受冻融影响的纤维陶粒混凝土高温后力学性能试验研究

试验首先对无纤维、塑钢纤维(HPPF)和聚丙烯腈纤维(PANF)三组陶粒混凝土进行冻融循环作用,然后分20,200,400,600,800℃五个温度水平进行高温作用,研究受冻融影响高温作用下,未掺纤维和掺入不同纤维的陶粒混凝土力学性能变化规律。试验结果表明:纤维的掺入能够对陶粒混凝土中裂缝的产生和扩展起到一定阻止作用,使陶粒混凝土的抗冻性能得到改善,有效缓解混凝土脆性破坏特征;未经冻融作用时,掺入HPPF,PANF后,在20~400℃范围内,陶粒混凝土的立方体残余抗压强度均高于无纤维掺入的陶粒混凝土,在20~200℃范围内,可明显地提高陶粒混凝土的残余劈裂抗拉强度;冻融循环作用后,无纤维陶粒混凝土的残余抗压强度和残余劈裂抗拉强度都明显高于其他二者;冻融循环作用后,在20~400℃三组陶粒混凝土的棱柱体残余抗压强度值明显减小。     

高温后纤维陶粒混凝土力学性能试验研究

通过对分别掺入聚丙烯腈纤维(PANF)、聚乙烯醇纤维(PVAF)的陶粒混凝土进行20,200,400,600,800℃五个温度水平高温后的加载试验,研究纤维掺入对陶粒混凝土抗压强度、抗拉强度与弹性模量随温度的变化规律,并与无纤维掺入陶粒混凝土进行对比分析。试验表明:分别掺入纤维PANF和PVAF后,对高温后陶粒混凝土的立方体抗压强度无明显改善效应,但可有效提高陶粒混凝土高温后的劈裂抗拉强度;掺入PANF后可改善陶粒混凝土在达到峰值极限荷载后的脆性破坏特性,在600℃内可有效提高陶粒混凝土高温后的棱柱体抗压强度,在20~400℃内能有效减缓陶粒混凝土弹性模量的降低。     

氯盐环境下聚丙烯纤维陶粒混凝土冻融损伤模型试验研究

研究了聚丙烯纤维掺量为0、0.8、1.0、1.2 kg/m~3的陶粒混凝土冻融后的抗冻性能及力学性能。结果表明:随着冻融循环次数增加,纤维陶粒混凝土的相对动弹性模量、抗压强度、劈裂抗拉强度均逐渐降低,掺加聚丙烯纤维可有效提高陶粒混凝土的抗冻性能;从相对动弹性模量、抗压强度指标分析,纤维掺量为1.0 kg/m~3时陶粒混凝土的抗冻性能较好;从劈裂抗拉强度指标分析,纤维掺量为0.8 kg/m~3时陶粒混凝土具有较好的延性;根据抗冻性能衰减规律建立了纤维陶粒混凝土的指数型冻融损伤模型,利用实验数据拟合得到了不同纤维掺量的冻融损伤方程。     

基于试验研究的新疆地区C30自密实混凝土的冻融损伤指标分析

采取快速冻融的试验方法,以冻融循环次数为变量,对比分析我国新疆地区原材料配制的C30自密实混凝土与普通混凝土经0、50、100、150次冻融循环后抗冻性能和基本力学性能的差异,主要测定的指标包括:质量损失率、相对动弹性模量损失率、含水率、立方体抗压强度、轴心抗压强度及劈裂抗拉强度。试验结果表明:(1)质量损失率和含水率可以很好的判断混凝土的抗冻性,但相对动弹性模量损失率与冻融损伤的关系不明显。(2)冻融损伤对劈裂抗拉强度的影响较为明显,对立方体抗压强度的影响次之,而对轴心抗压强度影响相对较小。(3)自密实混凝土的抗冻性能及其基本力学性能普遍优于普通混凝土。     

隧道洞渣粗骨料混凝土抗冻性能试验研究

通过高寒地区隧道洞渣粗骨料混凝土冻融循环试验,研究在不同冻融循环次数下,隧道洞渣粗骨料取代率对混凝土抗冻性能的影响,分析试件相对动弹性模量、质量、抗压强度和劈裂抗拉强度损失率的变化规律。结果表明：混凝土的抗冻性能与洞渣粗骨料取代率呈负相关,当洞渣粗骨料取代率达到30%时,洞渣粗骨料混凝土相对动弹性模量、质量、冻融试验后的抗压强度和劈裂抗拉强度损失率与普通混凝土相差不大,其抗冻性能相对较好,冻融循环50次前试件破坏程度均较小而100次之后试件严重破坏,在冻融循环后期粉煤灰的填充效应随着洞渣粗骨料取代率的增加而增加。     

