聚丙烯纤维水泥基复合材料物理力学性能研究(Ⅰ)--抗塑性干缩开裂性能

研究了采用不同工艺制作的3种不同几何形态的聚丙烯纤维在不同掺量情况下对水泥基材料抗塑性干缩开裂性能的影响.结果表明:(1)聚丙烯纤维几何形态对抗塑性干缩开裂性能有明显影响,拉丝PP纤维效果最好,膜裂ⅡPP纤维次之,膜裂ⅠPP纤维最差;(2)聚丙烯纤维掺量对抗塑性干缩开裂性能也有较大影响.随纤维掺量增大,抗塑性干缩开裂性能随之增强,在一定实验条件下,当拉丝PP纤维掺量(体积分数)≥0.10%时,可使水泥砂浆免于塑性干缩开裂.另外,对纤维阻止塑性干缩开裂的机理也进行了分析和讨论     

聚丙烯纤维对水泥基材料性能的影响

本文采用不同工艺制作的三种不同几何形态的聚丙烯纤维,在不同掺量情况下对水泥基材料抗塑性干缩开裂性能、力学性能和耐久性的影响进行了研究.结果表明:1.聚丙烯纤维几何形态、掺量对抗塑性干缩开裂性能有明显影响,在本实验条件下,拉丝PP纤维在Vf≥0.10%时,可使水泥砂浆免于塑料干缩开裂;2.聚丙烯纤维可使混凝土抗弯韧性指数明显提高,同时对混凝土力学性能基本上无不良影响;3.聚丙烯纤维对水泥基材料的抗渗性、抗冻性有一定程度的改善作用.本文探讨了聚丙烯纤维对水泥基材料性能作用机理.     

聚丙烯纤维几何形态对水泥砂浆塑性干缩开裂性能的影响

本文要用三种不同几何形态的聚丙烯纤维,研究了在不同体积分数情况下纤维对水泥砂浆塑性干缩开裂性能的影响。结果表明,除聚丙烯纤维体积分数外,纤维直径、纤维断面几何形态对水泥砂浆塑性干缩开裂性能有明显影响。纤维直径减小、纤维水泥砂浆抗塑性干缩开裂能力增大;断面为三叶形聚丙烯纤维抗塑性干缩开裂能力优于圆形、矩形断面聚丙烯纤维。     

聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗裂性能研究

为了研究聚丙烯纤维水泥稳定碎石的抗裂性能,对聚丙烯纤维水泥稳定碎石和普通水泥稳定碎石梁式试件进行了干缩试验、温缩试验和抗弯拉试验,采用干缩能抗裂系数和温缩能抗裂系数作为抗裂性的评价指标,对材料的抗裂性能随养护龄期、纤维掺量以及水泥掺量变化的规律进行了分析.结果表明,聚丙烯纤维的掺入可显著地增强水泥稳定碎石的抗干缩开裂性能和抗温缩开裂性能;随养护龄期的增长,聚丙烯纤维水泥稳定碎石的抗干缩开裂性能逐渐增强,而抗温缩开裂性能有略微的减小;在纤维体积分数小于0.1%的范围内,随着纤维体积分数的增加,水泥稳定碎石的抗干缩、抗温缩开裂性能均逐渐增强;随水泥掺量的增加,聚丙烯纤维水泥稳定碎石的抗干缩、抗温缩开裂性能均有逐渐减小的趋势.     

聚丙烯纤维参数对水泥砂浆抗干缩开裂性的影响

利用圆环法测试研究了聚丙烯纤维掺量、长度、几何形状等参数对水泥砂浆在硬化阶段抗干缩开裂性能的影响．实验结果表明：三叶形聚丙烯单丝纤维的掺加能明显改善水泥砂浆在硬化阶段的抗干缩开裂性能，且其掺加的量越多，水泥砂浆的抗干缩开裂性越好；聚丙烯纤维横截面形状不同，其对水泥砂浆抗干缩开裂性的作用效果也不同，其中横截面为三叶形的聚丙烯单丝纤维对水泥砂浆抗干缩开裂性的作用效果较好；掺入的三叶形聚丙烯单丝纤维长度越长，水泥砂浆的抗干缩开裂性越好；三叶形聚丙烯单丝纤维经表面处理后，其对水泥砂浆抗干缩开裂性的影响有所增大．     

