EVA和钢纤维改性混凝土力学特性研究

通过对不同掺量的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和钢纤维对混凝土的力学性能和耐久性能的影响规律研究,得到了一种用于井巷修补及巷旁充填的新型聚合物改性混凝土,并确定了各组分之间最佳配比。结果表明:EVA会降低混凝土的抗压强度,当掺量达到15%时,对混凝土的塑性变形能力和延性会有较好的提升;钢纤维会提高混凝土的强度和延性,在体积掺量为1.5%时,效果更明显;在C组中,钢纤维体积掺量为1.5%时,各方面的力学性能相比于体积掺量为1%时提高的较少。C3试验效果最佳,使混凝土塑性变性能力和延性得到显著提升,混凝土的劈裂抗拉强度增加了6.1%,抗折强度增加了29%,跨中挠度增加了420%,弹性模量从3.25 GPa降到了1.12 GPa,极大地提高了混凝土的力学性能和耐久性能。     

沿空留巷巷旁改性混凝土充填体的力学特性试验研究

普通混凝土作为沿空留巷巷旁支护充填体时,存在塑性变形能力小,难以协调变形,不能适应高地应力下巷道大变形量变形导致留巷复用困难等问题.针对普通混凝土材料性能的局限性,在用粉煤灰替代１５％水泥增加混凝土试件强度的基础上,引入乙烯 醋酸乙烯酯聚合物(EthyleneVinylAcetatepolymer,EVA)对混凝土材料进行改性试验,采用０．０３mm/s和０．０１mm/s两种不同的加载速率进行加载,测试不 同 EVA 掺 量 的 混 凝 土 单 轴 抗 压 强 度.试 验 表明:EVA 的加入提高了混凝土的塑性变形能力和让压性能,且让压性在 一 定 范 围 内 随 着 EVA 掺 量 的 增 加 而 增 加,在EVA 掺量达到１５％时效果最佳,而在２０％时呈下降趋势.通过力学特性分析得出,EVA 对混凝土让压性的影响是通过抑制混凝土抗压时裂缝的扩展实现的,并通过声发射技术对试验进行检测,得出声发射能量与应力 应变曲线的变化趋势一致.     

钢纤维混凝土的特性及其在井壁结构中的应用

根据实验和应用,对不同钢纤维体积掺量的钢纤维混凝土的力学性能加以浅论。由于钢纤维的加入改变了混凝土的力学性能,同普通混凝土相比该种混凝土的抗拉、抗压、抗剪、抗弯曲、耐疲劳、耐冲击等性能明显提高。尤其是抗剪和韧性的明显提高,当井壁破坏时没有明显的脆性,结构保持了较好的整体完整性,从而大大提高了结构的工程安全度,所以说钢纤维混凝土将会是软岩巷道支护和深井井筒支护的理想材料。     

喷射钢纤维混凝土性能试验研究

 通过不同的配合比和掺入不同体积率的钢纤维混凝土来进行对比,利用抗压、劈裂抗拉和抗折试验分析钢纤维混凝土的性能。结果表明,水灰比为0.5的钢纤维混凝土抗压、抗折、抗拉强度分别比未加钢纤维混凝土提高了10.3%、9.6%和33.5%,水灰比为0.6的钢纤维分别提高了33.8%、10.8%和8.4%;而对于不同掺量的比较中,掺量较高的混凝土强度提高要高一些。由此可见,在不同的水灰比和不同的掺量下对混凝土的性能会产生不同的影响,但总体看来钢纤维能够提高喷射混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度等性能,能够为地下工程提供更好的支护作用。     

混杂钢纤维高强再生混凝土力学性能研究

高强混凝土(High Strength Concrete,HSC)因其强度高、内部组织致密、耐久性能良好而在工程中被广泛使用。然而在HSC中加入再生骨料后会影响混凝土的整体性能,相比于普通混凝土,其脆性更大,导致结构的安全性降低。为改善高强再生混凝土(High Strength Recycled Concrete,HSRC)的脆性及抗裂性能,本文设计5组采用不同的混杂钢纤维(Hybrid Steel Fiber,HSFR)体积掺率的试验,分析其对HSRC力学性能的影响。结果表明:随着HSFR掺率的增加,HSRC的抗压强度、劈拉强度均有不同幅度的提高,但掺率过高时,抗压强度、劈拉强度有下降趋势;当HSFR掺率为1.2%时,HSRC的力学性能最优。     

