玄武岩纤维增强机场道面混凝土力学性能试验研究

针对当前机场混凝土道面使用过程中存在的部分问题,为提高道面强度及耐久性能,试验利用纤维增强混凝土技术,对比分析研究了两种规格的玄武岩纤维分别以0.05%,0.10%,0.15%的体积掺量对机场道面混凝土抗折、抗压强度性能的影响规律。试验结果表明:玄武岩纤维对机场道面混凝土有较好的力学增强性能,28 d抗折强度提高6.09%～19.80%,对抗压强度影响不明显,并且长度40 mm、直径40μm的短切玄武岩纤维较长度20 mm、直径20μm有更好的增强效果,可以在机场混凝土道面施工中使用,其最佳体积掺量为0.10%。     

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。     

玄武岩纤维对混凝土抗折强度的影响

通过改变混凝土中玄武岩纤维(直径15μm)的掺量(体积分数依次为0%,0.4%,0.6%,0.8%)及纤维长度(分别为6 mm和18 mm),研究不同条件对混凝土7 d,28 d抗折性能的影响。结果发现,掺加玄武岩纤维会显著增加混凝土7 d,28 d的抗折强度,并且掺量越高,增强效果越明显,同时,从强度比值上对比发现,玄武岩纤维能有效提升混凝土早期(7 d)抗折强度,其中,体积掺量为0.8%、纤维长度为6 mm的混凝土7 d抗折强度能提升达41.9%,另外,在相同条件下,短纤维对混凝土抗折强度的提升程度要大于长纤维。     

玄武岩纤维增强地质聚合物混凝土在机场道面快速修补中的应用研究

作为一种新型混凝土材料——地质聚合物混凝土(geopolymeric concrete,GC),凭借其优异的力学性能与耐久性,被应用于机场道面的快速修补.为研究玄武岩纤维对GC性能的改善能力,首先以矿渣与粉煤灰为原材料,并采用液体硅酸钠与NaOH作为碱激发剂,配制了纤维体积掺量分别为0、0.1%、0.2%、0.3%的玄武岩纤维增强地质聚合物混凝土(basalt fiber reinforced geopolymeric concrete,BFRGC),测试了标准养护3、7、28d的BFRGC的准静态力学性能,包括:抗压、抗折强度.并分析了玄武岩纤维对GC的增强机理.结果表明:玄武岩纤维能够有效地提高GC的抗压、抗折强度;当玄武岩纤维体积掺量为0.3%时,玄武岩纤维对GC抗压强度的改善效果达到最佳,尤其是早期抗压强度.标准养护3、7、28d时的强度增长因子(Strength Increase Factor,SIF)分别为37.76%、34.82%、31.52%;当玄武岩纤维体积掺量为0.1%时.对GC抗折强度的改善效果达到最佳,标准养护3、7、28 d时的SIF分别为16.67%、16.22%、22.22%.由此可见,玄武岩纤维的掺入,使得GC的性能有了显著的改善.因此,BFRGC在机场道面快速修补中将会有更加广阔的应用前景.     

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。     

短切玄武岩纤维增强混凝土力学性能试验研究

考察了玄武岩纤维混凝土(basalt fiber reinforced concrete,BFRC)各项力学性能。对BFRC抗压强度值进行数理统计,分析表明:玄武岩纤维长度对BFRC抗压强度无显著影响,体积掺量对BFRC抗压强度有显著影响,两者对BFRC抗压强度值有显著的交互作用。长度18 mm的玄武岩纤维,体积掺量为0.1%时,对BFRC的抗折强度、初裂能耗和破坏能耗增强果最显著。玄武岩纤维能减缓BFRC的早期开裂。     

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。     

超高分子量聚乙烯纤维长度和掺量对超高性能混凝土性能的影响

文中通过对超高分子量聚乙烯纤维干法制备工艺进行调整,制备出直径为0.25mm的超高分子量聚乙烯粗纤维,短切为6mm、9mm、12mm三种规格,系统地研究了纤维对超高性能混凝土流动性和力学性能影响。结果表明,超高分子量聚乙烯纤维的掺入在一定程度上降低了混凝土流动性,但是对超高性能混凝土有较好的增强作用,6mm纤维在体积掺量为2%时,抗压强度和抗折强度较基体混凝土分别提高了9.4%和20.3%;9mm纤维在体积掺量为1.5%时抗压强度和抗折强度较基体混凝土分别提高了13.1%和25.4%;12mm纤维在体积掺量为1.5%时抗压强度和抗折强度较基体混凝土分别提高了7.3%和18.7%。     

纤维单掺和混掺对高强混凝土抗压和抗折强度影响

以C70高强混凝土的抗压和抗折强度为研究对象,根据玄武岩纤维单掺和钢纤维-玄武岩纤维混掺不同的纤维掺量设计了抗压强度实验和抗折强度实验,来探究在本实验高强混凝土配比下玄武岩纤维单掺和钢-玄武岩纤维混掺的最佳体积掺量。结果表明在该实验中C70混凝土单掺玄武岩纤维的综合最佳体积掺量为0.1%,混掺钢纤维和玄武岩纤维的综合最佳体积掺量为钢1%、玄0.2%。通过在同一配比下进行单掺和混掺实验,对比分析单掺和混掺发现,在抗压强度方面单掺的增幅优于混掺,最大抗压强度的增幅为4.36%;而在抗折强度方面混掺的增幅优于单掺,最大抗折强度的增幅为4.99%。     

高强FC合成纤维道面混凝土力学性能试验研究

为了提高道面混凝土的基本力学性能,对FC纤维道面混凝土(简称FCRPC)的工作性及基本力学性能进行了系统的试验研究,对比分析了FC纤维以0.8%,1.0%,1.2%,1.4%,1.6%五种体积掺率对道面混凝土抗折、抗压强度性能的影响规律,试验结果表明:高强FC纤维对道面混凝土有较好的力学增强性能,在高强FC纤维掺量为1.2%时达到最佳。