超声回弹综合法在剑麻纤维珊瑚混凝土 强度检测中的应用*

为了研究剑麻纤维增强珊瑚混凝土的抗压强度回归方程,本文利用超声回弹综合法和混凝土抗压试验,通过对掺有3 kg/m3剑麻纤维的珊瑚混凝土和未掺剑麻纤维的珊瑚混凝土试件分别进行试验,分别建立该试验中剑麻纤维珊瑚混凝土的超声声速、回弹代表值与抗压强度的之间的相关关系,给出该试验中相应的强度曲线,便于实际中为与剑麻纤维珊瑚混凝土抗压强度相关的研究提供参考。     

玄武岩纤维纳米SiO_2增强混凝土力学性能试验研究

以玄武岩纤维体积掺量和纳米SiO_2取代率为考虑因素,通过立方体抗压强度、劈裂抗拉强度以及抗折强度试验,研究了玄武岩纤维与纳米SiO_2增强混凝土的力学性能。研究发现:玄武岩纤维的掺入改变了纳米SiO_2混凝土的破坏形式;复合掺入玄武岩纤维与纳米SiO_2时,混凝土基体的立方体抗压强度、劈拉强度与抗折强度均有一定的提高。纤维体积掺量为0.10%的玄武岩纤维与取代率为1.0%的纳米SiO_2共同掺入时,玄武岩纤维纳米SiO_2混凝土的立方体抗压强度与抗折强度增强效果最优;当玄武岩纤维体积掺量为0.15%、纳米SiO_2取代率为1.5%时,玄武岩纤维纳米SiO_2混凝土的劈拉强度增强效果最优,较素混凝土提高了22.97%,基于试验数据建立了玄武岩纤维掺量纳米SiO_2增强混凝土的立方体抗压强度预测模型。     

增强型砂加气混凝土材料性能试验研究

在普通砂加气混凝土的基础上，以金尾矿砂为硅质材料，玄武岩纤维和气凝胶为增强材料，制备增强型砂加气混凝土，分析玄武岩纤维掺量、玄武岩纤维长度和气凝胶掺量对增强型砂加气混凝土性能的影响。结果表明：随着玄武岩纤维掺量(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%,质量分数)和玄武岩纤维长度(3、6、9、12 mm)的增加，砂加气混凝土的干密度、抗压强度、抗折强度以及导热系数随之增大，玄武岩纤维的最优掺量为0.3%,最优长度为6 mm,此时砂加气混凝土的抗压强度较未掺纤维时提高9.64%,抗折强度较未掺纤维时提高21.42%,力学性能较好，导热系数变化较小；气凝胶的最佳掺量为1.5%,此时导热系数降低10.68%,抗压强度、抗折强度略有降低，但仍满足相关强度要求。     

PE纤维透水混凝土的强度与韧性试验研究

从提高透水性混凝土的强度和韧性出发,分析了不同掺量PE纤维增强透水性水泥混凝土的抗压强度、静弹性模量、抗折强度、弯韧度指数和裂后强度.研究结果表明,不同掺量PE纤维对透水性混凝土有不同的增强效果(RCA0＜ RCA1＜ RCA2＜ RCA3),并能满足透水性混凝土抗压强度20 MPa和抗折强度3 MPa的性能要求;高模量PE纤维对透水性混凝土的静弹性模量和弯韧度指数及裂后强度的贡献较大,PE纤维掺量1.5％时对透水性混凝土的效果最显著.     

纤维对3D打印混凝土打印性能与力学性能的影响

为了研究纤维掺入对3D打印混凝土(3DPC)性能的影响,通过掺入聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯(PP)纤维以及剑麻纤维,探究了纤维对3DPC流变性能、打印性能、力学性能以及孔结构的影响规律。流变性能测试结果表明,3DPC的静态屈服应力与三种纤维的掺量均呈线性上升关系,但纤维对3DPC流变性能的影响程度有所差异。打印性能测试结果表明PVA纤维的掺入会降低3DPC的可挤出性,但能明显提高挤出后混凝土的尺寸均匀性。力学性能与孔结构的测试结果表明,PP纤维对3DPC抗压强度有明显的提升效果,剑麻纤维对3DPC抗折强度有最显著的增强效果,而纤维掺量提高会降低3DPC表观密度,使内部孔隙率增加,从而导致高掺量纤维的增强效果弱于低掺量纤维。     