聚丙烯-玄武岩混杂纤维对陶粒混凝土力学性能的影响

对掺加聚丙烯-玄武岩混杂纤维的陶粒混凝土进行了抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度试验,得到了混杂纤维对陶粒混凝土力学性能的影响规律。结果表明:混杂纤维掺量为0.2%时,陶粒混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度提升幅度最大,分别较基准组提高了11.21%、30.73%、15.26%,但掺量过大时陶粒混凝土的力学性能会下降,甚至出现负效应;聚丙烯纤维与玄武岩纤维的混杂比为2∶1时,其对陶粒混凝土的增强效果较好;混杂纤维能增强陶粒混凝土的韧性,对抗折强度和抗拉强度提升效果明显,对抗压强度提升效果较小。     

冻融损伤混凝土力学性能衰减规律

为研究冻融作用对混凝土力学性能的影响,采用快冻法将混凝土盐冻或水冻至不同损伤程度后,测其动弹性模量、抗折强度、抗压强度和劈裂抗拉强度.以动弹性模量为损伤变量,分析了冻融损伤与抗折、抗压强度之间的关系,采用回归分析的方法建立了抗折强度衰减方程.结果表明,混凝土抗压、抗折、劈裂抗拉强度以及动弹性模量均随冻融循环作用次数的增加而逐步降低;抗折、劈裂抗拉强度以及动弹性模量的衰减速率随冻融循环作用次数的增加而不断增大,但抗压强度的衰减速率则是先增大后减小;在冻融循环次数相同的情况下,含气量越高、水灰比越低,混凝土的强度损失越小,其力学性能损失的大小顺序依次为:抗折强度和劈裂抗拉强度、动弹性模量、抗压强度;冻融损伤与抗折强度的相关性较好,但与抗压强度的相关性较差,当冻融损伤小于40%时,混凝土的抗压强度一般不低于其初始强度的70%.     

掺入聚丙烯纤维珊瑚混凝土的力学性能研究

主要研究了不同掺量的聚丙烯纤维对珊瑚混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度、弹性模量的影响,对比没有掺入纤维与掺入纤维后珊瑚混凝土的破坏形态异同。试验结果为:聚丙烯纤维的加入使抗压、劈裂抗拉强度以及抗折强度都得到不同程度的提高,在一定范围内,当纤维掺量为2kg/m3时,抗压与劈裂抗拉强度增长率分别提高6.3%和16.5%,抗折强度最高达到4.5MPa,并且聚丙烯对珊瑚混凝土劈裂抗拉强度增强效果比抗压强度显著。聚丙烯纤维珊瑚混凝土弹性模量值低于普通混凝土,却高于轻骨料混凝土。     

基于冻融损伤下的高性能混凝土力学性能 衰减规律研究

为研究冻融损伤对高性能混凝土力学性能损失的影响,将混凝土置于水或盐溶液中快速冻融400次后,测其动弹性模量、抗折、抗压及劈裂抗拉强度。定性分析了冻融循环次数与上述四个评价指标间的关系,并分析了损伤度与相对剩余抗折强度及抗压强度之间的关系,建立了抗折强度的衰减方程。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,混凝土的动弹性模量、抗压、抗折和劈裂抗拉强度均逐步降低,抗压强度的衰减速率先增大后减小,动弹性模量、抗折、劈裂抗拉强度则是不断增大;相同冻融循环条件下,含气量越低、水胶比越大,冻融损失越大;冻融介质对混凝土的强度损失有一定影响,盐溶液对强度造成的损失更大;损伤度与相对剩余抗折强度间具有良好的相关性,但与抗压强度间不具有相关性。     

混杂纤维再生混凝土基本力学性能试验研究

通过试验,从抗压强度、劈裂抗拉强度、静力受压弹性模量等方面,研究了玻璃纤维和聚丙烯纤维单掺及混掺对再生混凝土基本力学性能的影响,结果表明:纤维的掺入,对于再生混凝土的抗压强度影响并不大,但能显著提高再生混凝土的劈裂抗拉强度和弹性模量,能改善基体混凝土的整体性能。     

