聚丙烯纤维水泥砂浆动态力学特性与本构模型研究

通过改进的分离式Hopkinson压杆试验装置对聚丙烯纤维水泥砂浆进行动态力学性能以及动态损伤本构关系的研究.基于试验结果得到的应力一应变曲线,对聚丙烯纤维水泥砂浆在不同应变率下的弹性模量、峰值应力和韧度变化规律进行了探讨.根据试验应力应变曲线的基本特征,选择引入朱-王-唐本构模型,并考虑纤维的阻裂作用,对试验结果进行拟合,提出了一种新的聚丙烯纤维水泥砂浆动态损伤本构模型.该模型在考虑聚丙烯纤维增强、应变率硬化、损伤软化等因素下,描述聚丙烯纤维水泥砂浆的动态受力特性.     

纤维水泥砂浆温降收缩有限元分析

目前对纤维水泥基材料的试验研究多集中于材料强度和干燥收缩变形上,而对温降条件下的收缩变形研究较少。利用ANSYS软件对纤维水泥砂浆均匀温降时位移场展开有限元分析,进而研究了水泥砂浆分别在聚丙烯纤维和钢纤维约束下的收缩变形情况。结果表明,掺入纤维材料可有效减小水泥砂浆在温降时的收缩变形,是一种有效的水泥基材料温差补偿性抗裂手段;纤维弹性模量越高、间距越小,对水泥基材收缩变形的约束越大。     

浅谈合成纤维在混凝土中的抗裂机理

合成纤维掺和在混凝土中能阻止裂缝的大量发生,延长建筑物的使用寿命.利用市场上常用于增强混凝土的聚丙烯(PP)纤维掺入混凝土进行了试验.试验内容包括不同纤维掺量的对比试验,聚丙烯纤维混凝土与素混凝土抗冻和化学侵蚀性抗裂、抗冲耐磨和弹性模量等试验.对合成纤维混凝土的作用机理和试验结果进行了分析.试验结果和工程运用都说明了合成纤维具有提高混凝土的抗拉性、抗裂性和耐久性.     

渠道衬砌混杂纤维混凝土的应用研究

针对普通混凝土抗裂能力差,采用四因子[1/2实施]二次正交回归设计,研究了水胶比、粉煤灰掺量、聚丙烯纤维掺量和碳纤维掺量对层布式碳纤维--聚丙烯混杂纤维混凝土28 d抗折强度的主要影响.结果表明:水胶比W/C=0.25,粉煤灰掺量为3%,聚丙烯纤维掺量为1.09%时,层布式碳纤维--聚丙烯混杂纤维混凝土28d抗折强度最高.     

纤维对水工混凝土抗冻融性能的影响研究

试验研究了单掺不同掺量钢纤维和聚丙烯纤维对水工混凝土抗冻融性能的影响。试验结果表明：一定掺量下,2种纤维混凝土的抗冻性能均优于基准混凝土;聚丙烯纤维对水工混凝土抗冻性能的提高较为显著;单掺1kg/m3聚丙烯纤维对水工混凝土抗冻性能改善效果最好,经过300次冻融循环后相对动弹性模量达到85.5%,质量损失率仅为1%。     

掺纤维水工大体积混凝土抗裂性能研究

为了考察掺纤维对混凝土阻裂、止裂能力的影响规律,分别研究了掺钢纤维和掺聚丙烯纤维水工大体积混凝土的初裂强度、等效抗折强度、弹性模量和弯曲韧性。结果表明:掺聚丙烯纤维将一定程度降低混凝土的初裂强度、抗折强度和弹性模量,有利于小幅提高混凝土的等效抗折强度、承载能力系数和弯曲韧度值。掺钢纤维有利于显著提高混凝土的初裂强度、抗折强度和等效抗折强度,且弹性模量略有增加,承载能力变化系数和弯曲韧度值大幅增加。总体而言,与掺聚丙烯纤维混凝土相比,掺钢纤维混凝土具有更好的延性和抵抗混凝土开裂的能力。     

纤维对水工混凝土抗冻融性能的影响研究

试验研究了单掺不同掺量钢纤维和聚丙烯纤维对水工混凝土抗冻融性能的影响.试验结果表明:一定掺量下,2种纤维混凝土的抗冻性能均优于基准混凝土;聚丙烯纤维对水工混凝土抗冻性能的提高较为显著;单掺1kg/m3聚丙烯纤维对水工混凝土抗冻性能改善效果最好,经过300次冻融循环后相对动弹性模量达到85.5％,质量损失率仅为1％.     