偏高岭土和钢纤维对混凝土力学性能影响研究

为研究偏高岭土（MK）和钢纤维（SF）掺量对混凝土力学性能和工作性能的影响，将不同体积掺量的SF掺入混凝土中，在SF掺量固定为1.2%时，复掺不同质量的MK，进行新拌混凝土的坍落度和3 d、7 d、28 d龄期试件的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度试验，并利用扫描电镜（SEM）进行微观分析。结果表明，掺入SF和MK显著降低混凝土坍落度；SF掺量为1.2%时，力学性能最优，立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度分别提高10.21%、66.33%和43.16%；在SF掺量为1.2%时，MK掺量在15%、10%和10%时，抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度最大，相较对照组SF-1.2，分别提高7.45%、6.21%和14.99%;SF在混凝土中起桥接作用，可有效延缓裂缝的扩展，MK可使混凝土内部变得更加密实，从而提高混凝土的力学性能。     

铁尾矿砂多元化替代方式对混凝土抗压强度影响研究

为了提高铁尾矿砂在混凝土中的掺量,选取４种不同 替代方式,研究铁尾矿砂替代天然河砂对混凝土抗压强度的 影响.试验结果表明:在铁尾矿砂低于３０％掺量时,不同替 代方式制备的铁尾矿砂混凝土的抗压强度均大于标准组混 凝土的抗压强度.采用相近细度模数等质量替代、对应粒径 等质量替代、等质量替代粒径≥１．１８mm 的河砂及等质量替 代粒径＜１．１８mm 的河砂,这４种替代方式制备的铁尾砂细 骨料混 凝 土 较 标 准 组 混 凝 土 抗 压 强 度 分 别 增 长１３．５％、 １０．２％、１６．９％、８．９％,对应的最佳铁尾矿砂掺量质量分数分 别为:３０％、４０％、１０％、２０％.不同替代方式下,铁尾矿砂混 凝土抗压强度随铁尾矿砂掺量变化的趋势不同,但不同铁尾 矿砂掺量下制备的铁尾矿砂混凝土的强度均满足 C３０混凝 土强度等级要求.     

钢纤维掺量对自密实钢管混凝土柱轴压力学性能影响研究

为提高钢管混凝土柱轴压承载力,在自密实混凝土中掺入钢纤维,研究不同钢纤维掺量对自密实钢管混凝土柱轴压力学性能的影响。通过设计正交试验,研究3组钢纤维掺量对自密实混凝土强度的影响,并为钢管混凝土钢纤维用量提供依据;对钢纤维组、普通组自密实钢管混凝土柱进行轴压试验,研究钢纤维对自密实钢管混凝土柱轴压力学性能影响;基于ABAQUS建立26组不同钢纤维掺量钢管混凝土柱模型,根据现场试验结果验证模型的正确性,分析其中6组钢纤维掺量对其轴压性能的影响,并建立不同钢纤维掺量下钢管混凝土柱轴压承载力计算公式。结果表明,2%掺量钢纤维对自密实混凝土强度增长的贡献较为显著,并能提高约4%自密实钢管混凝土柱轴压承载力,为最适宜掺量。提出考虑钢纤维掺量对钢管混凝土强度提高的计算式,与试验结果吻合良好。     

碱激发钢渣-矿渣混凝土的性能研究

为研究钢渣对碱激发钢渣矿渣混凝土性能的影响,通过测试不同水胶比及钢渣掺量时碱激发钢渣矿渣混凝土的力学性能和耐久性能,结合SEM微观测试,分析了钢渣与矿渣的相互作用。结果表明,0.40~0.45水胶比对碱激发钢渣矿渣混凝土抗压强度的影响不大,而钢渣掺量显著影响其各龄期抗压强度;钢渣与矿渣质量比为4∶6时混凝土强度达到C60等级,干燥收缩率接近普通混凝土,抗碳化性能较碱矿渣混凝土有一定程度的提高;钢渣与矿渣相互促进水化,形成结构更加密实,有助于强度和耐久性能的提高。     

