纤维素纤维增强高韧性水泥基复合材料的拉伸力学性能

研究了3种纤维掺量UF纤维素纤维增强水泥基复合材料(UF-ECC)的单轴拉伸性能及纤维掺量对ECC力学性能的影响规律,探讨了裂缝扩展宽度与轴拉应力的关系,分析了ECC的拉伸断裂能与特征长度.结果表明:当纤维体积掺量由0.3%提高到0.6%时,UF-ECC的最大拉应变提高183%,断裂能提高419%,特征长度提高281%.ECC复合材料的最大拉应变是聚丙烯纤维混凝土的8~20倍.UF纤维素纤维具有良好的阻裂增韧效用,显著提高了ECC的变形能力,ECC在单轴拉伸荷载下能实现应变硬化和多重裂纹初裂.     

高韧性纤维增强水泥基复合材料的单轴拉伸力学性能

试验研究了3种纤维掺量聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)的单轴拉伸力学性能及纤维掺量对ECC力学性能的影响规律,探讨了裂缝扩展宽度与轴拉应力的关系,分析了ECC拉伸断裂能与特征长度.结果表明:当纤维掺量由0.308%提高到0.462%时,PVA-ECC的断裂能提高128%,特征长度提高146%,最大拉应变提高128%.PVA-ECC的断裂能和最大拉应变比聚丙烯纤维混凝土分别提高209%和3 614%.表明PVA纤维具有良好的阻裂增韧效用,显著提高了ECC的抗裂性能和变形能力,ECC在单轴拉伸荷载下能实现应变硬化和多重裂纹开裂.     

剑麻-耐碱玻璃纤维混凝土基本强度研究

为研究剑麻-耐碱玻璃纤维混凝土基本强度,设计了30组不同纤维掺量的混凝土试件,测试并分析其抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度。试验结果表明:剑麻纤维和耐碱玻璃纤维单掺和双掺均能大幅提高普通混凝土基本强度,试验中纤维体积掺量为1.5 kg/m³时,单掺剑麻纤维,混凝土基本强度提升5.65%~15.74%;单掺耐碱玻璃纤维,混凝土基本强度提升3.03%~9.14%;混掺剑麻纤维和耐碱玻璃纤维,混凝土基本强度提升8.33%~21.31%,且试件强度提升效果表现出劈裂抗拉强度>抗压强度>抗折强度。研究成果对剑麻-耐碱玻璃纤维混凝土的制备以及植物纤维在混凝土中的应用提供了参考。     

超韧性水泥基复合材料圆管横向压缩吸能特性

以公路护栏吸能特性为背景,对超韧性水泥基复合材料制成的圆管试件进行抗压吸能试验,研究不同配合比下各试件的抗压强度和荷载与变形能力的关系,研究纤维掺量对试件抗压强度的影响以及变形破坏和吸能特性,选出最适合的纤维掺量与配合比。试验结果表明：合理的配合比和纤维掺量使超韧性水泥基复合材料制成的圆管具有较高的抗压强度和良好的吸能能力。     

混杂纤维高韧性水泥基复合材料抗压性能研究

为改善传统单掺有机纤维水泥基材料的抗压性能,采用钢纤维+聚乙烯纤维混杂方式制备了一种高韧性水泥基复合材料,在聚乙烯(PE)纤维体积掺量固定为1%的情况下,考虑钢纤维体积掺量分别为0、0.3%、0.6%、0.9%4种工况下该水泥基复合材料的抗压试验,分析了钢纤维掺量、长度、直径对其抗压性能的影响。结果表明,采用钢纤维与PE纤维混杂方式可显著提高水泥基复合材料的抗压性能,在采用较长钢纤维的情况下,较低的体积掺量可以有效提升试件的抗压强度,直径越小的钢纤维试件抗压性能越好。对比发现,钢纤维直径0.12mm、长度13mm、体积掺量为0.6%时混杂效应较好,其峰值压应力较未掺钢纤维的试件提升33.8%,极限压缩应变提升24.3%。     

粉煤灰掺量及纤维体积率对ECC基本力学性能及断裂性能的影响

为研究粉煤灰掺量及纤维体积分数对ECC基本力学性能及断裂性能的影响，对不同粉煤灰掺入量和纤维体积分数的ECC进行了抗压强度和拉伸性能试验，并基于DIC进行了抗折和断裂性能试验。结果表明：大量粉煤灰的掺入提高了ECC的断裂韧性，但其各项强度及断裂能均有所下降；当掺入的纤维体积分数在1%～2%时，可以有效提高ECC的强度和断裂性能，增加拉伸应变的同时保证试件的完整性。当水泥与粉煤灰比例为1.2,纤维体积分数为2%时，在使ECC保持较高强度的同时还可以较大幅度改善一般混凝土所具有的“脆性”,使其具备较好的抗变形能力。     

