玄武岩纤维混凝土抗折强度与劈裂强度试验研究

为了研究玄武岩纤维对混凝土抗折强度与劈裂强度的影响,分别对玄武岩纤维混凝土及素混凝土进行了系统的抗折强度试验和劈裂强度试验。试验结果表明:随玄武岩纤维体积掺量的增加,玄武岩纤维混凝土抗折强度先增加后减小,玄武岩纤维混凝土抗折强度的纤维最佳体积掺量为0.1%;玄武岩纤维混凝土劈裂强度先增加后减小,玄武岩纤维混凝土劈裂强度的纤维最佳体积掺量为0.15%。随掺入玄武岩纤维长度的增加,玄武岩纤维混凝土抗折强度先增加后略有降低,玄武岩纤维混凝土抗折强度的纤维最佳长度为24 mm;玄武岩纤维混凝土劈裂强度先增加后减小,玄武岩纤维混凝土劈裂强度的纤维最佳长度为30 mm。     

自密实清水混凝土的早龄期抗裂性能研究

自密实清水混凝土结合了自密实混凝土和清水混凝土的优点,具有广阔的应用前景。但由于直接暴露于环境中,开裂不仅影响美观,更直接引起耐久性问题。采用平板诱导开裂试验,以粉煤灰掺量及纤维掺量为主要参数,通过试验研究自密实清水混凝土开裂性能。结果表明,粉煤灰掺量在15%~30%范围内,随粉煤灰掺量增加,自密实清水混凝土的抗裂性能提高;玄武岩纤维在1.0~1.6kg/m~3掺量内对混凝土的开裂时间影响较小,但随纤维掺量的增加,自密实清水混凝土的抗裂性能显著提高。玄武岩纤维掺量为1.6kg/m~3时,其开裂面积仅为未掺的40.7%。     

掺玄武岩纤维对钢筋与混凝土黏结性能的影响

研究混凝土中掺加玄武岩纤维对其与变形钢筋黏结性能的影响。选取长为6 mm和18 mm两种玄武岩纤维与未掺纤维的素混凝土试件进行对比。通过中心拉拔试验,得到黏结应力-滑移曲线。试验结果表明:在混凝土中掺玄武岩纤维,变形钢筋与混凝土的黏结强度有减小的趋势,极限黏结强度对应的滑移量有增大的趋势;同一掺量下,纤维长为18 mm对应的极限黏结强度均大于纤维长为6 mm的相应值;合理控制玄武岩纤维的掺量,可以降低掺玄武岩纤维对黏结强度的影响。此外,通过数据分析得到了极限黏结强度的计算公式。     

短切玄武岩纤维混凝土基本力学性能的尺寸效应

为了研究短切玄武岩纤维混凝土试件尺寸变化对其基本力学性能的影响,对不同纤维长度（15,25 mm）、纤维体积掺量（0.1%,0.2%）、基体混凝土强度等级（C30,C40）的330个短切玄武岩纤维混凝土（BFRC）试件分别进行了立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、弯曲抗拉强度试验并对试验数据处理,以尺寸效应度反映尺寸效应规律。研究结果表明:玄武岩纤维混凝土立方体抗压强度试件的尺寸换算系数受混凝土的强度等级、纤维长度、纤维体积掺量的影响较小;轴心抗压强度的尺寸效应随混凝土强度等级、纤维长度、纤维体积掺量的增大均有所提高;劈裂抗拉强度随混凝土强度等级变化,其尺寸效应不明显,但随纤维长度的减小及纤维体积掺量的增加,尺寸效应有增大趋势;混凝土强度等级和纤维长度的改变对混凝土弯曲抗拉强度的尺寸效应影响不大,但随纤维体积掺量的增加,尺寸换算系数先减小后变大。     

玄武岩纤维混凝土补强新老混凝土粘结性能试验研究

掺入玄武岩纤维作为一种改善混凝土收缩性能的有效手段,常常与添加减缩剂以及结合面增糙等手段联合应用于增大截面法的破旧混凝土修复工作中。从影响新老混凝土结合的3个主要因数（结合面粗糙度、减缩剂掺量以及玄武岩纤维掺量）开展混凝土试件的室内收缩试验。试验结果表明,新老混凝土试件收缩发展曲线大致经历了早期快速发展、后期平缓稳定发展两阶段,新老混凝土试件收缩随着结合面粗糙度的增加、减缩剂掺量的增加、玄武岩纤维掺量的增加而减小,其中玄武岩纤维掺量对新老混凝土粘结收缩性能影响最为显著。     

玄武岩纤维增强高强轻骨料混凝土基本力学性能试验

通过对LC50高强轻骨料混凝土在短切玄武岩纤维体积掺量为0、0.1%、0.2%、0.3%时的基本力学性能的试验研究,分析了玄武岩纤维的体积参量对高强轻骨料混凝土力学强度的影响。试验结果表明:玄武岩纤维的掺入改善了高强轻骨料混凝土的脆性,其立方体抗压强度和轴心抗压强度均在玄武岩纤维体积掺量为0.1%时达到峰值,劈裂抗拉强度随着纤维体积掺量的增加而持续增大,抗折强度在纤维体积掺量达到0.2%后有下降趋势;分析得到短切玄武岩纤维高强轻骨料混凝土的最佳纤维体积掺量,为玄武岩纤维高强轻骨料混凝土的工程应用提供理论基础。     

