粗纤度PVA纤维混凝土力学性能试验分析

将粗纤度聚乙烯醇(PVA)纤维加入混凝土中,采用搅拌试验方法分析PVA纤维在混凝土中的分散性;对比不同纤维体积分数下PVA纤维混凝土的坍落度分析其可施工性;对比不同纤维体积分数PVA纤维混凝土的抗压、抗弯拉及劈裂抗拉强度和破坏状态来探索其综合力学性能。试验结果表明:PVA纤维在混凝土搅拌过程中分布较均匀不易结团;相对素混凝土,PVA纤维混凝土的坍落度略有下降;抗压强度无明显提高,抗弯拉及劈裂抗拉强度随着纤维体积分数增加呈二次函数增大。     

硅灰对碳纤维混凝土强度及电阻率影响研究

通过在碳纤维混凝土中加入硅灰,研究了硅灰对碳纤维混凝土抗压强度、抗折强度和劈裂强度的影响规律,同时研究了硅灰对碳纤维混凝土电阻率的影响作用。结果表明:碳纤维混凝土相对素混凝土,抗压强度降低了5.9%,抗折强度提高了25.8%,劈裂强度增加了了21.1%;加入硅灰后,碳纤维混凝土抗压强度、抗折强度和劈裂强度都有所增加;10%硅灰掺量时,抗压强度增加了39%,抗折强度提高了40.6%,劈裂强度提高了34.3%。加入硅灰后碳纤维混凝土电阻率也明显降低,3 d时两者电阻率降低了8.6Ω,随着时间的推移,差值越来越小。说明硅灰对碳纤维混凝土的电阻率也有明显作用,进一步证明了加入硅灰可以有效提高碳纤维在混凝土中的分散性。     

Influence of fiber geometry on the properties of steel fiber reinforced concrete

The influence of fiber diameter, length and volume fraction on the properties of steel fiber reinforced concrete in the fresh and hardened states is reported. The compactibility of fresh fibrous concrete decreases linearly with fiber aspect ratio. There is no unique relationship between fiber aspect ratio and ultimate flexural strength or compressive strength. The dynamic modulus of elasticity of fiber reinforced concrete is little different from that of plain concrete. The fibers, however, show substantial improvements in damping when the concrete is wet. It is shown that the ultimate flexural strength can be predicted by a composite mechanics equation. A unique relationship is also shown to exist between ultimate flexural strength and an “effective spacing” concept.     

混合钢纤维活性粉末混凝土力学性能研究

采用两种不同尺寸的钢纤维混合掺入活性粉末混凝土中;通过轴压、劈裂和四点弯曲的力学性能试验,研究混合钢纤维活性粉末混凝土的抗压强度、抗拉强度及抗折强度,得到不同钢纤维组合比例对活性粉末混凝土力学性能的改善作用;采用ASTMC1018提出的韧性指数法来衡量混合钢纤维活性粉末混凝土弯曲韧性.结果表明:同体积纤维掺量下,混合钢纤维活性粉末混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度及弯曲抗折强度均较单掺一种纤维有一定程度的提高;混合掺入钢纤维后活性粉末混凝土韧性改善效果显著,采用0.5％长纤维与1.5％短纤维组合可以达到最佳增韧效果.     

短切纤维增强改性磷酸盐水泥抗折性能研究

分别采用短切碳纤维和短切玻璃纤维对磷酸盐水泥进行了增强改性研究.采用羧甲基纤维素溶液做分散剂使短切纤维在水泥基体中得到了很好的分散;通过凝结时间及抗折强度测试,研究了纤维种类与掺量对磷酸盐水泥性能的影响.结果表明,短切纤维的加入对磷酸盐水泥的凝结时间影响不明显;两种短切纤维的加入都使磷酸盐水泥的抗折强度显著提高,磷酸盐...     