玄武岩-聚丙烯纤维增强混凝土力学性能、渗透性能和孔结构研究

为了探究玄武岩-聚丙烯纤维增强混凝土的力学性能、渗透性能以及孔结构情况，开展了不同体积掺量下增强混凝土试验。结果表明：在体积掺量0～0.2%范围内，抗压强度随纤维掺量增加先增大后减小，玄武岩纤维、聚丙烯纤维掺量均为0.05%时抗压强度最大，提升幅度达到9.2%;劈拉强度随纤维的掺入均增大，且玄武岩纤维对劈拉强度的提高效应大于聚丙烯纤维；玄武岩纤维和聚丙烯纤维可有效降低混凝土的抗渗性，但是超过最佳纤维掺量时，对混凝土抗渗性产生不利影响。计算得到了玄武岩-聚丙烯纤维增强混凝土分形维数，分形维数与抗压强度呈现良好的正相关关系，而与电通量呈现良好的负相关关系。研究成果可供开展纤维增强混凝土试验的研究人员参考。     

纳米SiO_2和PVA纤维增强地聚合物砂浆弹性模量研究

为研究纳米SiO_2和PVA纤维增强地聚合物砂浆的弹性模量,通过静压弹性模量试验,研究了纳米SiO_2和PVA纤维单掺和复掺两种情况下,纳米SiO_2用量和PVA纤维用量对地聚合物砂浆轴心抗压强度和弹性模量的影响。试验结果表明,纳米SiO_2用量和PVA纤维用量对地聚合物砂浆轴心抗压强度和弹性模量有较大影响。地聚合物砂浆和纳米SiO_2增强地聚合物砂浆中掺入PVA纤维后,随纤维掺量的增加,两者的轴心抗压强度和弹性模量均呈现先增加后减小的趋势,PVA纤维最佳体积掺量均为0.8%;地聚合物砂浆和PVA纤维增强地聚合物砂浆中掺入纳米SiO_2后,随着纳米SiO_2掺入量的增大,两者的轴心抗压强度和弹性模量先逐渐增大,达到最大值后开始逐渐降低,纳米SiO_2最佳掺量均为1.5%。     

三峡工程聚丙烯纤维混凝土的试验研究

为了提高三峡水利枢纽泄洪坝段表孔墩墙部位和其它抗冲磨部位混凝土的耐久性，采用对比试验的方法，对聚丙烯纤维混凝土进行了试验研究，结果表明，在不掺粉煤灰的条件下，聚丙烯纤维可明显提高混凝土的早期抗压强度和劈拉强度；掺聚丙烯纤维可降低混凝土的早龄期弹性模量，提高早龄期极限拉伸值，其抗裂性优于基准混凝土；由于聚丙烯纤维形成相互交错的网架结构，有效地阻断了混凝土的毛细通道，减少了混凝土的塑性沉降和泌水作用，使砂浆的早期水份蒸发速度减缓，可对混凝土早期塑性裂缝的出现起到抑制作用，聚丙烯纤维混凝土具有一定的抗冲击韧性，早龄期可提高抗冲磨强度约8%。长龄期可提高约18%。     

非晶合金纤维增强水泥砂浆性能试验研究

以钢纤维为对比,研究了不同掺量的非晶合金纤维对水泥砂浆流动性、抗压和抗折强度的影响,提出了预测非晶合金纤维混凝土抗折强度的经验公式,并采用扫描电子显微镜观察纤维与基体的粘结状态。结果表明:与钢纤维相比,非晶合金纤维显著提高了砂浆的力学性能。1.0%掺量下非晶合金纤维增强砂浆28 d抗压强度和抗折强度与未掺纤维试样相比分别增加了28.6%和51.9%,与相同掺量下钢纤维增强砂浆相比分别增加了9.9%和14.5%。非晶合金纤维抗拉强度高,抗腐蚀性能强,在砂浆中分散均匀,与砂浆基体粘结良好,在较低掺量下即可有效提高砂浆的抗压和抗折强度,增加砂浆的韧性。     

纤维素纤维对砂浆干缩性能的影响

水泥基材料极易干缩开裂,因此一般在水泥基体中掺入纤维来限制其干缩。为研究纤维素纤维对水泥基材料干缩性能的影响,现通过对比不同水胶比及纤维素纤维掺量下水泥砂浆的干缩性能,分析了纤维掺量对水泥砂浆干缩性能的影响规律,探讨了纤维素纤维改善水泥砂浆抗干缩性能的机理,并与聚丙烯纤维进行对比分析,确定干缩变形较小的纤维种类与合理掺量。试验结果表明:纤维砂浆的干缩值随水灰比的增大而增大,纤维砂浆的干缩随龄期的变化呈指数关系;纤维素纤维的掺入显著降低了水泥砂浆早期干缩的变化速率,大大减少了砂浆的硬化后期干缩值,并且砂浆干缩值随着纤维素纤维掺量的增加而降低;纤维素纤维的经济掺量为1.1kg/m3。     

