不同配合比参数对高延性纤维增强水泥基复合材料的性能影响

通过不同配合比对高延性纤维增强水泥基复合材料进行稠度、抗压和抗折强度试验,分析研究水胶比、砂胶比、纤维掺量对高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)的性能影响。试验结果表明:随着水胶比增大,ECC的抗压强度逐渐降低,在0.30～0.40水胶比范围内,水胶比对28 d抗折强度影响较小;随着聚乙烯醇纤维掺量增加,ECC的抗压和抗折强度逐渐上升;砂胶比对水泥基复合材料的抗压和抗折强度影响较小。     

PVA纤维对水泥胶砂抗侵蚀性能的影响

研究了不同掺量PVA纤维水泥胶砂经浓度为10000 mg/L和30000 mg/L的硫酸钠溶液侵蚀后的抗压强度和抗折强度变化规律,并以抗折抗蚀系数为指标评价了碱环境下PVA纤维对水泥胶砂抗侵蚀性能的影响。结果表明:随PVA纤维体积掺量的增加,水泥胶砂拌和物的流动度逐渐减小;经硫酸钠溶液侵蚀后,各组试件的力学性能和抗折抗蚀系数均有不同程度降低,高浓度和长侵蚀龄期对水泥胶砂的抗侵蚀性能影响较显著;对比基准组,掺入PVA纤维可有效提高水泥胶砂的力学性能和抗折抗蚀系数,且PVA纤维体积掺量为0.2%时效果最好。     

钢渣粉对PVA纤维水泥基复合材料力学性能与韧性的影响

利用钢渣粉等质量替代20％、40％、60％、80％的水泥制备了PVA纤维水泥基复合材料胶砂试件,并进行了抗折、抗压试验和薄板四点弯曲试验,分析了钢渣粉对PVA纤维水泥基复合材料力学性能和韧性的影响.结果表明:随着钢渣粉掺量的增加,试件的抗折、抗压强度均呈下降趋势,且抗压强度损失较抗折强度快;当钢渣粉掺量为20％时,试件...     

延性纤维混凝土抗压与抗弯性能试验研究

采用正交试验方法,设计了16组延性纤维混凝土试件,通过28,56,90 d立方体抗压试验和56d抗弯试验,研究了纤维掺量、水胶比、砂胶比和粉煤灰掺量对其力学性能的影响。试验表明:1)纤维桥联作用显著提高了混凝土的抗压韧性和延性;2)粉煤灰掺量和水胶比对抗压强度影响显著,纤维掺量和砂胶比的影响较小;3)纤维掺量对抗折强度的影响较显著,粉煤灰掺量、水胶比和砂胶比对抗弯强度的影响较小,但对试件延性均有一定影响。根据正交试验结果和延性纤维混凝土配合比设计参数分析,确定了具有较高延性并保证强度的延性纤维混凝土的最优配合比。     

低温条件下水泥-粉煤灰复合胶凝体系早期强度的研究

在固定水胶比的条件下研究了不同温度,不同粉煤灰掺量及亚硝酸钠的掺入对低温条件下水泥-粉煤灰复合胶凝体系早期强度的影响规律。研究结果表明:在5～-10℃范围内,随着温度的降低,胶凝材料的水化加速期出现不同程度的滞后,胶砂试件养护龄期为14 d时,0℃及0℃以下条件下养护的不同配合比的复合胶凝材料体系的抗压、抗折强度已基本接近,但仍低于5℃养护条件下同龄期同配合比的胶砂试件强度;在-5℃和-10℃两个养护温度下,随着粉煤灰掺量的增多,其胶砂试件的抗折、抗压强度均呈现不同程度的降低,但是粉煤灰掺量小于10%时,胶砂试件的抗折、抗压强度受温度影响较小,大于10%时,胶砂试件的抗折、抗压强度受温度影响较大;5℃养护条件下,亚硝酸钠的加入增加了同一配合比下胶砂试件的抗折强度,却降低了同一配合比下胶砂试件的抗压强度。     