聚丙烯纤维水泥基复合材料物理力学性能研究(Ⅱ)——力学性能

研究了采用不同工艺制作的３种几何形态的聚丙烯纤维在不同掺量情况下对水泥基材料学性能的影响,结果表明：⑴当掺量ψｆ≤１．０％时,拉丝ＰＰ纤维和膜裂ⅠＰＰ纤维虽然不能提高混凝土的强度,但却能大幅度提高混凝土的抗弯韧性;⑵低掺量（ψｆ＝０．０５％）时,膜裂ⅡＰＰ纤维对混凝土的力学性能无不良影响,并可使砂浆抗冲强度、混凝土抗弯韧性指数明显提高。另外,还分析了聚丙烯纤维对混凝土力学性能的作用机理。     

外保温抗裂砂浆性能试验研究

采用单因素分析试验的方法,研究了粉煤灰、聚丙烯纤维和复合外加剂不同掺量对抗裂砂浆性能的影响。试验结果表明,随着粉煤灰、聚丙烯纤维掺量增加,抗裂砂浆的抗裂性明显改善,但粉煤灰的掺量过高或过低将使抗裂砂浆的抗压强度降低;复合外加剂的掺量过高或过低均会导致砂浆的干缩率、开裂指数增大。综合分析,抗裂砂浆最佳配合比为粉煤灰掺量40%,聚丙烯纤维掺量0.5%,复合外加剂掺量0.8%,水灰比0.7,灰砂比1∶3.5。     

聚丙烯纤维混凝土的阻裂研究及工程应用

结合实际工程,通过对比试验,研究了不同聚丙烯纤维掺量对混凝土早期抗裂性的影响,并确定聚丙烯纤维最佳掺量,实例表明:聚丙烯纤维混凝土可以显著减少塑性裂缝和早期干缩裂缝,提高其抗裂能力。     

纤维和膨胀剂对砂浆收缩开裂的影响

研究了聚丙烯纤维和膨胀剂对双掺硅灰粉煤灰砂浆强度和收缩开裂的影响,结果表明,聚丙烯纤维和膨胀剂复合的砂浆折压比有较大辐度增加;聚丙烯纤维的掺加,可以减少砂浆裂缝的数量并细化裂缝,干缩值下降;同时掺加纤维和膨胀剂在减小砂浆开裂和收缩两个方面均优于单掺纤维,随着纤维掺量的增加,砂浆抗裂性能进一步提高。     

纤维参数对水泥砂浆塑性收缩开裂性能的影响

研究了纤维品种，纤维掺量，纤维直径，纤维长度及纤维几何形状对水泥砂浆塑性收缩开裂性能的影响。结果表明：纤维品种不同，水泥砂浆抗塑性开裂性能不同；纤维掺量增大，水泥砂浆抗塑性开裂能力也将增大；纤维直径越小，纤维长度越大，水泥砂浆抗塑性开裂能力越大；纤维的几何形状不同，水泥砂浆抗塑性开裂能力有很大差异。     

聚丙烯纤维砂浆抗裂性能的定量图像分析

结合数字图像分析技术,提出了评价纤维砂浆抗裂性能的方法。自行设计一套模具,研究了聚丙烯纤维长度和掺量对砂浆抗裂性能的影响,并分析了纤维砂浆的抗裂机理。研究结果表明:聚丙烯纤维能显著降低水泥砂浆的早期塑性开裂,且随着纤维掺量和长度的增加,其抗裂性能增强。这一研究方法实现了纤维抗裂性能的定量表征,为聚丙烯纤维在砂浆及混凝土中的应用提供了参考。     

巴基斯坦粉细砂在抗裂抹灰砂浆中的应用研究

通过试验探究粉细砂作为集料制备抗裂抹灰砂浆的可行性,研究胶砂比、纤维素醚、可再分散乳胶粉、聚丙烯纤维及其掺量对抗裂抹灰砂浆力学性能、保水性、抗裂性、粘结性以及干缩性能的影响。结果表明：直接利用该粉细砂制备的普通抹灰砂浆,收缩大、韧性低、易开裂。掺入纤维素醚、可再分散性乳胶粉、聚丙烯纤维可以大幅度提高抗裂抹灰砂浆的保水性、粘结性、柔韧性和抗裂性,并且能降低其干燥收缩。当胶砂比为0.5,纤维素醚的掺量为0.15%,可再分散性乳胶粉的掺量为0.8%,聚丙烯纤维掺量为0.9 kg/m3时,制备出的抹灰砂浆具有较高的抗裂性能。     