混杂纤维改善LC30轻骨料混凝土性能试验研究

以LC30轻骨料混凝土为试验对象,研究了轻骨料预湿时间对混凝土抗压强度的影响,考虑了将体积率0．75%和1．5%的钢纤维分别与掺量600g/m3和1200g/m3的聚丙烯纤维单掺或混掺对混凝土拌合物工作性能、抗压强度、劈裂抗拉强度、拉压比、静力受压弹性模量的影响。结果表明,轻骨料混凝土3d抗压强度随预湿时间的延长有所降低,28d抗压强度有所增加;除单掺聚丙烯纤维对混凝土抗压强度呈现负增强效应外,其余纤维均能有效改善混凝土的力学性能;采用混掺体积率0．75%的钢纤维,600g/m3的聚丙烯纤维,在节省1/2钢纤维的基础上,表现出较好的协同混杂效应,尤以劈裂抗拉强度最为显著。     

合成纤维砂浆早期抗裂性能的试验研究

混凝土结构的早期开裂现象较严重,降低了结构的耐久性.合成纤维的主要作用之一是早期阻裂.本试验测定了双组分纤维和腈纶纤维砂浆的早期抗裂性能.试验表明：在砂浆中加入体积掺率为0.11%的双组分纤维和0.10%的腈纶纤维可以使砂浆裂缝名义总面积分别降低96.8%和81.1%,双组分纤维、腈纶纤维对砂浆裂缝具有显著的细化作用.     

输水钢管水泥砂浆内防腐裂缝研究

分析了输水钢管水泥砂浆内防腐的工作机理及其产生裂缝的原因,从施工工艺、施工管理等方面提出了控制水泥砂浆裂缝产生的方法。并从提高水泥砂浆自身抗裂性能方面提出了添加聚丙烯纤维或聚合物的建议。     

PVA纤维对混凝土抗裂与增韧效应影响的研究进展

对高抗拉强度和高弹性模量的聚乙烯醇(PVA)纤维在影响混凝土抗裂与增韧效应方面的研究进展和存在的问题进行了综述。在改善抗裂性能方面,PVA纤维提高了混凝土的抗塑性开裂能力和极限拉伸值等性能,我国大型水利水电及水运工程已经开始采用PVA纤维提高混凝土的抗裂性;在韧性提高方面,研究主要集中在纤维掺量、混凝土强度、钢筋配筋率等因素对混凝土弯曲韧性的影响上。认为应在PVA纤维增韧材料的设计理论、裂缝形成与扩展的机制、PVA纤维混凝土本构方程等方面开展进一步的研究。     

素水泥土及纤维水泥土动力特性试验研究

利用动三轴试验仪对温州地区水泥土进行了试验,研究结果显示:(1)水泥土试样的动应力-动应变曲线、动弹模-动应变曲线均符合双曲线形式,水泥掺量对水泥土动应力的影响最为明显,水泥掺量、纤维掺量、动荷载频率对水泥土动弹模的影响非常明显。(2)随着水泥掺量、动荷载频率的提高,水泥土样发生破坏时的动应变明显变小;随着纤维掺量的提高,水泥土样发生破坏时的动应变明显变大,掺入适量的纤维可以提高水泥土的塑性;当应力水平超过水泥土的"临界动应力"时,水泥土的塑性变形急剧增大直至土体破坏。(3)工程设计时,应控制上部结构传下的总应力不大于加固土体处的临界应力,且应避免荷载频率与水泥土体的固有频率相近。     

水泥净浆和水泥砂浆材料的Ⅰ型断裂韧度测定

本文针对水泥净浆和水泥砂浆两种灌浆材料,采用三点弯曲梁进行了不同强度、不同尺寸以及不同初始缝高比的断裂试验。根据水工混凝土断裂试验规程,利用试验中测得的最大荷载及对应的裂缝口张开位移计算了水泥净浆和水泥砂浆的失稳断裂韧度,并通过电阻应变片法确定的起裂荷载得到了二者起裂韧度的实测值。试验中发现,水泥净浆并不是一经起裂就失稳破坏,而是在失稳破坏前存在着一个比较明显的裂缝稳定扩展过程。结果表明,随试件强度的提高,两种材料的起裂韧度和失稳韧度均增大,而随试件尺寸和初始缝高比的变化,水泥净浆的起裂韧度和失稳断裂韧度