律进行了分析.结果表明,聚丙烯纤维的掺入可显著地增强水泥稳定碎石的抗干缩开裂性能和抗温缩开裂性能;随养护龄期的增长,聚丙烯纤维水泥稳定碎石的抗干缩开裂性能逐渐增强,而抗温缩开裂性能有略微的减小;在纤维体积分数小于0.1%的范围内,随着纤维体积分数的增加,水泥稳定碎石的抗干缩、抗温缩开裂性能均逐渐增强;随水泥掺量的增加,聚丙烯纤维水泥稳定碎石的抗干缩、抗温缩开裂性能均有逐渐减小的趋势.