哑铃型钢纤维粉煤灰混凝土的弯曲疲劳特性

混凝土的弯曲疲劳性能是钢纤维混凝土的主要力学性能，用4点加载方法重点研究了全掺钢纤维混凝土梁和底层撒布较长钢纤维的聚丙烯腈纤维混凝土梁的弯曲疲劳性能，研究证明：底层撒布较长钢纤维的聚丙烯腈纤维混凝土梁的弯曲疲劳强度比素混凝土提高15．7％；当应力水平为0．90时，全掺钢纤维(体积分数为1．0％)混凝土梁弯曲疲劳寿命是素混凝土22．47倍，底层撒布较长钢纤维的聚丙烯腈纤维混凝土梁的弯曲疲劳寿命是素混凝土的29．01倍，即底层撒布较长钢纤维的聚丙烯腈纤维混凝土梁的弯曲疲劳性能比单独撒布一层钢纤维或单独采用聚丙烯腈纤维来增强混凝土效果更加显，对于道路及机场跑道采用这一结构形式比较理想。表7，参9．     

煤矿岩巷钢纤维混凝土抗折性能试验与模拟研究

进行了不同钢纤维掺量下的钢纤维混凝土抗折强度试验。结果表明钢纤维混凝土抗折强度随钢纤维掺量的增加几乎成线性增长。运用有限元软件ANSYS进行钢纤维混凝土梁非线性分析,采用Solid65单元和Concrete材料以及相应的本构模型和破坏准则模拟钢纤维混凝土抗折全过程,可取得令人满意的结果。     

钢纤维形状对混凝土力学性能的影响及湿喷支护应用研究

为详细研究不同形状和掺量钢纤维对混凝土的增强性能,以更好地应用于巷道湿喷支护,选取了平直型、波浪型和凹凸型钢纤维,通过试验分别研究了3种形状钢纤维在掺量为0、20、40、60、80、100 kg/m3时混凝土的抗拉和抗弯强度。将最佳形状和掺量的钢纤维应用于巷道湿喷支护,通过现场观测分析了钢纤维混凝土湿喷支护效果。结果显示:不同形状钢纤维增强混凝土抗拉强度和抗弯强度的排序为:凹凸型>波浪型>平直型;钢纤维增强混凝土抗拉强度和抗弯强度的最佳钢纤维掺量为60 kg/m3;钢纤维混凝土湿喷支护能够有效控制巷道围岩,比普通混凝土的喷浆支护效果好。     

沿空留巷巷旁充填材料性能优化研究

为了使沿空留巷巷旁充填体可以适应顶板活动,达到"让压-承载"支护的目的,通过添加聚合物和钢纤维对巷旁充填混凝土材料进行改性试验,测试不同配比下改性混凝土的单轴抗压强度,并确定各组分之间最佳配比;同时采用FLAC3D数值模拟研究改性混凝土巷旁充填体应力及顶底板位移变化,分析其让压性能。研究表明:聚合物乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)改善了巷旁充填体混凝土材料的塑性变形能力,钢纤维提高了混凝土的延性,当聚合物掺量达到15%时,让压性能可达6.10%。数值模拟结果显示:巷旁充填体混凝土材料在钢纤维和聚合物的共同作用下,充填体具有较高强度且可随顶板下沉释放压力,最终达到协调让压的支护目的;此外,沿空留巷巷旁充填体的最佳宽度为1.2 m。     

苏埃通道海底隧道结构高耐久性能混凝土试验研究

本文以苏埃通道海底隧道结构高耐久性能混凝土配制为研究目标,分析了海底隧道腐蚀环境类别,通过试验测试了不同水胶比和矿物掺合料掺率下混凝土的力学性能、耐久性能和变形性能,获得了高耐久性能混凝土配合比.结果表明:苏埃隧道高耐久性混凝土水胶比宜控制在0.28～0.31,掺合料掺量宜控制在20％～30％.试配混凝土的自身耐久性较...     

粗短钢纤维混凝土动力性能研究

钢纤维混凝土(SFRC)的静力性能已被广泛研究,但有关动力性能方面的文献仍较少。SFRC的动力性能受钢纤维的特性(几何形状与强度)、钢纤维的掺量、分布以及基体混凝土性能的影响。为方便研究,借助于一个简化的细长杆模型,导出了粗短钢纤维变形运动时的基本微分方程。重点研究了动载作用下,大体积粗短钢纤维混凝土结构内部的应力分布。     

