纤维混凝土抗裂性能试验研究及工程应用

针对传统混凝土存在早期抗裂性能差的工程弊端,试验通过无侧限抗压强度与平板抗裂试验探究了水泥-粉煤灰中单掺波浪形钢纤维、单掺聚丙烯纤维及混合掺入2种纤维混凝土的抗压强度及抗裂性能（裂缝条数、长度、总面积与开裂系数）。结果表明,纤维的掺入对混凝土无侧限抗压强度影响较小;而纤维的掺入对混凝土抗裂性能有明显的提升作用,钢纤维主要限制大裂缝的发展,而聚丙烯纤维则针对细长裂缝,当两者结合时,可形成多尺度纤维体系,协同发挥两者的优势,实现了最小的裂缝面积。     

不同品种纤维改善混凝土抗裂性能对比

选用不同品种纤维:聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、玄武岩纤维和钢纤维,对比它们对混凝土抗裂性能的改善效果。采用抗裂圆环外壁贴应变片的方法采集混凝土的收缩应变,直观描述混凝土收缩开裂。评价指标包括脆性系数、弯曲韧性和收缩变形。结果表明:改善收缩变形效果较好的是聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维;在降低脆性系数、提高弯曲韧性方面,效果较好的是钢纤维、玄武岩纤维。     

网状聚丙烯纤维对混凝土早期开裂的影响

采用平板约束试件,研究了网状聚丙烯纤维对普通混凝土和高性能混凝土早期开裂的影响,研究表明:掺入网状聚丙烯纤维后,可以有效抑制混凝土的早期干缩裂缝,延迟初始开裂的时间,细化裂缝,且在该试验条件下,纤维对两种混凝土的阻裂效果相同。     

纤维增强混凝土早期抗裂性能研究

研究了不同纤维品种及纤维掺量高性能混凝土的抗压强度及抗裂性能。研究结果表明,掺加纤维对高性能混凝土的抗压强度影响不大,但可以明显增强高性能混凝土的早期抗裂性能,其中以单掺玄武岩纤维6kg/m3、复掺聚丙烯纤维0.5kg/m3和玄武岩纤维2.5kg/m3阻裂效果更为明显。     

纤维特征对混凝土抗塑性开裂性能影响的研究

通过试验,比较了不同纤维种类、不同纤维几何形态及不同纤维表面特征对混凝土塑性抗裂性能的影响。结果表明未经过接枝表面处理的聚丙烯纤维对混凝土抗裂性的改善程度不如不锈钢钢纤维;经过特定表面接枝处理的聚丙烯纤维对混凝土抗裂性能的改善程度优于不锈钢钢纤维;同样经过表面接枝处理的聚丙烯纤维,网状形态的塑性阻裂效果优于单丝。     

平板法研究层布式混杂纤维混凝土早期抗裂性能

试验通过平板约束试验研究粉煤灰混凝土、聚丙烯纤维混凝土、层布式钢纤维混凝土、层布式混杂纤维混凝土的早期抗裂性能,结果表明:聚丙烯纤维混凝土的最大裂缝宽度比粉煤灰混凝土减小了40%,裂缝总长度减小了25.55%,裂缝降低系数为56.56%,抗裂等级达到二级;层布式钢纤维混凝土的最大裂缝宽度比粉煤灰混凝土减小了26.7%,裂缝总长度减小了26.5%,裂缝降低系数为43.24%,抗裂等级达到三级;层布式混杂纤维混凝土的最大裂缝宽度比粉煤灰混凝土减小了67.69%,裂缝总长度减小了78.26%,裂缝降低系数为93.07%,抗裂等级达到一级。层布式混杂纤维混凝土的抗裂效果最好。     

纤维种类对水工混凝土抗裂性能的影响

本文采用混凝土平板开裂试验研究两种不同聚丙烯纤维和玻璃纤维对水工混凝土抗裂性能的影响。试验结果表明,纤维的掺入可延迟初始裂缝的出现时间,减小初始和最终裂缝长度、宽度以及裂缝数目,明显改变水工混凝土早期收缩抗裂性,提高水工混凝土抗裂等级。它们对混凝土开裂性提高幅度为:聚丙烯纤维Ⅰ>聚丙烯纤维Ⅱ>玻璃纤维。     