纤维对海砂超高性能混凝土性能的影响

采用未经淡化处理的海砂配制超高性能混凝土(UHPC)对于岛礁建筑具有重要意义。通过水泥胶砂的力学性能和流动度试验确定了海砂UHPC的基准配合比,研究了钢纤维和PVA纤维对海砂UHPC力学性能和流动度的影响。试验结果表明:随着钢纤维体积掺量的增加,海砂UHPC的抗压和抗折强度提高,综合考虑力学性能和经济性,钢纤维最优体积掺量为1.5%。当钢纤维体积掺量为1.0%时,PVA纤维等体积完全取代钢纤维对抗压强度影响不大,抗折强度降低22.5%;当钢纤维体积掺量为1.5%时,混杂体积掺量0.75%以内的PVA纤维对抗压和抗折强度的影响不大,但流动性明显降低。     

高延性水泥基复合材料抗压强度尺寸效应的正交试验研究

高延性水泥基复合材料(ECC)具有准应变硬化和多裂缝开展的性能,能够明显改善混凝土结构的抗震性能和耐久性。通过对32组192个试件进行抗压强度正交试验,研究ECC材料的立方体受压破坏过程,研究水胶比、纤维掺量、粉煤灰掺量和砂胶比4种因素对ECC立方体抗压强度尺寸效应的影响。试验结果表明:聚乙烯醇PVA纤维掺量增大,ECC抗压韧性明显提高;水胶比和纤维掺量是影响ECC抗压强度和尺寸效应的主要因素;水胶比增大,ECC抗压强度降低,尺寸效应系数增大;纤维掺量增大,试块抗压强度增大,尺寸效应系数增大。抗折试验表明,随着纤维掺量的增加,ECC材料的抗折强度显著提高。     

沙漠砂PVA-ECC材料力学性能试验研究

PVA纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)具有韧性高、吸能能力强、高耐久性和不易发生脆性破坏等优点,但其材料中的细砂采用的是最大粒径1.18mm的精细河砂,用砂量较大、成本较高,且不利于水土保持和环境保护。以沙漠砂部分替代PVA-ECC中的天然河砂,提出沙漠砂PVA-ECC,以水胶比、粉煤灰掺量、PVA纤维掺量、沙漠砂替代量4个因素设计了四因素四水平的正交试验,通过对沙漠砂PVA-ECC 7d,28d的抗压性能、抗劈裂性能和抗折性能进行极差和方差分析,确定了沙漠砂PVA-ECC的最优配合比。结果表明:水胶比、粉煤灰掺量是影响沙漠砂PVA-ECC抗压强度的最显著因素,沙漠砂的替代量对PVA-ECC的抗压强度、抗劈裂强度和抗折强度影响较小。     

石粉掺量对高延性混凝土工作性能及力学性能的影响

为提高机制砂生产过程中产生的废弃石粉的资源化利用率,并降低高延性混凝土的材料成本,采用石灰岩石粉部分取代胶凝材料制备机制砂高延性混凝土,研究石粉掺量对机制砂高延性混凝土流动性、抗压强度、抗折强度和直接拉伸性能的影响。结果表明,随石粉掺量的增加,机制砂高延性混凝土的流动性略有下降,抗压、抗折强度降低。石粉掺量为30%和40%时,机制砂高延性混凝土的极限拉伸应变显著提高,具有更优的变形能力,并具备一定的经济效益。     

混杂纤维掺率对无熟料再生砂浆力学性能的影响

通过粉煤灰和矿渣完全取代水泥,并利用25%的再生砂等量替代天然砂,探究不同纤维不同掺率对无熟料砂浆的力学性能的影响。试验表明:聚丙烯和聚丙烯腈纤维的掺入可显著提高砂浆的抗压和抗折强度,双掺的组合比例对砂浆抗压和抗折强度的影响显著。     

纤维增强沙漠砂混凝土配合比试验研究

使用沙漠砂制备了纤维增强水泥基材料,采用正交试验法研究了沙漠砂掺量、粉煤灰掺量、可再分散性乳胶粉掺量、纤维掺量以及水胶比对抗压强度和抗折强度的影响,并确定了最优配合比。采用单因素试验法探讨了石英砂取代沙漠砂对纤维增强水泥基材料力学性能的影响。试验结果表明,纤维掺量是影响沙漠砂纤维增强水泥基材料抗压、抗折强度指标最显著的因素;相比于石英砂,使用沙漠砂制备的纤维增强水泥基材料的抗折强度和劈裂抗拉强度均得到提高,但抗压强度降低。     