粉煤灰掺量对高性能混凝土强度、碱度及抗碳化性能的影响研究

粉煤灰是高性能混凝土的主要掺合料之一,其掺量直接影响到高性能混凝土的强度、碱度和抗碳化性能。在此方面目前研究较少。文章仅就大掺量粉煤灰与高性能混凝土强度、碱度、碳化的关系进行了研究。试验结果表明,随粉煤灰的掺量的增大,混凝土的强度降低、碱度降低,但在50％掺量时混凝土碱度依然为12．32,50％掺量时混凝土碳化深度为0。     

玻璃纤维增强水泥基尾砂胶结充填体力学性能试验研究

针对山东烟台某金矿充填体强度低、稳定性差等问题,选用高炉矿渣、钢渣、脱硫石膏等工业固体废弃物制备胶凝材料,掺入玻璃纤维作为加筋材料以改善充填体力学性能.首先,分析充填材料的物理化学性质,然后,开展正交试验,探究纤维掺量、纤维长度和钢渣掺量对水泥基尾砂胶结充填体抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度的影响.研究结果表明:随着纤维掺量的增加,充填体力学性能表现为先增加后降低的趋势,当纤维掺量为０．５％时,充填体抗压强度和抗拉强度达到最大值,当纤维掺量为０．３％时,充填体抗折强度改善效果最好;随着纤维长度的增加,充填体抗折强度和抗拉强度逐渐增大,充填体抗压强度先增加后降低,在纤维长度为６mm 时,抗压强度达到最大值;适量的纤维掺入弥补了充填体内部结构的缺陷,抑制了裂缝扩展,增加了致密度,使充填体力学性能不断上升,但过量掺入会导致纤维相互缠结形成应 力 集 中 区,削 减 了 充 填 体 力 学 性 能.钢 渣 掺 量 为１０％时,充填体力学性能最优,继续增加钢渣掺量,胶凝体系中用于支撑充填体宏观强度的水化产物钙矾石、C—S(A)—H凝胶、Ca(OH)２ 的生成量减少,充填体试件难以抵抗较大的荷载,充填体力学性能降低.     

钢纤维活性粉末混凝土构件的抗裂性能分析

本文采用立方体黏结劈拉试验和混凝土构件在对称集中荷载作用的抗剪试验,探讨不同钢纤维掺量对混凝土构件的抗裂性能的影响。试验结果表明:随着钢纤维掺量的增加,活性粉末混凝土劈裂抗拉强度有不同程度的增加;在斜截面抗剪试验过程中,构件混凝土开裂时间推迟,最大裂缝宽度减小,裂缝发展变缓。这说明,活性粉末混凝土中的钢纤维有阻裂抗裂作用,增加钢纤维掺量将增大黏结劈裂强度,提高界面粗糙度和机械咬合力。     

煅烧煤系高岭土和硅粉用于混凝土的对比试验

用煅烧煤系高岭土细粉按一定比例等量取代水泥配制C50高性能混凝土,系统研究了硬化混凝土的力学性能和耐久性能。用工程常用的活性掺合料硅粉作平行试验进行对比,探讨煅烧煤系高岭土细粉代替硅粉用作混凝土活性矿物掺合料的可行性。试验结果表明,经700℃热处理得到的煅烧煤系高岭土具有相当高的水化活性,当掺量同为10%时,掺煅烧煤系高岭土混凝土具有良好的力学性能和耐久性能,而且其对混凝土抗折性能的增强效果优于硅粉。     

纤维增强氯氧镁水泥砂浆弯曲韧性研究

为提高基准氯氧镁水泥砂浆强度,同时改善其弯曲韧性,将聚丙烯纤维和钢纤维以单掺和混掺两种方式掺入氯氧镁水泥砂浆中,测试了砂浆试块的抗折抗压强度,对其进行弯曲试验,绘得荷载-挠度曲线图。结果表明：掺入聚丙烯纤维和钢纤维一方面能提高基准氯氧镁水泥砂浆强度,当单掺0.5%聚丙烯纤维或单掺1%钢纤维或混掺1%钢纤维和0.75%聚丙烯纤维时,对镁水泥砂浆强度提高幅度最大;另一方面能改善基准镁水泥砂浆的抗弯拉韧性,当单掺0.75%聚丙烯纤维或单掺1%钢纤维或混掺1%钢纤维和0.75%聚丙烯纤维时,对镁水泥砂浆韧性改善效果最好。对比发现钢纤维比聚丙烯纤维对基准镁水泥综合性能提高效果好。