纤维掺比对玄武岩-聚乙烯醇混凝土力学性能影响的试验研究

为研究玄武岩纤维与聚乙烯醇纤维对混凝土力学性能的影响规律,将玄武岩纤维（0、0.1%、0.15%）和聚乙烯醇纤维（0、0.1%、0.15%、0.2%）分别以单掺与混掺的形式加入C50混凝土基体中,进行抗压强度与劈裂抗拉强度力学性能试验。试验结果表明：单掺纤维均可改善混凝土力学性能;混杂纤维混凝土中,当玄武岩纤维与聚乙烯醇纤维掺量分别为0.15%,0.1%时,混凝土抗压强度最大,比素混凝土提高了6.6%;当玄武岩纤维与聚乙烯醇纤维掺量均为0.15%时,混凝土劈裂抗拉强度最大,比素混凝土提高了24.8%;最后通过试验数据回归拟合得到玄武岩-聚乙烯醇混杂纤维混凝土劈裂抗拉强度计算公式,供相关工程参考。     

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。     

低回弹高早强喷射混凝土技术与工程应用

为降低喷射混凝土施工回弹率、提高其早期力学性能和长期耐久性能，结合铁路隧道复合式衬砌结构体系对喷射混凝土的性能要求，研发了喷射混凝土用功能材料，并提出低回弹高早强喷射混凝土制备技术。通过试验室试验和工程应用案例，验证了该功能材料配制技术的可行性和使用效果。试验室试验结果表明：喷射混凝土的施工回弹率与其流变参数密切相关，所研发的功能材料与速凝剂复掺可显著提高喷射混凝土的早期力学性能和耐久性能，并降低施工回弹率。工程应用结果表明：采用本文提出的技术后，所制备的隧道初支喷射混凝土的施工回弹率≤10%，喷射混凝土8 h抗压强度≥10 MPa,24 h抗压强度≥15 MPa,56 d电通量<1 200 C，满足隧道高性能混凝土的施工要求。     

钢纤维对喷射混凝土方板早龄期弯曲性能的影响

为了研究隧道支护层钢纤维喷射混凝土在早龄期的力学性能,参照欧洲喷射混凝土标准(EFNARC),对不同掺量的钢纤维喷射混凝土方板进行试验研究,并与传统钢筋挂网喷射混凝土方板进行了对比.通过对10,30,48h龄期钢纤维喷射混凝土方板的荷载-位移曲线及能量吸收能力的比较,分析了不同钢纤维掺量喷射混凝土方板与钢筋挂网喷射混凝土方板的弯曲性能.结果表明:钢纤维可以显著提高早龄期混凝土的抗冲切能力;当钢纤维掺量超过20kg/m~3时,钢纤维喷射混凝土方板由脆性冲切破坏变为弯曲破坏.     

湿喷混凝土回弹率关键影响因素试验研究

喷射混凝土湿喷作业时回弹率高不仅影响施工效率，还造成物料浪费。为解决这一难题，本文针对混凝土砂率、速凝剂掺量、喷射距离、喷射角度等因素进行试验研究。结果表明，针对国道109新线高速公路，结合所用原材料和配合比，喷射混凝土施工中控制以下关键技术参数，即砂率为55%左右，速凝剂掺量为4.0%左右，喷射距离为1.2～1.5m，喷射角度大于70°，可以显著降低湿喷混凝土回弹率。     

外掺玄武岩纤维及硅灰透水再生混凝土试验研究

为提高透水再生混凝土的利用率,推广再生骨料的应用,文中通过采用外掺玄武岩纤维及硅灰来提高透水再生混凝土的力学性能及透水性能,进行了单掺和复掺的试验研究。研究结果表明:外掺玄武岩纤维可提高透水再生混凝土的抗压强度及透水性能,且渗透系数随纤维掺量的增加呈线性增长;硅灰的掺入能显著提高透水的抗压强度,掺量越高提升率越明显,对渗透系数的影响呈现出先增大后减小的趋势;复掺短切玄武岩纤维及硅灰存在最优配比,当硅灰掺量为9%,玄武岩纤维掺量为0.15%时最优,其抗压强度可达37.1MPa,透水系数为3.49mm/s。     

关于玄武岩纤维混凝土的增强机理研究

为探究短切玄武岩纤维对混凝土基本力学性能的影响机制,分析出短切玄武岩纤维对混凝土的增强机理。以C35普通混凝土为研究对象,短切玄武岩纤维长度和掺量为变量,通过静态力学性能试验将玄武岩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。并通过光学显微镜对玄武岩纤维混凝土的微观结构进行观察与分析,找出在混凝土中掺加玄武岩纤维的最佳纤维长度区间与最佳的纤维掺量区间。掺入玄武岩纤维后,抗压强度普遍降低,最高降低幅度达8.4%。劈拉强度和抗折强度明显提高,劈拉强度最大可提高23.8%。抗折强度最大可提高34.7%。光学显微镜下,玄武岩纤维分散均匀。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。     