芳纶纤维、粉煤灰对混凝土性能的影响

研究了掺加芳纶纤维、粉煤灰对混凝土的力学、抗渗性能的影响。结果表明,芳纶纤维、粉煤灰对混凝土的抗压强度影响不明显,抗折强度、抗渗性能得到明显提高。掺加0．6％的芳纶纤维和10％的粉煤灰时,试样的力学性能和抗渗性能最优,抗折强度提高了30．77％,抗压强度提高了5．69％,抗渗性能提高了24．6％。     

玄武岩纤维掺量对混凝土力学性能的影响

研究了掺入0．05％～0．35％的玄武岩纤维对混凝土的抗压强度,劈裂抗拉强度以及弯曲性能的影响,并采用扫描电镜对纤维在混凝土中的微观作用机理进行了分析。结果表明,当纤维的掺量在0．3％以内时,混凝土3 d、7 d、28 d的抗压、抗拉强度都有不同程度的提高,当掺量超过0．3％时,混凝土28 d的抗压、抗拉强度开始下降,且掺量越大,强度下降的也越多;弯曲试验结果表明,掺入0．05％～0．25％的玄武岩纤维后,混凝土的抗折强度平均提高7．96％,掺量为0．2％时,抗折强度提高17．0％,且掺入玄武岩纤维后,混凝土的应力-应变曲线有了明显的屈服点,混凝土的极限拉伸值增大,弹性模量降低,刚度减小,延性与柔性增加,混凝土的抗裂性增加,使用寿命延长。     

盐冻作用下玄武岩纤维混凝土力学性能损伤研究

针对西北寒旱地区混凝土结构易开裂耐久性降低的问题,选取力学性能优异的玄武岩纤维作为混凝土增强材料,采用室内快速冻融试验,以纤维体积掺量为变量,研究了不同纤维体积掺量(0.05％、0.1％、0.15％、0.2％)混凝土试件分别在清水、质量分数为3％的NaCl溶液、质量分数为5％的Na2 SO4溶液冻融作用下动弹性模量、抗...     

聚丙烯纤维及橡胶颗粒对透水混凝土性能的影响

以聚丙烯纤维及橡胶颗粒掺量为影响因素,通过测定透水混凝土的28 d抗压强度、抗折强度、孔隙率及透水系数等性能指标,获取聚丙烯纤维及橡胶颗粒掺量与透水混凝土力学性能及透水性能的关系.试验结果表明:粗骨料粒径为4.75~9.5 mm时,掺入橡胶颗粒和聚丙烯纤维皆会使透水混凝土的28 d抗压强度、抗折强度提高,但会使透水系数减小,透水性能下降;与掺加橡胶颗粒相比,掺加聚丙烯纤维可以更加明显地改善透水混凝土力学性能;随着掺入聚丙烯纤维以及橡胶颗粒比例的增加,透水混凝土28 d抗压强度、抗折强度性能指标上升的幅度逐渐减小,透水性能则逐渐下降.     

玄武岩纤维掺量对页岩轻骨料混凝土强度性能影响的研究

<中作者单位六>=研究了不同玄武岩纤维体积掺量对页岩轻骨料混凝土各项强度的影响.试验结果表明,玄武岩纤维的掺入会在一定程度上提高轻骨料混凝土的抗压、抗折强度和弹性模量;纤维掺量0.2%时,抗压与抗折强度达到最大值,分别提高11.49%、20%;轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度随着纤维掺量的增加而增加,在纤维掺量0.3%时,劈裂抗拉强度达到最大值,强度提高54.59%;玄武岩纤维掺入页岩轻骨料混凝土中不仅对各相强度有一定提高,且一定程度上改善了轻骨料混凝土的脆性缺陷,起到增强增韧作用.     

回收轮胎钢纤维再生骨料混凝土基本力学性能试验研究

混凝土的基本力学性能与破坏形态是反映试件在不同受力状态下承载能力与韧性的重要指标。为了研究回收轮胎钢纤维(RTSF)再生骨料混凝土的基本力学性能,试验设计了8组不同种类的混凝土试件。通过坍落度、含气量、立方体抗压、劈裂抗拉与抗折试验,系统的探究了RTSF体积掺量(0.25%、0.5%、0.75%和1.0%)和再生骨料取代率(质量分数分别为50%、75%和100%)对混凝土基本力学性能以及破坏形态的影响。研究表明:随着再生骨料取代率的升高,混凝土拌合物坍落度减小、含气量增大,各项力学性能均产生不同程度的降低;RTSF能够有效提高再生骨料混凝土的基本力学性能,且试件的破坏形态随RTSF掺量的增加呈现出明显的延性破坏特征。综合各项指标,当再生骨料取代率为50%时,RTSF体积掺量为0.5%的RTSF再生骨料混凝土力学性能最佳。其试件立方体抗压强度(28 d)较普通混凝土仅降低1.0%,而劈裂抗拉强度与抗折强度较普通混凝土分别提高9.6%和12.5%。此外其弯曲韧度指数I₅、I₁₀和I₂₀分别为普通混凝土的2.7倍、3.8倍和4.8倍。     