城市地下隧道玄武岩纤维增强泡沫混凝土的性能试验研究

利用室内试验方法制备了玄武岩纤维增强泡沫混凝土,测试了其在不同玄武岩纤维和微硅粉掺量下的干缩率、立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度等性能,并分析了它们的变化规律.结果表明:纤维泡沫混凝土干缩率随着玄武岩纤维以及微硅粉掺量的增大而增大;泡沫混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度以及抗折强度均随着玄武岩纤维以及微硅粉掺量的增大呈现了先增大后减小的变化规律;玄武岩纤维增强泡沫混凝土的最大抗压强度、劈裂抗拉强度以及抗折强度与素泡沫混凝土相比分别提高51.1％、50％、66.3％.     

用于防排水预制构件的聚丙烯纤维混凝土性能试验研究

通过掺入聚丙烯纤维以提高用于公路边坡用混凝土预制构件的抗裂性能,研究了聚丙烯纤维掺量对混凝土工作性、抗压强度、抗冲击性、抗冻性等性能的影响.研究结果表明:聚丙烯纤维的掺入使得混凝土坍落度降低,但粘聚性及保水性增强.与普通混凝土相比,掺入聚丙烯纤维可提高混凝土的抗压强度及抗冲击性能.当掺量为1.5 kg/m3时,混凝土90 d抗压强度提高了21.1％,破坏冲击耗能比素混凝土增加了273.3％.随聚丙烯纤维掺量的增加,混凝土的抗冻性能也呈上升趋势,当纤维掺量为1.2 kg/m3时,强度损失率达到最低.     

玄武岩纤维与粉煤灰改性高强混凝土力学性能研究

将纤维材料加入混凝土中可以有效提高混凝土的使用性能和服务年限.基于此,制备了不同玄武岩纤维体积掺量的粉煤灰改性高强混凝土试件,分别测试了玄武岩纤维高强混凝土的坍落度、扩展度以及标准养护7 d、15 d和28 d后的收缩率、抗压强度、抗拉强度以及抗折强度,分析了玄武岩纤维掺量对混凝土坍落度、扩展度、收缩率、抗压强度、抗拉强度以及抗折强度的影响规律.结果表明:随着玄武岩纤维掺量的增大,粉煤灰改性高强混凝土的坍落度和扩展度呈线性减小,收缩率逐渐减小;抗压强度、抗拉强度和抗折强度逐渐增大,抗压强度、抗拉强度和抗折强度的增大速率分别在玄武岩纤维掺量为0.8％、1.2％和1.2％时出现拐点,性价比最高的玄武岩纤维掺量为0.8％～1.2％.     

聚丙烯纤维混凝土基本力学性能

聚丙烯纤维是一种高强聚丙烯束状单丝纤维,具有性价比高、抗裂性能优良、分散性极佳等特点。针对C30混凝土强度等级,研究了聚丙烯纤维掺量为0.4%、0.8%、1.2%,粉煤灰掺量为10%、20%、30%情况下,混凝土试块的抗压和劈裂拉伸性能。试验结果表明,在掺入粉煤灰和聚丙烯纤维情况下,当粉煤灰掺量为20%,聚丙烯纤维掺量为0.8%时,抗压强度达到最大值;对于劈裂拉伸强度,当粉煤灰掺量为30%,聚丙烯纤维掺量为1.2%时,劈裂拉伸强度达到最大值。可见,聚丙烯纤维对混凝土的抗压强度和劈裂拉伸强度具有增强、增韧的效果。     

短切玄武岩纤维对矿渣粉煤灰混凝土力学性能和微观结构的影响

以聚丙烯纤维为参照,研究了不同长度(12 mm、18 mm)和体积掺量(0.50％、0.10％、0.20％和0.30％)的短切玄武岩纤维对矿渣粉煤灰混凝土工作性能、抗压强度、劈裂抗压强度和抗折强度的影响,并采用扫描电镜(SEM)和压汞法(MIP)对纤维混凝土的微观形貌和孔结构进行了分析.结果表明:掺入玄武岩纤维可以显著提高矿渣粉煤灰混凝土的抗折强度和劈裂抗拉强度,但对抗压强度的改善并不明显,且以长度为18 mm的玄武岩纤维,体积掺量为0.20％时,对混凝土的抗压、抗折和劈裂抗拉强度的增强效果最为显著.SEM和MIP分析结果显示:一定掺量范围内,玄武岩纤维与基体界面黏结性能良好,能够有效抑制裂纹扩展,且玄武岩纤维的掺入能够降低混凝土中有害孔的比例,改善孔结构.     

