玄武岩纤维水泥基灌浆料力学性能研究

本文通过在硅酸盐水泥基灌浆料中掺入不同长度及掺量的短切玄武岩纤维,研究其对灌浆料力学性能的影响。试验结果表明:短切玄武岩纤维的掺入,灌浆料的流动度从336 mm降至260 mm,但灌浆料各龄期的抗折强度及抗压强度均得到了提升,早期抗折强度提升最为明显。短切玄武岩纤维在水泥基灌浆料中的最佳掺量为0.15%,最佳长度为9mm,抗折强度和抗压强度分别可以达到17.6 MPa和85.4 MPa。     

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.     

玄武岩纤维RPC基本力学性能研究

为了研究玄武岩纤维在RPC(reactive powder concrete,活性粉末混凝土)中的作用效果,以玄武岩纤维体积掺量、纤维长度、RPC水胶比和养护龄期为参数,对玄武岩纤维RPC的劈裂抗拉强度和立方体抗压强度进行了试验研究.试验结果表明:对于掺入12 mm长玄武岩纤维的RPC,最佳水胶比为0.22,最佳纤维体积掺量为0.10%,其劈拉强度较未掺纤维的RPC提高了38.53%.对于掺入6 mm长玄武岩纤维的RPC,最佳纤维体积掺量为0.05%,其劈拉强度较未掺纤维的RPC提高了27.16%.     

不同措施对水泥稳定碎石混合料性能的影响

通过开展抗压回弹模量测试、强度测试、收缩性能测试和耐久性能测试,研究了采用振动拌和技术、掺加玄武岩纤维、掺加膨胀剂以及提高水泥用量四种措施对水泥稳定碎石混合料性能的提升效果,并基于多因素方差分析评价了不同技术措施对水泥稳定碎石混合料各项性能的影响程度。结果表明,这四种措施对水泥稳定碎石混合料性能具有显著影响,增大水泥用量对其强度、抗压回弹模量和耐久性提升效果最为显著,但对抗收缩开裂性能不利。掺加膨胀剂和玄武岩纤维可以显著改善水泥稳定碎石混合料的干缩性能,与31 d龄期的基准水泥稳定碎石混合料相比,干缩系数分别降低57.7%和18.8%。     

聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石的疲劳性能研究

为研究掺聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石的疲劳性能,首先根据聚乙烯醇纤维对水泥稳定碎石力学性能的影响规律,确定纤维最佳掺量和长度。基于间接拉伸疲劳试验和Weibull分布,对其疲劳寿命测试结果进行分析并建立疲劳方程。结果表明,聚乙烯醇纤维最佳掺量和长度为0.06%(质量分数)和24 mm;在最佳掺量和长度下,与未掺加纤维的水泥稳定碎石材料相比,聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石的无侧限抗压强度提高约24%,劈裂强度提高约26%;对比不掺纤维的水稳碎石材料,其疲劳寿命也呈显著优势,当水泥用量为4%(质量分数)时,掺聚乙烯醇纤维与不掺纤维水泥稳定碎石斜率b之比为0.94~0.99,截距a之比为1.06~1.23。     

玄武岩纤维风积沙混凝土力学性能研究

为研究玄武岩纤维对风积沙混凝土力学性能的影响,试验选定风积沙掺量20％,玄武岩纤维掺量为0.0 kg/m3、1.0 kg/m3、1.5 kg/m3、2.0 kg/m3、2.5 kg/m3的情况下配制混凝土.研究玄武岩纤维风积沙混凝土抗压、劈裂抗拉以及抗折强度的变化规律,最后通过电镜扫描(SEM)分析玄武岩纤维的作用机理.结果 表明:纤维掺量在1.5 kg/m3以内,随着玄武岩纤维掺量的增加,玄武岩纤维风积沙混凝土抗压、劈裂抗拉及抗折强度均增加,当掺量超过1.5 kg/m3时,混凝土抗压、劈裂抗拉以及抗折强度开始下降.玄武岩纤维在风积沙混凝土中最佳掺量为1.5 kg/m3.玄武岩纤维对风积沙混凝土28 d抗压强度的提高更为显著,最大提高17％.相对于抗压强度而言,玄武岩纤维对风积沙混凝土劈裂抗拉强度的影响更大,抗拉强度最大提高26％.对抗折强度的影响呈现出玄武岩纤维早期(7 d)发挥重要作用,最大提高38％.微观结果表明:玄武岩纤维可以传输荷载,让应力分布更加均匀,抑制裂缝生成、发展,改变裂缝的走向.适量玄武岩纤维掺入可以提高风积沙混凝土的力学性能.     