Residual mechanical properties of steel fiber reinforced concrete damaged by alkali silica reaction and subsequent sodium chloride exposure

Infrastructures treated with de-icing salts and those which are in direct contact with sea water are subjected to degradation by chloride ingress. Concrete composed of reactive sources of silica and used near such regions can suffer from both, alkali silica reaction (ASR) and chloride ingress subsequently. This research aims at empirically investigating the residual mechanical properties of plain and steel fiber reinforced concrete damaged by alkali silica reaction (ASR) and subsequent chloride ion ingress. Accelerated degradation tests on three concrete mixes such as plain concrete (PC,control), steel fiber reinforced concrete (SFRC) and high strength fiber reinforced concrete (HSFRC) were done. Specimens were initially damaged by ASR, and then submerged in chloride solution at temperature ranges of 5 ^oC, 25 ^oC and 40 ^oC. 1 mol/L NaOH solution and 3% NaCl solution were used for a period of 20 and 40 weeks. Steel fibers were found to be effective in reducing surface crack widths at 5 ^oC and 25 ^oC. Accelerated mortar bar test showed that steel fibers were able to reduce expansion by 31.5% and 65.3% using single and double hooked fibers. By examining the residual compressive and flexure strengths, it was found that exposure to chloride environment aided in hydration reaction which counter-balanced the damage due to ASR. Fiber-matrix bonding developed over time inducing friction which led to higher ductility and less damage in flexure strength in steel fiber reinforced concrete prisms.     

PBO纤维和碳纤维混杂增强混凝土抗弯曲性能研究

采用PBO纤维与碳纤维混杂复合材料片材增强加固混凝土,设计了3种混杂比的复合材料片材对混凝土进行增强实验,采用3点抗弯曲试验测试纤维片材对混凝土抗弯曲性能增强效果。结果表明,掺有纤维片材的混凝土抗弯曲强度比素混凝土明显提高,两种纤维层间混杂增强后抗弯曲强度呈现出正的混杂效应,破坏形式由素混凝土的脆性断裂转变纤维混凝土的层间韧性断裂。     

玄武岩纤维混凝土力学性能的试验研究

玄武岩纤维在混凝土中的应用已成为国内外研究的热点,通过玄武岩纤维混凝土的抗压、抗折、抗弯冲击韧性试验,研究了玄武岩纤维掺量对混凝土力学性能的影响,得出了玄武岩纤维的最佳掺量范围.研究结果表明,混凝土中掺入玄武岩纤维后,其强度及抗弯冲击性能均会得到一定程度的改善.     

高速公路钢纤维混凝土的性能研究

结合高速公路的实际需要,研究了钢纤维掺量对混凝土性能的影响.在此基础上,研究了粉煤灰掺量对混凝土性能的影响.研究结果表明:钢纤维对于混凝土抗压强度、抗拉强度、抗折强度、磨损量存在一个最佳掺量,其最佳掺量分别是1.5％、2.0％、2.0％、2.5％.当钢纤维掺量为2.0％时,粉煤灰对于混凝土抗拉强度、抗折强度、磨损量存在一个最佳掺量,其最佳掺量分别是15％、10％、15％,但粉煤灰掺量对混凝土抗压强度影响不大.     

钢纤维对活性粉末混凝土力学性能的影响

通过测试不同钢纤维掺量活性粉末混凝土(RPC)试件的流动度、28 d标准养护后抗压强度及抗折强度,分析不同钢纤维掺量下,RPC流动度、抗压强度、抗折强度、折压比等性能,并结合文献对比分析在不同配合比下钢纤维掺量对RPC的增强效果,综合考虑RPC流动度与力学性能得出钢纤维最优掺量为2％～3％.     