引气沙漠砂纤维混凝土力学性能研究

通过正交试验研究了引气剂(十二烷基磺酸钠)、短切玄武岩纤维（BF）和沙漠砂对混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响。结果表明,引气沙漠砂纤维混凝土的最优配合比为引气剂掺量0.003%、沙漠砂替代率40%、短切BF掺量0.1%。     

基于正交试验的纤维混凝土力学性能影响研究

通过正交试验分析,研究了纤维种类、纤维掺量以及砂率等3种因素对普通纤维混凝土力学性能的影响。试验结果表明：对纤维混凝土强度和弹性模量起主导作用的因素是砂率,其次是纤维掺量,纤维种类对混凝土强度和弹性模量的影响最小;纤维混凝土强度最优正交组合为玄武岩纤维、纤维掺量为0.3%、砂率为35%;随着纤维掺量的增加,纤维混凝土强度和弹性模量均呈先增加后降低趋势;随着砂率的增加,纤维混凝土强度和弹性模量均呈先降低后增加趋势;纤维混凝土抗压强度与弹性模量并非呈单一的线性关系,可通过改变纤维掺量和砂率的方法,得到抗压强度相同而弹性模量不同的纤维混凝土。     

RS(Ⅰ)溶蚀抑制剂对喷射混凝土性能的影响

试验研究RS(Ⅰ)溶蚀抑制剂掺量对喷射混凝土性能的影响,并在广东某隧道进行实体应用效果对比。结果表明：RS(Ⅰ)掺量为20 kg/m³时,不仅不会影响喷射混凝土的凝结时间,而且还能减小混凝土的氯离子扩散系数,提高喷射混凝土的强度和抗溶蚀性能;在工程应用方面,掺20 kg/m³RS(Ⅰ)抗溶蚀喷射混凝土具有良好的力学性能及耐久性,与普通喷射混凝土相比,28 d抗压强度提高了44.5%,28 d氯离子扩散系数减小了13.7%,其有效扩散系数等级为“低”等级。     

玻璃纤维增强复合材料筋混杂纤维混凝土短柱轴心受压性能的研究

为了探寻玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋混杂纤维混凝土轴心受压短柱的破坏机理和设计方法,进行了5根GFRP筋混杂纤维混凝土短柱和1根普通钢筋混凝土短柱轴心受压性能研究,对GFRP筋混杂纤维混凝土轴心受压短柱的破坏形式、纵筋应变、混凝土压应变、极限荷载值等试验结果进行了分析。结果表明：掺入纤维的GFRP筋混凝土轴心受压短柱具有较好的阻裂性能且破坏后可以保持较好的整体性;掺入纤维的GFRP筋混凝土轴心受压短柱均有明显的塑性阶段,纤维可以有效抑制微裂缝扩展,改善混凝土延性;钢纤维掺入使混凝土弹性模量减小,聚乙烯醇(PVA)纤维使混凝土弹性模量增加;混杂纤维能有效提高GFRP筋混凝土短柱极限承载力,GFRP筋混杂纤维混凝土短柱中PVA纤维掺量为0.1%、钢纤维掺量为0.8%时比例最好。     

短切玄武岩纤维桥联作用对湿喷混凝土力学性能的影响

通过抗拉、抗压及抗弯性能试验,研究了20mm短切玄武岩纤维对喷射混凝土力学性能的影响规律。结果表明,玄武岩纤维体积掺量在3kg/m~3时,玄武岩纤维混凝土的力学性能最优,抗压、抗拉、抗折强度的增幅可达33%、23%、40%,掺量再增加时力学性能下降。端钩型钢纤维掺量为20kg/m~3时对混凝土各项力学性能的增幅仅为6%~8%,其效果弱于最佳掺量的玄武岩纤维混凝土。混凝土开裂后,乱向分布的纤维会将力传递到裂缝两侧的表面,使裂缝的发展得到抑制,试件可以继续受力,玄武岩纤维的桥联作用对抑制湿喷混凝土开裂有较大的帮助。     

喷射混凝土配合优化设计

以某铁路项目隧道导洞初支混凝土施工为依托,通过在室内对喷射混凝土配合化设计,结合现场试喷试验。隧道初支喷射混凝土施工,在拱顶处添加10%粉煤灰掺量,边墙仰拱处适当添加10%～20%粉煤灰、并降低速凝剂推荐掺量的2%～1%,通过室内试验和现场试喷,各部位采用的喷射混凝土工作性能、回弹量、各龄期力学性能均满足要求,粉煤灰喷射混凝土的配合比施工具有一定可行性。     

纤维混杂微膨胀混凝土力学性能及其工程应用

研究了不同弹性模量纤维与氧化镁膨胀剂复掺对混凝土试件强度的影响规律.同时在西藏某机场现场浇筑480 m2纤维微膨胀混凝土试验段,并采用数显式回弹仪测量机场道面混凝土的强度和回弹值.结果表明:钢纤维系列纤维混杂微膨胀混凝土试件的7 d和28 d强度均大于空白样试件强度;与普通混凝土面板相比,钢纤维掺量为40kg/m3和80kg/m3的纤维混杂微膨胀混凝土强度和回弹值分别增加了5.0%、10.5%和5.9%、10.5%.     