自密实混凝土冻融循环后基本力学性能试验研究

为进一步研究乌鲁木齐地区原材料配制自密实混凝土冻融循环下的力学性能,根据分析得出的抗冻性能最佳自密实混凝土配合比(矿粉掺量30%,粉煤灰掺量10%)配制了自密实混凝土。主要对自密实混凝土进行立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和应力-应变曲线试验,分析自密实混凝土经受冻融循环后力学性能退化规律。结果表明:立方体抗压强度、劈裂抗拉强度随着冻融循环次数的增加而降低;相对立方体抗压强度和相对劈裂抗拉强度分别与抗冻性能指标拟合相似性较好;纵向应力-应变曲线随冻融循环次数增加斜率降低,混凝土刚度退化。     

清水及氯盐环境下陶粒混凝土冻融损伤规律试验研究

对掺加1%聚丙烯纤维及未掺纤维的两组陶粒混凝土试件,分别进行了清水冻融和3%NaCl溶液冻融试验,观察了冻融循环后试件的外观变化形态,测试研究了试验过程中试件的相对动弹性模量、质量损失率、剩余抗压强度等损伤量的变化规律。研究结果表明:相同冻融次数时,与清水冻融环境比,氯盐冻融环境下试件的剥蚀和骨料外露现象更明显,相对动弹性模量、质量损失率、剩余抗压强度等指标退化更为严重;掺入聚丙烯纤维可明显改善陶粒混凝土的抗冻性能。分别以相对动弹性模量和剩余抗压强度作为损伤变量,建立了能反映冻融损伤进程的陶粒混凝土冻融损伤模型,参数拟合精度较高。     

废轮胎橡胶粉陶粒混凝土基本力学性能研究北大核心

通过正交试验方法,研究了水泥用量、橡胶集料用量(体积取代率)、陶粒用量对废轮胎橡胶粉陶粒混凝土28 d立方体抗压强度、劈裂抗拉强度及表观密度的影响规律。试验结果表明:废橡胶粉的掺量对废轮胎橡胶粉陶粒混凝土抗压强度影响显著,水泥用量和陶粒用量对其影响次之;废轮胎橡胶粉陶粒混凝土抗压强度总体上随废橡胶粉掺量的增加而逐渐减少;水泥用量对废轮胎橡胶粉陶粒混凝土的劈裂抗拉强度影响显著,并且随水泥用量的增加废轮胎橡胶粉陶粒混凝土的劈裂抗拉强度先减小后增大,废橡胶粉掺量和陶粒用量对其影响很小;其表观密度分别随水泥用量和陶粒用量的增加而增加,但总体上随废橡胶粉掺量的增加而减少。     

废轮胎橡胶粉陶粒混凝土基本力学性能研究

通过正交试验方法,研究了水泥用量、橡胶集料用量(体积取代率)、陶粒用量对废轮胎橡胶粉陶粒混凝土28 d立方体抗压强度、劈裂抗拉强度及表观密度的影响规律。试验结果表明:废橡胶粉的掺量对废轮胎橡胶粉陶粒混凝土抗压强度影响显著,水泥用量和陶粒用量对其影响次之;废轮胎橡胶粉陶粒混凝土抗压强度总体上随废橡胶粉掺量的增加而逐渐减少;水泥用量对废轮胎橡胶粉陶粒混凝土的劈裂抗拉强度影响显著,并且随水泥用量的增加废轮胎橡胶粉陶粒混凝土的劈裂抗拉强度先减小后增大,废橡胶粉掺量和陶粒用量对其影响很小;其表观密度分别随水泥用量和陶粒用量的增加而增加,但总体上随废橡胶粉掺量的增加而减少。     

纤维掺量对聚丙烯纤维再生砖混凝土力学性能的影响

通过制备8种不同纤维掺量的聚丙烯纤维再生砖混凝土(PFRB混凝土)进行单因素试验,分析纤维掺量对其力学性能(立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度)的影响,得到了立方体抗压强度和轴心抗压强度、立方体抗压强度和劈裂抗拉强度之间的关系式,并建立了不同纤维掺量下PFRB混凝土受压应力-应变全曲线方程。试验发现:随着纤维掺量增大,PFRB混凝土的轴心抗压强度、立方体抗压强度和劈裂抗拉强度均先增加后降低,并且都在纤维掺量为0.1%时达到最大。     