Behavior of sisal fiber concrete cylinders externally wrapped with jute FRP

The use of environmentally friendly natural fibers as building materials is benefit to achieve a sustainable construction. This article performs a study on the use of natural jute fibers as reinforcement of concrete and natural sisal fibers in fiber reinforced polymer (FRP) composites as concrete confinement, i.e., sisal fiber reinforced concrete (SFRC) composite column wrapped by jute FRP (JFRP) (SFRC‐JFRP). Uniaxial compression test was conducted to assess the compression performance of the composite columns as axial structural member. A total of 24 specimens were tested. The effects of JFRP wrapping thickness and sisal fiber inclusion on the compressive performance of the composite columns were investigated. Results indicate that JFRP confinement significantly increases the compressive strength and ductility of both PC and SFRC with an increase in JFRP thickness. Besides, the inclusion of sisal fiber further enhances the strength as well as the efficiency of confinement under uniaxial compression. Also, the models for ultimate strength and ultimate strain of PC‐JFRP and SFRC‐JFRP are proposed. POLYM. COMPOS., 38:1910–1917, 2017. © 2015 Society of Plastics Engineers     

玄武岩-粗聚丙烯纤维干硬性混凝土拉压性能试验研究

混杂纤维增强干硬性混凝土在国内外已有广泛的应用,纤维配比是影响其拉压性能的主要因素之一。为研究玄武岩纤维与粗聚丙烯纤维配比对干硬性混凝土拉压性能的影响,将玄武岩纤维与粗聚丙烯纤维单掺或按不同比例混合掺入干硬性混凝土中,开展不同养护龄期下纤维混凝土的抗压、劈裂抗拉试验,分析纤维混杂增强效应,并基于成熟度理论修正养护龄期,优化玄武岩-粗聚丙烯纤维干硬性混凝土的劈裂抗拉强度预测模型。结果表明:玄武岩纤维与粗聚丙烯纤维的掺入不仅提升了干硬性混凝土抗压、劈裂抗拉性能,而且纤维的桥接作用能明显改善混凝土的脆性破坏特征,其中玄武岩纤维与粗聚丙烯纤维混掺配比为1 ∶2(质量比)时最为明显,表现出了最优的纤维混杂正效应。根据等效龄期-抗压强度关系式计算得到的混凝土抗压强度与劈裂抗拉强度具有更好的幂函数关系,该模型便于计算及预测不同养护温度条件下玄武岩-粗聚丙烯纤维干硬性混凝土的拉压性能。     

持压荷载下剑麻纤维-ECC的毛细吸水性能

为解决地下结构侧墙等混凝土构件开裂渗漏问题,选取了绿色经济型剑麻纤维-工程水泥基复合材料(ECC)取代混凝土提高构件的抗渗性能。根据正交试验进行方案设计得到剑麻纤维-ECC的最优配合比;改进了实时吸水试验装置,实现了持压荷载与水分传输的同步耦合过程;对剑麻纤维-ECC开展了持压荷载下的毛细吸水性能试验,分析了压应力水平(10%~40%)对剑麻纤维-ECC试件的破坏形态、累计吸水量及毛细吸水率的影响规律,并与普通混凝土试件进行对比。结果表明:在10%~40%压应力水平下,随着压应力水平的提高,剑麻纤维-ECC的毛细累计吸水量和平均吸水率均先减小后增大,发生变化的压应力水平阈值为20%;在10%~30%压应力水平下,剑麻纤维-ECC的毛细累计吸水量及吸水率要明显小于同条件时的普通混凝土,剑麻纤维-ECC能够更好地阻碍水分传输,表明对压应力水平为10%~30%的结构而言,剑麻纤维-ECC可明显改善抗渗效果。研究成果可为剑麻纤维-ECC在地下结构侧墙抗渗中的应用提供理论支持。     

钢纤维对活性粉末混凝土力学性能的影响

通过测试不同钢纤维掺量活性粉末混凝土(RPC)试件的流动度、28 d标准养护后抗压强度及抗折强度,分析不同钢纤维掺量下,RPC流动度、抗压强度、抗折强度、折压比等性能,并结合文献对比分析在不同配合比下钢纤维掺量对RPC的增强效果,综合考虑RPC流动度与力学性能得出钢纤维最优掺量为2％～3％.     