掺纤维水泥稳定砂砾材料路用性能研究

聚丙烯纤维的掺入可以有效提高半刚性基层材料的抗裂性能,在合理纤维掺量范围内,无侧限抗压强度不会下降太多,并可以有效提高水泥稳定砂砾的抗裂性能,其劈裂强度和抗弯拉强度有一定程度的提高。随着纤维掺量的增加,抗压回弹模量随之减小。纤维掺量越大,水泥稳定砂砾干缩、温缩系数越小。无论是干缩抗裂系数,还是温缩抗裂系数,存在一个最佳纤维掺量范围(0.02%～0.04%),通过研究确定最佳的纤维掺量为0.04%。     

掺加PP纤维及膨胀剂提高水泥砂浆抗裂性能的研究

研究了聚丙烯纤维掺量、纤维长度及膨胀剂等对水泥砂浆塑性收缩开裂性能的影响。结果表明:纤维掺量增大,水泥砂浆抗塑性开裂能力增大;纤维长度越长,水泥砂浆抗塑性开裂能力越大;膨胀剂在低纤维掺量(0.05%)时,其控制砂浆塑性裂缝的效果较高纤维掺量(0.15%)时好;聚丙烯纤维和膨胀剂在配比合适的条件下,其叠加效果更好。     

地下建筑群防渗抗裂纤维混凝土试验研究及工程应用

针对地下建筑群混凝土结构易发生开裂、渗透的现象,研究了纤维尺寸对纤维混凝土性能的影响.试验结果表明:采用增加胶材和砂率等方式可降低纤维对混凝土工作性能和抗压强度的影响；聚丙烯纤维能明显提高抗开裂性能,同掺量时纤维越短根数越多抗裂塑性开裂效果越明显;综合考虑纤维混凝土施工及抗裂性能,在粗骨料粒径为5 mm～25 mm的混凝土体系中,长度为15 mm的聚丙烯纤维具有良好的防渗抗裂效果.     

聚丙烯纤维和膨胀剂对水泥砂浆塑性收缩开裂性能的影响

研究了聚丙烯纤维掺量、纤维长度及膨胀剂等对水泥砂浆塑性收缩开裂性能的影响。结果表明：纤维掺量增大，水泥砂浆抗塑性开裂能力增大：纤维长度越长，水泥砂浆抗塑性开裂能力越大；膨胀剂在低纤维掺量（0．05％）时，其控制砂浆塑性裂缝的效果较高纤维掺量（0．15％）好；聚丙烯纤维和膨胀剂在合适的条件下，其叠加效果更好。     

纤维特征对混凝土抗塑性开裂性能影响的研究

通过试验,比较了不同纤维种类、不同纤维几何形态及不同纤维表面特征对混凝土塑性抗裂性能的影响。结果表明未经过接枝表面处理的聚丙烯纤维对混凝土抗裂性的改善程度不如不锈钢钢纤维;经过特定表面接枝处理的聚丙烯纤维对混凝土抗裂性能的改善程度优于不锈钢钢纤维;同样经过表面接枝处理的聚丙烯纤维,网状形态的塑性阻裂效果优于单丝。     

掺聚丙烯纤维的水泥稳定碎石材料抗裂性能研究

针对沥青路面结构中水泥稳定碎石基层材料的开裂问题,提出在水泥稳定碎石材料中掺加聚丙烯纤维来改善其物理力学性能,特别是抗裂性能。通过室内试验研究了材料的劈裂强度、弯拉强度及温缩干缩性能;利用ABAQUS有限元软件对采用掺聚丙烯纤维的水泥稳定碎石材料的路面结构进行了应力计算分析;最终通过试验路的摊铺与观测验证了掺聚丙烯纤维的水泥稳定碎石的抗裂性能,具有一定的理论意义和工程价值。     

城际铁路桥面混凝土防水保护层的性能研究

选用聚丙烯腈纤维(PAN)、聚丙烯纤维网(PPW)、聚丙烯纤维(PP)以及聚乙烯醇纤维(PVA),研究纤维种类及掺量对混凝土工作性能及抗塑性开裂性能的影响.结果表明:PP掺量0.15％或PVA掺量0.1％时,均对混凝土的塑性开裂有良好的抑制作用,同时对其工作性能影响较小,更适用于C40细石纤维混凝土桥面防水保护层.     

“刚性防水和混凝土结构自防水”系列报道之十一 城际铁路桥面混凝土防水保护层的性能研究

选用聚丙烯腈纤维(PAN)、聚丙烯纤维网(PPW)、聚丙烯纤维(PP)以及聚乙烯醇纤维(PVA),研究纤维种类及掺量对混凝土工作性能及抗塑性开裂性能的影响。结果表明:PP掺量0.15%或PVA掺量0.1%时,均对混凝土的塑性开裂有良好的抑制作用,同时对其工作性能影响较小,更适用于C40细石纤维混凝土桥面防水保护层。