玄武岩纤维掺量及长度的变化对混凝土U型试件冲击性能的影响

采用6,18 mm两种长度、直径15μm的玄武岩纤维,制成掺量为0%,0.4%,0.6%,0.8%的玄武岩纤维混凝土,采用U型试件及自制的落锤冲击装置研究玄武岩纤维混凝土的冲击性能。分析其经7、28 d养护及不同掺量和长度下的冲击性能,试验结果表明:随着纤维掺量的增大,混凝土冲击寿命增大,最多增加了270%,并且短纤维对冲击性能的增大更加明显。     

玄武岩纤维混凝土弯曲破坏特征与韧性分析

通过三分点加载试验,研究了玄武岩纤维体积掺量(0、0.25%、0.50%、0.75%、1.00%、1.25%)和长度(6 mm、12 mm)对混凝土弯曲性能的影响。结果表明:长度为12 mm的玄武岩纤维对混凝土抗弯强度的改善效果较好;随着玄武岩纤维掺量的增加,试件的抗弯强度先增后减,且玄武岩纤维的最优掺量为1.00%;玄武岩纤维虽可改善混凝土的等效初始弯曲强度,但对初始弯曲韧度比影响较小,即对峰值荷载前的弯曲韧性改善效果较小。     

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。     

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。     

玄武岩纤维混凝土的力学性能研究

玄武岩纤维是一种无机非金属材料,被称为21世纪无污染的"绿色工业材料和新材料"。该试验通过研究5种不同体积掺量的玄武岩纤维对混凝土抗压性能和抗折性能的影响,研究表明,随着玄武岩纤维掺入量的增加,玄武岩纤维混凝土的抗压强度、抗折强度都呈现先增加后下降的趋势,因此掺入玄武岩纤维对混凝土的抗压、抗折性能都有显著的提高。当掺量为4.05kg/m~3时,玄武岩纤维混凝土的抗压强度达到最高,比素混凝土提高了20.2%,随着玄武岩纤维掺量的增加,抗压强度呈现下降的趋势;当掺量为1.35kg/m~3时,玄武岩纤维混凝土的抗折强度达到最高,比素混凝土提高了12.3%,随着玄武岩纤维掺量的增加,抗折强度呈现下降的趋势。试验结果表明,玄武岩纤维混凝土存在一个最优掺量,最优纤维掺量为1.35kg/m~3,在最优纤维掺量下,玄武岩纤维混凝土的抗压强度、抗折强度有明显的提高。     

钢管玄武岩纤维混凝土短柱轴压性能试验研究

采用正交试验设计方法,对9根钢管玄武岩纤维混凝土短柱进行轴心受压试验,研究玄武岩纤维掺量、含钢率和混凝土强度三个因素对短柱轴压性能的影响。试验结果表明:试件含钢率对其承载力影响显著,纤维掺量次之,混凝土强度影响不明显;混凝土强度等级为C60、纤维掺量为0.1%和钢管壁厚为6 mm时的承载力均比同因素下其他水平对应的值高;适当掺入玄武岩纤维可提高短柱承载力;随着含钢率的增加,短柱承载力与延性均有增大。     

能量桩桩基混凝土力学性能试验研究

为提高能量桩热交换效率,在能量桩混凝土中掺入石墨和玄武岩纤维,采用正交试验法研究不同水胶比、石墨掺量、玄武岩纤维掺量以及玄武岩纤维长度对能量桩混凝土抗压强度和导热系数的影响。研究结果表明：掺入石墨可以提高混凝土导热系数但抗压强度随之降低;掺入玄武岩纤维可以增加混凝土抗压强度;分析得出能量桩桩基混凝土的最佳配合比为水胶比0.38,石墨掺量5%,玄武岩纤维掺量0.3%且纤维长度12 mm。     

冲击荷载下玄武岩纤维混凝土动态力学特性试验研究

采用φ50 mm的分离式霍普金森压杆装置（SHPB）分别对不同纤维体积掺量（0、0.1%、02%、0.3%）的玄武岩纤维混凝土在50～200 s-1应变率范围下进行了动态力学性能试验，得到了不同纤维体积掺量和不同应变率下的动态应力-应变曲线。试验结果表明，玄武岩纤维混凝土材料对应变率较为敏感，其峰值应力、DIF、峰值应变、冲击韧度都随应变率的增加呈增长趋势，但玄武岩纤维混凝土的力学性质受纤维体积掺量的影响较为复杂。试验证明玄武岩纤维的加入可进一步提高混凝土的抗压强度，同时在中高应变率下纤维的加入进一步提高了混凝土的韧性，通过对静、动态力学各性能进行，分析认为0.1%的玄武岩纤维体积掺量对各力学的提升性能最优。     