钢-聚丙烯混杂纤维锂渣混凝土早期抗裂性能试验研究

对4组不同锂渣掺量的C50混凝土进行早期抗裂性能试验和立方体抗压试验,得出锂渣掺量为20%时,单位面积上的总开裂面积最小,早期抗裂性能和28 d抗压强度均优于其他试验组。在此基础上,单掺钢纤维、聚丙烯纤维以及二者复掺进行早期抗裂试验。结果表明:在锂渣掺量20%情况下,混凝土的早期抗裂性能排序为:两者混掺单掺聚丙烯纤维单掺钢纤维不掺纤维。其中,聚丙烯纤维掺量为1.8 kg/m~3的混杂纤维试件24 h内均未出现裂缝。     

玄武岩-粗聚丙烯纤维钢筋混凝土管力学性能

针对实际工程中钢筋混凝土管节管壁易产生裂纹、影响工程质量问题,鉴于玄武岩纤维与粗聚丙烯纤维能够明显改善混凝土的抗拉、抗裂等力学性能,设计制作了一组普通钢筋混凝土管节B0P0和一组混掺玄武岩-粗聚丙烯纤维钢筋混凝土管节B2P4,进行室内三点试验,对比试验过程中两组管节的开裂破坏形态和荷载 位移曲线,并利用ABAQUS软件建立钢筋混凝土管节数值分析模型,研究不同纤维配比和钢筋配置对钢筋混凝土管节受力性能的影响规律。研究结果表明:相较于B0P0,混掺玄武岩-粗聚丙烯纤维钢筋混凝土管节B2P4承载力提升了30.19%,管节表面裂缝宽度明显减小,阻裂增韧效果好;数值模型与试验结果的误差在5%以内,能够合理预测管节的破坏过程、荷载 位移曲线和极限承载能力,并通过数值模拟确定了混掺玄武岩 粗聚丙烯纤维时的纤维最佳配比和合理钢筋配置。     

聚丙烯纤维混凝土的性能研究

通过聚丙烯纤维混凝土的力学性能实验、收缩实验及早期收缩开裂实验,研究了不同含量、不同长度的聚丙烯单丝纤维对修补混凝土力学性能和早期收缩开裂的影响。并对混凝土塑性开裂和纤维的阻裂机理进行了分析。试验结果表明,一定量的短切聚丙烯单丝纤维掺入修补混凝土后,可以提高混凝土的力学性能,可以显著提高混凝土的抗收缩能力,并有效抑制混凝土早期塑性收缩裂缝的生成和发展,是提高修补混凝土耐久性的有效途径之一。     

掺纤维水工混凝土性能试验研究

研究掺钢纤维和聚丙烯纤维水工混凝土的力学性能及断裂性能.试验结果表明,掺钢纤维可以显著改善混凝土脆性,增强混凝土韧性,增加混凝土防裂、抗裂能力;掺聚丙烯纤维混凝土抗压强度和劈拉强度均有不同程度降低,仅极限拉伸值提高10%左右,对增强混凝土结构抗拉裂缝能力作用不明显,对断裂力学性能影响也不明显.     

纤维混凝土梁受弯试验及开裂弯矩计算公式

通过受弯试验测得添加玄武岩纤维、聚丙烯纤维、混杂纤维和硅灰的不同混凝土梁开裂弯矩,利用开裂弯矩试验值及材性试验值推算出各混凝土梁的塑性变形发展程度系数k值,并绘出受拉区混凝土开裂时的应力分布;然后根据k值计算得到各混凝土梁的截面抵抗矩塑性影响系数,并推导出玄武岩纤维及聚丙烯纤维混凝土梁的开裂弯矩计算公式.结果表明:各混凝土梁均满足平截面假定,添加纤维可以提高普通混凝土梁及掺硅灰混凝土梁的开裂弯矩;相同体积分数下,玄武岩纤维对混凝土梁开裂弯矩的提升效果优于聚丙烯纤维;推算得到的k值为纤维混凝梁开裂弯矩的理论推导提供了参考,同时可作为评价纤维混凝土梁开裂时受拉区混凝土塑性变形能力的指标;混凝土梁的开裂弯矩受劈拉强度和塑性变形能力的共同影响;所提出的玄武岩纤维及聚丙烯纤维混凝土梁开裂弯矩计算公式可以作为二者开裂弯矩计算时的参考.     