再生风机叶片纤维对混凝土力学和抗冻性能的影响

为解决废弃风机叶片大量堆存、难以处理的问题,通过机械粉碎方法得到再生风机叶片纤维,研究不同掺量(0%、10%、20%和30%,质量分数)再生纤维对混凝土力学性能和抗冻性能的影响,探讨废弃风机叶片在混凝土中利用的经济和环境价值。结果表明:掺10%、20%和30%再生风机叶片纤维混凝土的抗弯强度和劈裂抗拉强度较素混凝土提高明显,抗弯强度分别提高了2.8%、2.8%和11.1%,劈裂抗拉强度分别提高56.3%、68.8%和 40.6%。掺20%再生风机叶片纤维混凝土冻融寿命可达75次,远超素混凝土的冻融寿命(25次),混凝土抗冻性能显著提高。但是,再生纤维掺量过高(30%)时,混凝土吸水率上升明显,抗压强度和抗冻性能下降。相比传统的焚烧处理,在混凝土中掺入20%再生风机叶片纤维,可降低混凝土成本69.2元/m³,减少CO₂排放0.04 t/m³。     

Properties of wet-mixed fiber reinforced shotcrete and fiber reinforced concrete with similar composition

Fiber reinforced shotcrete (FRS) is commonly used in slope protection, tunnel linings as well as structural repair and rehabilitation. For the design of shotcrete mixes, it is of interest to see if data on fiber reinforced concrete (FRC) can be employed as an initial guideline. In this study, various properties of FRS, including its compressive strength, flexural behavior, permeability and shrinkage behavior, are compared with FRC of similar composition. The results, based on five different mixes, indicate that the fabrication process (i.e., shotcreting vs. casting) can significantly affect compressive strength and permeability, but has relatively little effect on shrinkage behavior. The flexural strength of FRS is slightly higher than that for FRC in most cases, but the residual load carrying capacity in the postcracking regime can be significantly lower. Based on the differences in the properties of FRC and shotcrete, implications to material design are discussed.     

纤维特性对砂加气混凝土力学性能和微观结构的影响

砂加气混凝土因其韧性较差,在生产过程中易出现缺棱掉角的现象.通过添加不同长径比和弹性模量的纤维,研究纤维掺量对砂加气混凝土抗压和抗折强度的影响,并借助X射线衍射和扫描电镜分析其微观结构,研究了纤维对砂加气混凝土增韧机理.研究结果表明:聚丙烯纤维和玻璃纤维的最佳掺量均为0.3%,砂加气混凝土的抗压强度分别提高了22.0%和27.8%,抗折强度分别提高了20.0%和26.0%.不同纤维对砂加气混凝土的水化产物含量有一定的影响,但不会生成新相.纤维对砂加气混凝土的增强增韧机理主要在于其能在基体中形成三维网络骨架,通过减缓裂纹尖端的应力集中,减缓或阻止裂纹的扩展.添加两种纤维的砂加气混凝土砌块受力时主要对纤维拔出做功,因此纤维本身的弹性模量对砂加气混凝土强度的影响较小.     

基于NSGA-Ⅱ与熵权TOPSIS法的混杂纤维再生混凝土配合比多目标优化

制备以钢纤维(SF)、塑钢纤维(MPPF)为骨料的高性能道面混杂纤维再生混凝土(HFRAC),研究改善再生混凝土(RAC)强度及耐磨性能,采用响应面法(RSM)中Box-Behnken试验设计方法,以SF体积掺量、MPPF体积掺量和砂率为因素,以HFRAC抗折强度、抗压强度和磨损量为评价指标,建立各评价指标的预测模型,分析各因素对评价指标的影响,并构建基于NSGA-Ⅱ耦合熵权TOPSIS法的HFRAC配合比优选模型,确定综合性能最优时的配合比方案。结果表明:在试验范围内各评价指标的响应面模型拟合效果良好,预测精度高;各评价指标不仅受单因素影响,而且受因素间交互作用影响,SF体积掺量与MPPF体积掺量交互作用对抗折强度、抗压强度影响极显著,对磨损量影响显著,MPPF体积掺量与砂率交互作用对抗折强度影响显著;当SF体积掺量为1.39%、MPPF体积掺量为0.97%、砂率为36.10%时,HFRAC综合性能最优。该方法能够实现HFRAC性能的综合改善,可为HFRAC在道路工程中的推广应用提供一定理论依据和技术支撑。