骨料中石粉含量对电杆用C60高性能混凝土性能的影响

C60高性能混凝土替代当前混凝土电杆生产中常用的C40普通混凝土,不仅可以提高电杆的承载力,而且还可以有效提高电杆的耐久性。通过试验研究了玄武岩和石灰岩两种粗骨料混凝土,石粉含量(0~6%范围内)对混凝土强度与密实性的影响规律。研究表明:玄武岩混凝土的抗压强度随石粉掺量的增加先增大后减小,而石灰岩混凝土的抗压强度随石粉掺量的增加先减小后增大;两种骨料混凝土的劈裂抗拉强度均随石粉掺量的增加先减小后增大;当石粉掺量在6%以下时,混凝土的电通量均在500C左右,表明混凝土密实性较好,其中玄武岩混凝土的电通量随石粉掺量的增加呈增大趋势,石灰岩混凝土的电通量随石粉掺量增加呈先增大后减小的趋势。     

短切玄武岩纤维对混凝土的增强效果及机理

混凝土具有抗压强度高,抗拉强度低的特点,玄武岩纤维的掺入能够显著提高其抗拉强度,提高混凝土的综合力学性能。通过改变纤维的种类、长度、掺量,对比纤维混凝土与素混凝土的各项力学性能。试验结果表明:20 mm长(长径比为1 538.46)、掺量为3 kg/m3的玄武岩纤维掺入时,与素混凝土相比,抗压、抗拉、抗折性能分别增加了33%、23%、40%,具有显著的增强效果;随着纤维长度与掺量的增加,纤维混凝土力学性能下降,当玄武岩纤维掺量为12 kg/m3时,抗压强度增加了5%,抗拉和抗折强度降低了4%和8%。扫描电子显微镜扫描结果表明:玄武岩纤维的掺入能够降低混凝土孔隙率和初始裂隙;同时玄武岩纤维能够传递荷载,使应力均匀分布,控制裂隙发育。玄武岩纤维能够显著增强混凝土的抗拉强度,具有良好的效果。通过对玄武岩纤维掺量的控制,可以最大程度地改善混凝土的力学性能。     

玄武岩纤维对沙漠砂高强混凝土性能研究

通过正交试验,以粉煤灰掺量、玄武岩纤维掺量、沙漠砂替代率为变量,通过合理设计坍落度试验、力学强度试验,对比评价了粉煤灰掺量、沙漠砂替代率、纤维掺量对其工作性、力学性能的影响规律,得出基本最优组合为A2C2（粉煤灰掺量10%+沙漠砂替代率20%）;在此基础上,研究玄武岩纤维（0.5%、1.0%、1.5%）对沙漠砂高强混凝土抗裂性影响规律,研究结果表明：玄武岩纤维能够有效抑制混凝土早期开裂,当纤维掺量为1%时,抑制率高达为49.5%。并通过扫描电镜试验对玄武岩纤维混凝土的微观结构进行分析,结果表明：玄武岩纤维能够改善混凝土内部结构,提高混凝土的整体性和密实度,进而改善混凝土的宏观性能。最终推荐最佳配合比组合为A2B2C2（粉煤灰掺量10%+玄武岩纤维掺量1%+沙漠砂替代率20%）。     

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。     

基于砂浆收缩抗裂性能的混凝土纤维选型研究

提出了水泥混凝土用纤维选型的原则和要求,在此基础上,基于水泥砂浆收缩抗裂性能,通过定性和定量试验分析,对混凝土用理想纤维类型及其长度、掺量范围进行了研究.研究结果表明,与聚丙烯纤维、耐碱玻璃纤维和玄武岩纤维相比,聚丙烯腈纤维提高砂浆收缩抗裂性能的效果最佳;在纤维长度相同或掺量相同的情况下,增加纤维掺量或增大纤维长度,将提高砂浆的抗裂性能.最后,推荐纤维的合理选型为:聚丙烯腈纤维长20～25mm,掺量为每立方米混凝土中加入纤维约0.8～1.4 kg.     

煤矸石混凝土抗冻性能试验研究

用煤矸石陶粒、陶砂以不同比例取代普通混凝土粗、细骨料配制了轻骨料混凝土,通过正交试验及极差分析法,研究了煤矸石陶砂、陶粒掺量的不同对轻骨料混凝土的抗冻性能的影响,得出了不同取代率下的最优配合比。研究结果表明,陶砂对混凝土性能影响最为显著,随着陶砂掺量的增加,轻骨料混凝土抗冻性能"先提高,后降低,再提高",陶粒掺量在0~60%阶段抗冻性能逐渐降低,在60%~90%掺量阶段抗冻性呈现提高的趋势,30%掺量以内的粉煤灰对混凝土抗冻性影响最小,并随着粉煤掺量的增加轻骨料混凝土抗冻性能有所增加。各因素影响煤矸石混凝土抗冻性能的大小程度依次为:煤矸石陶砂影响大于陶粒影响,粉煤灰影响最小。100次冻融循环后抗冻性能较好的为第6组即A2B2C4(陶粒30%,陶砂30%,粉煤灰30%)、第9组A3B1C3(陶粒不掺,陶砂60%,粉煤灰20%)。