聚丙烯纤维及橡胶颗粒对透水混凝土性能的影响

以聚丙烯纤维及橡胶颗粒掺量为影响因素,通过测定透水混凝土的28 d抗压强度、抗折强度、孔隙率及透水系数等性能指标,获取聚丙烯纤维及橡胶颗粒掺量与透水混凝土力学性能及透水性能的关系.试验结果表明:粗骨料粒径为4.75~9.5 mm时,掺入橡胶颗粒和聚丙烯纤维皆会使透水混凝土的28 d抗压强度、抗折强度提高,但会使透水系数减小,透水性能下降;与掺加橡胶颗粒相比,掺加聚丙烯纤维可以更加明显地改善透水混凝土力学性能;随着掺入聚丙烯纤维以及橡胶颗粒比例的增加,透水混凝土28 d抗压强度、抗折强度性能指标上升的幅度逐渐减小,透水性能则逐渐下降.     

混杂纤维混凝土的耐硫酸盐腐蚀性能研究

为了研究混杂纤维混凝土抗硫酸盐腐蚀性能,对聚乙烯纤维(PE)与聚丙烯粗合成纤维(HPP)混凝土进行硫酸盐干湿循环腐蚀和长期浸泡侵蚀试验,采用形貌损伤、质量损失、相对动弹性模量和抗压强度等宏观测试方法研究了混杂纤维混凝土耐硫酸盐腐蚀性能,并结合SEM微观结构测试技术分析了其腐蚀机理.结果表明:不同纤维掺量的混凝土在硫酸盐腐蚀作用下均出现了不同程度的损伤,其干湿循环的腐蚀作用较长期浸泡腐蚀混凝土的腐蚀损伤更为明显;长期浸泡腐蚀作用时,450 d素混凝土抗压强度可达到60 MPa,各纤维混凝土抗压强度均可达到70 MPa,但在干湿循环腐蚀作用下,聚乙烯纤维和聚丙烯粗合成纤维以0.8%+1.2%掺入时,混凝土抗压强度也可达到70 MPa;纤维对于混凝土内部结构应力的缓解,孔隙、通道等缺陷的分散以及纤维之间的捆绑桥联都显著的提高了混凝土抗硫酸盐腐蚀性.     

混杂纤维对活性粉末混凝土高温后抗压强度的影响

对混杂纤维活性粉末混凝土(RPC)不同温度等级作用并烧透(试件中心内置热电偶达到目标温度)后抗压强度进行了测试,研究了钢纤维和聚丙烯掺量对RPC抗压强度的影响.结果表明,RPC混凝土的抗压强度随着作用温度的升高总体呈下降趋势,钢纤维可以有效提高RPC混凝土抗压强度,而聚丙烯纤维可以改善RPC高温后性能和抑制爆裂,混杂纤维可优势互补.基于实验结果,给出了在钢纤维体积掺量2％,同时混掺聚丙烯体积掺量0、0.1％和0.2％下的RPC平均抗压强度与受火温度的关系式.     

Plant oil‐based biofoam composites with balanced performance

BACKGROUND: Biofoam composites were prepared using short sisal fibers as reinforcement and acrylated epoxidized soybean oil as matrix, aiming at replacing traditional unsaturated polyester foams in structural applications. The compressive properties of the composites were examined as a function of fiber loading, fiber length and foam density. RESULTS: The foam composite with 10 phr (parts per hundred of base resin by weight) sisal fiber possessed properties similar to those of commercial unsaturated polyester foams. A study of the failure mechanism revealed that debonding between fiber and matrix was a key issue responsible for catastrophic damage of the composites. According to this finding, surface pre‐treatment of the sisal using an alkali or silane coupling agent was carried out. This brought about positive effects on interfacial interaction and compressive strength of the composites, as desired. Also, soil burial tests proved that the foam composites could be biodegraded, and the incorporated sisal fibers accelerated the biodegradation of the composites. CONCLUSION: This work shows the feasibility of making rigid biofoams from natural resources, which could be potential candidates for structural foams. Copyright © 2009 Society of Chemical Industry