聚丙烯复合纤维与聚丙烯纤维的抗裂效果对比及应用

通过聚丙烯复合纤维和传统聚丙烯纤维在混凝土塑性及硬化阶段的抗裂效果试验及现场浇筑结果比较。聚丙烯复合纤维因其形成的低强低模-高强高模复合体系可在混凝土凝结硬化的不同时期协同作用,不仅能够阻止混凝土的塑性开裂,而且可推迟硬化阶段裂缝的形成、从而有效控制混凝土硬化阶段的裂缝,达到阶段抗裂、层次抗裂的目的。     

有机仿钢-聚丙烯复合纤维微膨胀自防水混凝土施工技术研究

建筑构件向大体积、形状复杂多样的方向发展，混凝土内部的应力大而复杂，导致裂缝的出现。纤维混凝土作为一种新型材料，得到了广泛应用。本工法利用有机仿钢纤维和聚丙烯复合纤维优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐疲劳、高韧性等性能，控制了混凝土结构裂缝的产生。     

聚丙烯纤维混凝土力学性能试验研究

试验研究了聚丙烯纤维混凝土的抗压强度、抗剪强度、抗冲磨强度及弯曲性能，并与钢纤维混凝土进行了对比。结果表明：在混凝土基体不变情况下，低掺量聚丙烯纤维(掺量为0．91kg／m^3)略微降低混凝土的抗压强度和抗剪强度，少许提高混凝土的抗弯强度，显著提高混凝土的弯曲韧性和断裂能，从而起到阻裂和增韧作用，而对混凝土的抗冲磨性能几乎没有改善。另外．网状聚丙烯纤维对混凝土抗弯强度和韧性的改善优于聚丙烯单丝纤维，但它们较钢纤维的增强增韧效果还有一定差距。     

聚丙烯纤维在游泳馆工程中的应用

通过试验研究确定聚丙烯纤维对混凝土的强度、抗裂等性能的影响，充分利用聚丙烯纤维的阻裂作用，防止混凝土裂缝产生，并成功地在游泳馆工程中应用。     

混杂纤维对混凝土力学及抗裂性能的影响

选用三种尺寸的聚丙烯纤维与钢纤维,在确定拌和工艺、相同配合比及和易性条件下,进行了单掺及混掺混凝土的抗压、劈拉强度与开裂性试验,并引入混杂系数对比分析了单掺和混掺纤维对混凝土力学性能的影响.研究结果表明.混杂纤维混凝土在总体上具有比基准混凝土和单掺纤维混凝土优异的力学性能和抗裂性能.对比其它两种尺度的聚丙烯纤维,以纤维长度为19mm的1.8kg/m3 聚丙烯纤维与40kg/m3钢纤维组合时,表现出的强度和抗裂性能最佳.     

纤维混凝土抗裂性能分析及在隧道工程中的应用

纤维混凝土用于隧道二次衬砌中,用以提高混凝土的抗裂性能。选用钢纤维、纤维素纤维、改性聚酯纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维单掺及与钢纤维复掺,采用平板法、圆环法和测长法测试其抗裂性能,试验结果证明纤维混凝土不仅提高了混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度,而且抗裂性能较普通混凝土有明显的改善,特别是纤维素纤维混凝土抗裂性能更好。将纤维素纤维混凝土应用于III级围岩下二次衬砌中,工作性能、强度指标均满足设计要求,且280 d后混凝土表面未开裂,满足正常使用的要求。     

纤维对混凝土抗裂性的影响

混凝土的抗裂性是目前的研究热点之一.工程上对混凝土的阻裂措施主要是通过施工、设计的改进,但对混凝土的非结构性开裂和结构性开裂效果均不明显.掺入纤维会产生良好的阻裂效应.分析了纤维对混凝土抗裂性的影响.     

双掺钢纤维和玄武岩纤维混凝土试验研究

对钢纤维和玄武岩纤维双掺混凝土、钢纤维混凝土和普通混凝土的抗折、抗压强度,抗裂、抗渗性能进行了对比试验研究.试验结果显示:由于钢纤维的加入,增加了混凝土的抗压强度和抗裂、抗渗能力,大大提高了混凝土的抗折强度,玄武岩纤维取代部分钢纤维后,试件的强度降低不大,但改善了混凝土的和易性,也有助于提高抗裂和抗渗能力.