锂云母渣作为掺合料的可行性研究

针对宜春地区的锂长石矿粉、通过"锂云母固氟重构综合提取碳酸锂技术"提取碳酸锂之后产生的灰色锂云母渣和通过"变温碳化法"制备碳酸锂产生的白色锂云母渣进行研究。此3种粉末均作为掺合料以掺量10%、20%、30%和40%掺入水泥胶砂试件,且同条件下浇筑和养护掺有粉煤灰和硅灰的水泥胶砂试件作为对比组。标准养护至规定龄期后进行抗折和抗压试验;试验结果表明:锂长石矿粉的掺入极大的降低了胶砂试件的抗折强度和抗压强度;白色锂云母渣作为掺合料具有明显的优势,掺量在20%以内时,掺白色锂云母渣胶砂试件早期强度优于掺有其他掺合料的试件,后期强度亦与掺粉煤灰试件相当,且优于掺其他掺合料的试件。掺灰色锂云母渣试件虽早期强度具有优越性,但后期强度却不具优势。     

高温养护对水泥复合胶凝材料力学性能的影响

以水泥-粉煤灰复合胶砂试件为试验对象,探讨了标准养护温度(20℃)和较高养护温度(50℃)条件下,粉煤灰(尤其是超细粉煤灰)的掺入对水泥-粉煤灰复合胶砂试件抗折抗压力学性能的影响规律。试验结果表明:(1)标准养护温度下普通粉煤灰的掺入会降低胶砂试件早龄期强度,但提高了胶砂试件晚龄期的抗折和抗压强度;(2)标准养护温度和较高温度养护条件下,超细粉煤灰的掺入均提高了复合水泥胶砂材料的早期抗折和抗压强度,且在一定掺量范围内,抗折和抗压强度随着掺量的增加而增加;(3)超细粉煤灰替代组水化早期胶砂抗折和抗压强度就接近或略大于基准水泥试验组,超细粉煤灰的活性在水化早期就得以发挥,使得复合胶砂试件早龄期的抗折和抗压强度有所提升。试验结论对实际工程中粉煤灰,特别是超细粉煤灰在复合胶砂以及进一步在大体积混凝土施工中的应用,及其对胶砂浆体和混凝土力学性能的积极改进方面具有借鉴意义。     

复合掺合料对水泥胶砂流动度和长期强度的影响

采用粉煤灰(F)、矿渣粉(Sl)、硅灰(Si)和石灰石粉(L)复合组成5种复合矿物掺合料,研究了复合掺合料的组成和掺量对水泥胶砂流动度、长期抗压强度和抗折强度的影响。结果表明:掺粉煤灰和石灰石粉的FSlL和FL复合掺合料流动性较好,流动度比达到110%以上;掺硅灰的FSlSi和SlSiL复合掺合料流动性较差,流动度比在80%左右;5种复合掺合料在30%、40%、50%掺量下,胶砂试件720 d抗压强度和抗折强度均达到纯水泥试件的110%~120%;FSlSi、FSl和FL复合掺合料随着掺量的提高,长龄期胶砂抗压强度有所增加,抗折强度发展趋势与抗压强度相同;SlL和SlSiL复合掺合料随着掺量的提高,长龄期胶砂抗压和抗折强度均略有下降。     

基于矩阵分析法的BFCC力学性能正交试验研究

采用正交试验方法,对玄武岩纤维水泥基复合材料(Basalt Fiber Cement Composites,BFCC)进行配合比设计。选取水胶比、砂胶比、玄武岩纤维掺量、粉煤灰/水泥替代率,天然砂替代率五个因素,每个因素设定四个水平,对BFCC的力学性能进行研究,利用矩阵分析法分析各因素对BFCC抗压、抗折强度的影响,并确定最优配合比。结果表明:对BFCC抗压强度的影响权重依次为:水胶比粉煤灰替代率天然砂替代率砂胶比玄武岩纤维掺量;对BFCC抗折强度的影响权重依次为:水胶比粉煤灰替代率天然砂替代率玄武岩纤维掺量砂胶比;BFCC优选配合比为:水胶比0.18,砂胶比1.2,玄武岩纤维掺量4 kg/m~3,粉煤灰替代率40%,天然砂替代率33%;采用天然砂替代部分石英砂,粉煤灰替代部分水泥,在一定范围内可有效提高BFCC的强度,具有良好的经济效益。     