观音坳隧道纳米改性喷射混凝土性能与应用

针对观音坳隧道施工过程中喷射混凝土存在回弹率大及抗渗性不足的问题,开展纳米改性喷射混凝土性能与应用研究。结果表明：相较于普通喷射混凝土,纳米改性喷射混凝土回弹率降低了47.7%,抗压强度提高了13.8%、28 d氯离子扩散系数降低了41%、28 d碳化深度降低了19.6%,显著改善了喷射混凝土抗渗性能,有助于提升结构耐久性。     

聚乙烯醇纤维再生混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应研究

为研究聚乙烯醇（PVA）纤维再生混凝土劈裂抗拉强度的尺寸效应,以5种再生骨料取代率、5种PVA纤维掺量、3种试件尺寸为变量,对81个立方体试件进行劈裂抗拉试验。结果表明：随着骨料取代率的提高,再生混凝土劈裂抗拉强度先增加后降低,25%再生骨料取代率下再生混凝土劈裂抗拉强度及尺寸效应度表现最佳;PVA纤维可降低再生混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应,随着PVA纤维掺量的提高,其尺寸效应先减小后增大,0.1%PVA纤维掺量最优;基于试验数据,给出了试件劈裂抗拉强度的效应律计算式,可进行各种尺寸规格试块的劈裂抗拉强度计算。     

钢-聚丙烯混杂纤维掺量对混凝土强度影响的试验研究

通过正交试验,研究钢纤维掺量、聚丙烯纤维掺量、砂率、粉煤灰掺量等4种因素对混杂纤维混凝土强度的影响规律,并探寻混杂纤维混凝土的最优配合比。结果表明:掺加钢纤维能明显提高混凝土抗压强度、劈拉强度和抗折强度。随着钢纤维掺量增加,混凝土3种强度均呈增长趋势,尤其劈拉强度和抗折强度增长显著。聚丙烯纤维对混凝土强度无显著影响,但能改善混凝土的脆性。随着砂率增加,混凝土的强度先增后降,本次试验砂率40%时,混凝土强度最大。由于时间原因,粉煤灰的影响仍需后续试验研究。采用综合平衡法甄选,当钢纤维掺量1.5%,聚丙烯纤维掺量0.05%,砂率40%,混凝土强度性能最优。     

基于复合胶凝材的喷射混凝土抗渗性能研究

喷射混凝土的抗渗性能与喷射混凝土的使用年限、承受水压力、喷射混凝土的龄期等因素密切相关。以喷射混凝土的渗水高度作为其抗渗性能的评价指标,通过室内试验研究了基于复合胶凝材的喷射混凝土渗水高度与加压时间、承受水压力、混凝土龄期的相关关系;并进一步研究了喷射混凝土回弹率、吸水率等,以及这些指标与抗渗性能的相关性。通过研究得到,掺加复合胶凝材对提高喷射混凝土的抗渗性能有显著作用;加压时间和水压力量值对渗水高度的影响很大,加压时间与渗水高度呈正比关系,水压力大小与渗水高度成近似正比关系;随着龄期的增加,渗水高度逐步减小,28 d龄期后渗水高度趋于稳定;单掺复合胶凝材的喷射混凝土吸水率低于掺加复合胶凝材和聚丙烯纤维的喷射混凝土,抗渗性更好一些;但是加入聚丙烯纤维后,与只掺加复合胶凝材的混凝土比较,其回弹率大大降低。     

PVA纤维增强CL15陶粒混凝土力学性能试验研究

在CL15陶粒混凝土基础上,分析0%、10%、20%、30%和40%五种粉煤灰掺量,0kg/m~3、0.5kg/m~3、1kg/m~3、1.5kg/m~3、2kg/m~3五种PVA纤维掺量对陶粒混凝土抗压强度和抗弯拉强度的影响。试验结果分析,陶粒混凝土随着粉煤灰掺量的增加,陶粒混凝土强度先增大后减小,陶粒混凝土中粉煤灰的最优掺量为20%,不宜超过40%。PVA纤维可以有效提高陶粒混凝土的力学性能,尤其是抗弯拉强度。但是纤维掺量过大也会大幅降低陶粒混凝土强度,甚至低于设计要求,纤维的建议掺量为1.0~1.5kg/m~3。     

粉煤灰喷射混凝土的最优掺量研究

喷射混凝土是隧道衬砌处理中极为重要的材料之一,不同掺量粉煤灰的喷射混凝土研究对于隧道施工具有重要的意义。在其他条件相同的情况下,对不同掺量粉煤灰喷射混凝土进行力学试验,得出对应的的试验数值。结果表明,从抗压强度性能来看,掺量为6%的粉煤灰最优。