钢纤维和聚丙烯纤维再生混凝土力学性能研究

研究了不同掺量的钢纤维和聚丙烯纤维对再生混凝土的轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量的影响。并给出了各个力学性能与纤维掺量的经验公式。试验结果表明:钢纤维和聚丙烯纤维的掺入对再生混凝土轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度及弹性模量均有不同程度提高,其中对劈裂抗拉强度的提升最为显著,对轴心抗压强度的提升不明显,对弹性模量的影响较小。钢纤维掺量为2%时,劈裂抗拉强度、抗折强度分别提高44.8%、34.0%,钢纤维掺量为1.5%时,轴心抗压强度、弹性模量分别提高19.4%、10.5%。聚丙烯纤维掺量为0.8 kg/m3时,轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量分别提高15.8%、40.5%、39.6%、7.7%。     

膨胀剂对自密实混凝土力学性能影响

通过试验研究了膨胀剂掺量对自密实混凝土抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和静力弹性模量等力学性能的影响.结果表明:①随着膨胀剂掺量增加,自密实混凝土抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度先提高后降低,存在峰值,但是其静力弹性模量没有明显的变化规律;②与未掺膨胀剂自密实混凝土相比,掺膨胀剂自密实混凝土28 d的抗压强度、劈裂抗拉强度和静力弹性模量均有不同程度提高;⑧不管是否掺入膨胀剂,随着龄期增加,自密实混凝土抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和静力弹性模量变化规律基本一致.     

添加不同纤维的高性能混凝土力学性能试验

通过试验研究了弹性模量具有明显差异的3种纤维对于混凝土的力学性能改善所起的作用,以及钢纤维、碳纤维和聚丙烯纤维单掺或复掺对于混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量的影响.结果表明:添加0.5%高弹性模量的钢纤维对于混凝土的强度和弹性模量均有提高作用,复掺0.3%钢纤维和0.2%碳纤维的混凝土抗拉强度的提高大于抗压强度;添加0.5%钢纤维的混凝土HPC-2的弹性模量最大,比基准混凝土提高6.5%;添加0.2%聚丙烯纤维的混凝土HPC-3的弹性模量最小,且小于基准混凝土;此外,混凝土抗压强度的影响程度与纤维的弹性模量的关系更为直接,混凝土劈裂抗拉强度的改善与纤维的抗拉强度的关系更为直接,纤维的弹性模量与基体弹性模量的比值,对复合材料的弹性模量有直接的影响.     

剑麻纤维长度对自密实轻骨料混凝土性能的影响

针对自密实轻骨料混凝土易开裂、脆性大的问题,采用掺入预先处理的剑麻纤维来提高自密实轻骨料混凝土的韧性及抗裂性能。控制剑麻纤维掺量,单一改变剑麻纤维长度,研究剑麻纤维长度对自密实轻骨料混凝土容重、流动扩展度、抗压强度、劈裂抗拉强度及弹性模量的影响。试验结果表明:剑麻纤维的长短对自密实轻骨料混凝土的容重无影响,但剑麻纤维长度增加,自密实轻骨料混凝土流动扩展度和弹性模量降低,抗压强度和劈裂抗拉强度先增加后降低,其中劈裂抗拉强度最大提升幅度达45.3%。     

钢-聚丙烯混杂纤维陶粒混凝土与螺纹钢筋的黏结力学特性

为研究钢-聚丙烯混杂纤维陶粒混凝土与钢筋的黏结性能,开展了16组不同混杂纤维掺量陶粒混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度试验,得到了混凝土力学性能随混杂纤维掺量的变化规律。通过钢筋-混凝土黏结性能试验,得到螺纹钢筋与混凝土的极限黏结强度、峰值滑移及试件破坏形态等。基于试验实测黏结强度数据,建立了钢-聚丙烯混杂纤维陶粒混凝土极限黏结强度计算式,该式考虑了未掺加纤维的陶粒混凝土立方体抗压强度、钢纤维和聚丙烯纤维特征参数、钢筋直径、混凝土保护层厚度、黏结长度等参数。基于试验实测黏结强度和滑移值,采用三段式(上升段、水平段、下降段)表达式建立了可描述钢-聚丙烯混杂纤维陶粒混凝土与变形钢筋的黏结滑移模型。