聚乙烯醇纤维水泥基复合材料的力学性能及抗冻性能试验研究

通过对11组聚乙烯醇纤维水泥基复合材料(PVA-ECC)试件的抗压强度、抗折强度及单面盐冻试验,探究粉煤灰掺量和纤维掺量对PVA纤维水泥基复合材料力学性能及抗冻性能的影响。结果表明:抗压强度与抗折强度均随粉煤灰掺量的增加而降低;纤维掺量对抗折强度影响较大,而对抗压强度影响很小。单面盐冻试验中,试件单位面积质量损失与相对动弹性模量损失率均随冻融循环次数增加而增长,粉煤灰掺量为45%~50%、纤维掺量为1.75%时,抗冻性能达到最佳。     

赤泥对粉煤灰激发作用的试验研究

试验研究了赤泥对粉煤灰一水泥胶砂力学性能的影响。结果表明赤泥能有效激发粉煤灰的活性，使掺粉煤灰水泥砂浆的强度大幅度提高。赤泥最佳掺量为3％－5％，与不掺赤泥的粉煤灰一水泥胶砂空白对比组相比，各龄期抗压、抗折强度增加了20％－40％，且后期强度增长更为明显，掺40％粉煤灰水泥胶砂强度在28天时已接近或超过纯水泥胶砂强度。     

矿渣与粉煤灰掺量对高延性水泥基复合材料力学性能与应变硬化特性的影响

高延性水泥基复合材料(High Ductility Cementitious Composites,HDCC)是指在弯曲和拉伸荷载作用下具有应变硬化特性的水泥基复合材料,具有单轴拉伸延性好,耐久性能优异等优点。在材料设计中用大掺量的粉煤灰来替代水泥,以实现更加优异的高延性。本文研究了在聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)纤维体积掺量为1.2%和1.4%时,同时掺入高炉矿渣与粉煤灰制备高延性水泥基复合材料,通过改变高炉矿渣与粉煤灰的掺量,得到试件的抗压强度、抗折强度与弯曲韧性,用以对比矿渣与粉煤灰不同质量比例对高延性水泥基复合材料力学性能、弯曲韧性和表面裂纹特征的影响规律。结果显示,当矿渣和粉煤灰掺量分别为总胶凝材料质量的40%和10%时,试件呈现出良好的应变硬化与多缝开裂特性,最大挠度达到10.79mm,极限拉应变为1.26%,裂纹数量达到14条。表明了矿渣的掺入有利于在保证高延性水泥基复合材料具有应变硬化特性的前提下,可以有效提高高延性水泥基复合材料中的强度和弯曲韧性,对于此类材料的工程应用十分有益。     

掺粉煤灰PVA纤维增强水泥基复合材料的试验研究

研究了粉煤灰掺量对PVA纤维增强水泥基复合材料(ECC)的新拌性能、弯曲性能、抗压抗折强度、开裂模式及微观结构的影响.结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,水泥净浆的屈服剪切应力和塑性黏度不断降低,ECC的流动度增加.ECC的初始开裂荷载降低、抗折和抗压强度逐渐降低,ECC的跨中挠度提高,ECC的平均裂缝宽度变小.在满足抗压强度的前提下,适当增加粉煤灰掺量有助于提高ECC的韧性和延性.     

细集料对SHCC力学性能的影响研究

选用国产PVA纤维和不同级配的普通砂分别代替进口PVA纤维和标准砂制作SHCC试样,测试其28d拉伸应力应变关系、抗压强度及弹性模量。研究表明:不同级配的砂对SHCC拉伸性能的影响较大,但对抗压强度和弹性模量的影响较小。选用粒径小于0.6mm的普通砂和国产PVA纤维可以配制延性较好的SHCC,拉伸过程中可观察到多条细密裂纹。极限拉应变为3.05%,拉伸强度为3.1MPa。