水泥基复合材料单轴受力特性研究

通过圆柱体聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料（PVA—FRCC）试件单轴受压试验,对其力学性能进行系统研究．分析其破坏形态、峰值应力、极限应变、弹性模量、泊松比、应力一应变曲线．通过试验发现聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料与普通混凝土相比,具备极限应变大、延性好、峰值应力、变形能力及韧性明显增加、弹性模量、泊松比基本不变等优点．通过改变聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料中水、水泥、砂、纤维的配比进而讨论纤维掺量、水胶比、砂胶比对其力学参数的影响．     

剑麻-耐碱玻璃纤维混凝土基本强度研究

为研究剑麻-耐碱玻璃纤维混凝土基本强度,设计了30组不同纤维掺量的混凝土试件,测试并分析其抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度.试验结果表明:剑麻纤维和耐碱玻璃纤维单掺和双掺均能大幅提高普通混凝土基本强度,试验中纤维体积掺量为1.5 kg/m3时,单掺剑麻纤维,混凝土基本强度提升5.65％～15.74％;单掺耐碱玻璃纤维,...     

单掺与混掺纤维增强自密实轻骨料混凝土力学性能试验研究

为了研究纤维对自密实轻骨料混凝土力学性能的影响,将不同种类(耐碱玻璃纤维、剑麻纤维和1∶1耐碱玻璃-剑麻混杂纤维)及掺量的纤维加入自密实轻骨料混凝土中,并测定其7 d、28 d抗压强度与劈裂抗拉强度.试验结果表明:随着纤维掺量的增加,3种纤维对自密实轻骨料混凝土抗压强度的作用效果无明显提高;劈裂抗拉强度呈先增大后减小的规律,且最大提升40.2%,混杂纤维、耐碱玻璃纤维、剑麻纤维最优掺量分别为1 kg/m~3、1 kg/m~3、2 kg/m~3;相同掺量下,耐碱玻璃纤维、剑麻纤维、混杂纤维试块的抗劈裂性能较对照组都有提高,掺耐碱-剑麻混杂纤维协同效果对自密实轻骨料混凝土劈裂抗拉性能指标提高作用最佳,其次是耐碱玻璃纤维,提高幅度最小为剑麻纤维.     

多尺度纤维复合增强水泥基材料的力学性能

为改善水泥基材料抗拉强度低、韧性差以及易开裂等性能缺陷,采用微米级碳酸钙晶须和厘米级短切耐碱玻璃纤维复合增强高性能水泥基材料,并对不同纤维增强水泥基材料的基本力学性能进行研究.结果表明:微观碳酸钙晶须和宏观耐碱玻璃纤维均有利于水泥基材料力学性能的提高,且提高程度与纤维(或晶须)掺量及长度相关;采用碳酸钙晶须和耐碱玻璃纤...     

Damage action of alkali-resistant glass fiber in cement-based material

The compressive strength and flexural strength with the same strength class cement mortar of the alkali-resistant glass fiber cement mortar were tested in standard and hot-water curing condition, and the damage mechanism of alkali-resistant glass fiber was studied. The interaction mechanisms of the chemical erosion and physical injury in different curing conditions were studied in order to summarize the damage mechanism of alkali-resistant glass fiber in cement-based materials, and chloride diffusivity coefficient and porosity of cement mortar were tested in the different curing conditions. The experimental results are that the strength of cement based materials and fiber cement slurry interface zone were closely related, and heat curing could accelerate the hydration of cement, but inevitably enlarge the defect.     

纤维增强泡沫混凝土的力学强度及吸水性能

以普通硅酸盐水泥和动物蛋白发泡剂为基材,制备了泡沫混凝土,研究了：试样强度随水灰比、干密度、纤维长度、纤维类型的变化规律;单轴受压下应力应变全曲线;试样微观泡孔分布以及吸水性能的变化。结果表明,素泡沫混凝土和纤维增强泡沫混凝土的抗压强度均随孔隙率增加呈指数减小,水灰比对抗压强度的影响随纤维添加量、孔隙率的不同而不同。短丝纤维对强度的提升优于长丝纤维,网状纤维对强度的改善优于丝状纤维;纤维泡沫混凝土应力应变全曲线包括上升、下降和峰后三段,与素泡沫混凝土相比,其峰值应力对应的峰值应变减小,而弹性模量和残余应力均大幅增加;大直径泡孔占比随纤维添加量增加而降低,添加纤维提升了试样的吸水性能。     