高寒地区水泥稳定碎石弯拉特性研究

青藏高原寒冷地区特殊的气候环境条件对水泥稳定碎石半刚性基层强度形成与使用性能的影响较大.通过标准养生与低温养生成型的混合料劈裂强度和弯拉强度室内试验,对比分析了水泥用量、养生龄期、养生温度对混合料劈裂强度和弯拉强度的影响.研究得出:标准养生条件下,水泥用量与养生龄期对混合料劈裂强度和弯拉强度呈交互影响,水泥用量越大,养生龄期越长,其劈裂强度和弯拉强度越大;养生龄期对混合料弯拉强度的影响比水泥用量更明显,应重视基层7d龄期的养生温度.研究表明,水泥用量选用4％,7d养生龄期内最低养生温度大于10℃,并对7～28 d养生期间基层进行适当保护,能够满足水泥稳定碎石的基本性能要求.     

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。     

风积沙掺量对水泥稳定级配碎石力学性能与耐久性的影响

为了探讨风积沙替代细集料用于水泥稳定级配碎石基层的可行性,基于室内力学性能试验、干温缩变形试验、动水冲刷试验、间接拉伸疲劳试验和试验段跟踪检测,验证了不同风积沙掺量下水泥稳定级配碎石基层的力学强度、变形特性和耐久性能.结果表明,掺加风积沙对水泥稳定级配碎石混合料力学性能(无侧限抗压强度、劈裂强度、弯拉强度、单轴压缩模量)、变形特性(温缩变形、干缩变形)、水稳定性和耐久性有显著劣化影响,风积沙掺量越大,其对水泥稳定级配碎石混合料性能的劣化影响程度越严重,综合考虑水泥稳定级配碎石混合料的温缩性能、干缩性能和抗冲刷性能及疲劳耐久性,推荐最大风积沙掺量为6％.工程实践表明,将6％风积沙等质量替代细集料应用于水泥稳定级配碎石基层是可行的.研究成果对修筑风积沙水泥稳定级配碎石基层有一定参考价值和指导意义.     

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％.     

玄武岩纤维掺量对混凝土力学性能的影响

研究了掺入0．05％～0．35％的玄武岩纤维对混凝土的抗压强度,劈裂抗拉强度以及弯曲性能的影响,并采用扫描电镜对纤维在混凝土中的微观作用机理进行了分析。结果表明,当纤维的掺量在0．3％以内时,混凝土3 d、7 d、28 d的抗压、抗拉强度都有不同程度的提高,当掺量超过0．3％时,混凝土28 d的抗压、抗拉强度开始下降,且掺量越大,强度下降的也越多;弯曲试验结果表明,掺入0．05％～0．25％的玄武岩纤维后,混凝土的抗折强度平均提高7．96％,掺量为0．2％时,抗折强度提高17．0％,且掺入玄武岩纤维后,混凝土的应力-应变曲线有了明显的屈服点,混凝土的极限拉伸值增大,弹性模量降低,刚度减小,延性与柔性增加,混凝土的抗裂性增加,使用寿命延长。     

振动搅拌对掺铁尾矿砂水泥稳定碎石混合料的影响研究

为综合分析铁尾矿砂水泥稳定碎石混合料路用性能的影响因素,本文对不同铁尾矿砂掺量(矿料质量的0%、5%、10%、15%、20%、25%)及不同成型方式(传统连续搅拌、振动搅拌)的水泥稳定碎石混合料的物理力学性能、耐久性及微观结构进行试验研究。研究结果表明,铁尾矿砂的加入能够提高水泥稳定碎石混合料的无侧限抗压强度、间接拉伸强度、水稳定性、抗冻性。当铁尾矿砂用量为10%时,水泥稳定碎石混合料的强度、水稳定性、抗冻性达到最大值;当铁尾矿砂掺量为5%时,水泥稳定碎石混合料的疲劳寿命最长。振动搅拌制备试样较连续搅拌有更高的强度、水稳定性、抗冻性及耐疲劳性能;振动搅拌制备的铁尾矿水泥稳定碎石混合料内部水泥水化程度更高,水化产物分布更均匀,能够降低混合料因应力集中而破坏的风险。     

玄武岩纤维对高强灌浆料耐高温性能的影响

本文研究了不同掺量、不同长度短切玄武岩纤维对高强灌浆料耐高温性能的影响,主要对玄武岩纤维对高强灌浆料在不同受火温度及300℃热震处理后的强度损失、体积变化和质量变化等的影响进行了评价。结果表明:玄武岩纤维能够提高灌浆料不同温度受火处理后的强度比,特别是抗折强度比,并且能够减小受火后灌浆料的收缩和质量损失。在300℃热震处理的条件下,玄武岩纤维能够提高灌浆料的抗压强度比,并且大幅度减少因热震造成的膨胀。     