碳纤维增强聚合物混凝土抗冲击性能试验研究

为了更好地研究纤维混凝土的力学性能,通过在聚合物混凝土中加入碳纤维进行改性来研究不同掺量碳纤维增强聚合物混凝土的抗冲击性能。采用分离式霍普金森压杆试验系统开展冲击压缩试验,从应力—应变曲线、强度和变形特性、冲击韧性等方面探究碳纤维掺量对聚合物混凝土抗冲击性能的影响。结果表明：随着碳纤维掺量的增加,聚合物混凝土的抗冲击性能先增强后减弱;当碳纤维掺量为0.2%时,混凝土的动态抗压强度最大,承受高应变率压缩荷载的变形能力最强,即碳纤维的最佳掺量为0.2%。     

采用CFRP增强的GFRP管混凝土短柱轴压性能试验研究

通过碳纤维增强复合材料(CFRP)布对玻璃纤维增强复合材料(GFRP)管约束混凝土短柱进行不同方式的加强,制作了12个两两相同的G FRP管约束混凝土短柱试件,研究不同增强模式下GFRP管约束混凝土短柱在单调轴压及重复轴压下的力学性能.分析了试件的破坏模式、承载能力、变形能力、增强效果、应力应变曲线、塑性残余应变与卸载...     

Uniaxial compressive properties of ultra high toughness cementitious composite

Uniaxial compression tests were conducted to characterize the main compressive performance of ultra high toughness cementitious composite (UHTCC) in terms of strength and toughness and to obtain its stress-strain relationships. The compressive strength investigated ranges from 30 MPa to 60 MPa. Complete stress-strain curves were directly obtained, and the strength indexes, including uniaxial compressive strength, compressive strain at peak stress, elastic modulus and Poisson’s ratio, were calculated. The comparisons between UHTCC and matrix were also carried out to understand the fiber effect on the compressive strength indexes. Three dimensionless toughness indexes were calculated, which either represent its relative improvement in energy absorption capacity because of fiber addition or provide an indication of its behavior relative to a rigid-plastic material. Moreover, two new toughness indexes, which were named as post-crack deformation energy and equivalent compressive strength, were proposed and calculated with the aim at linking up the compressive toughness of UHTCC with the existing design concept of concrete. The failure mode was also given. The study production provides material characteristics for the practical engineering application of UHTCC.     

玻璃纤维混凝土部分力学指标的选取和计算方法

玻璃纤维混凝土是一种新型材料,对其力学指标的选取还没有统一的规定。对不同纤维含量的玻璃纤维混凝土试件和试验梁进行抗压、抗拉、抗弯承载力等试验,研究了玻璃纤维混凝土抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比、设计弯拉强度等力学指标的选取和计算方法,为玻璃纤维混凝土的理论研究和推广应用奠定基础。     

再生混凝土粘结性能试验研究

为进一步在实际工程中推广应用再生混凝土,通过再生混凝土拔出试验,研究再生粗骨料、细骨料取代率,水灰比及锚固条件对再生混凝土抗压强度、粘结性能的影响.结果表明:再生混凝土的粘结强度随再生粗骨料取代率增加而增加,在粗骨料取代率约为60%时取得最大值,随后降低;再生混凝土的粘结强度随再生细骨料取代率增加而降低;再生混凝土的粘结强度优于普通混凝土;过多掺入再生粗、细骨料会降低再生混凝土抗压强度;降低水灰比可提高再生混凝土抗压强度及粘结强度,水灰比变化对再生混凝土抗压强度的影响较普通混凝土小;适当增加保护层厚度(≤3 d)及锚固长度可以提高再生混凝土粘结强度.     

PVA纤维及尾矿砂掺量对GTCC自愈合性能影响

针对最新开发的绿色韧性水泥基材料的自愈合性能,参考国内外水泥基复合材料的自愈合理论与试验研究,采用强度恢复法对经过预制裂纹处理、自愈合养护至不同龄期的试件进行抗压强度试验并计算其强度恢复率.分析不同纤维体积掺量及尾矿砂替代天然砂比率对该水泥基复合材料自愈合性能的影响规律.结果表明,利用尾矿砂部分替代细骨料可以提高GTCC的自愈合性能.在不影响GTCC抗压强度的前提下,合理使用PVA纤维可以提高材料的自愈合能力.