玄武岩纤维混凝土耐高温性能分析

对不同玄武岩纤维体积率混凝土进行室内高温试验,总结与分析了温度和纤维体积率对混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和静弹性模量的影响规律。研究结果表明:玄武岩混凝土的抗压强度、抗拉强度和弹性模量均在200℃高温出现拐点,200℃高温后玄武岩纤维混凝土的力学性能均出现不同程度的降低;混凝土的力学性能随玄武岩纤维体积率的增大而呈现出先增大后减小的趋势,最优的玄武岩纤维体积率为0.15%;玄武岩再生混凝土的力学性能随再生骨料取代率的增大而减弱,再生骨料取代率不宜大于30%。     

不同强度废旧混凝土水泥稳定再生材料路用性能研究

为了研究废旧混凝土强度与再生集料性能及水泥稳定再生基层材料的力学及耐久性能之间的影响规律,采用钻芯法对废旧桥梁T梁、立柱、废旧路面混凝土不同结构部位取样进行抗压强度试验,得出废旧混凝土的强度推定值,分别为25.8 MPa、37.4 MPa、58.1 MPa。对3种不同强度废旧混凝土再生集料的性能进行对比,并分析了不同强度废旧混凝土对再生集料性能及水泥稳定再生材料力学和耐久性能的影响。结果表明:废旧混凝土强度增加,再生集料的压碎值、针片状含量、吸水率减小,塑限指数及相对表观密度增大;废旧T梁、立柱、路面混凝土水泥稳定再生材料最佳含水率及最大干密度分别近似的呈线性减小和增大的趋势;同时,无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冲刷性能均表现增大的变化规律,但干缩性能减弱。废旧混凝土强度增加能有效提高水泥稳定再生材料的路用性能。     

玄武岩纤维及聚丙烯纤维对水泥砂浆性能影响的对比分析

以聚丙烯纤维为对比,研究了不同掺量的玄武岩纤维对水泥砂浆抗压、抗折、抗弯性能的影响,并采用扫描电子显微镜观察纤维在砂浆中的分布状态.结果表明:在最佳掺量下,玄武岩纤维水泥砂浆的各种力学性能优于聚丙烯纤维水泥砂浆并与砂浆具有更好的结合形态,可以取代聚丙烯纤维作为水泥基材料增强体,玄武岩纤维对水泥浆体早期具有显著的增强作用,但降低了水泥砂浆的28d强度;玄武岩纤维对砂浆的抗弯破坏荷载改善不显著,但明显增大了相同荷载下试件的挠度.     

玄武岩纤维掺量对页岩轻骨料混凝土强度性能影响的研究

<中作者单位六>=研究了不同玄武岩纤维体积掺量对页岩轻骨料混凝土各项强度的影响.试验结果表明,玄武岩纤维的掺入会在一定程度上提高轻骨料混凝土的抗压、抗折强度和弹性模量;纤维掺量0.2%时,抗压与抗折强度达到最大值,分别提高11.49%、20%;轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度随着纤维掺量的增加而增加,在纤维掺量0.3%时,劈裂抗拉强度达到最大值,强度提高54.59%;玄武岩纤维掺入页岩轻骨料混凝土中不仅对各相强度有一定提高,且一定程度上改善了轻骨料混凝土的脆性缺陷,起到增强增韧作用.     

盐水与冻融耦合作用对玄武岩纤维水泥土性能影响研究

冻融循环作用与外界环境的侵蚀是影响水泥土强度的主要因素,探索如何提高水泥土在寒冷地区盐水侵蚀环境下的强度及其发展规律是一个重要的课题。通过盐冻试验和无侧限抗压强度试验,研究了玄武岩纤维水泥土在不同溶液(3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液、3.5%Na₂SO₄溶液、3.5%(NaCl+Na₂SO₄)混合溶液、清水)与冻融循环作用耦合下的力学性质与表观特征,探讨了养护温度、侵蚀溶液类型、冻融循环次数等变量对水泥土性能的影响。在此基础上,采用Logistic生长模型,对不同环境下水泥土试块的强度进行回归分析。研究结果表明:低温养护环境会抑制水泥土强度的发展;随着冻融次数的增加,试块出现了不同程度的质量损失、表面破坏,以及无侧限抗压强度降低的现象;在相同冻融次数下,玄武岩纤维水泥土的破坏程度由强到弱依次为硫酸盐冻＞混合盐冻＞氯盐冻＞水冻;而掺入玄武岩纤维可使水泥土经历更多次的冻融循环,有效降低强度损失率,提高水泥土的抗冻性;通过回归分析,得到不同试验组的强度衰减模型和预期强度。