短切玄武岩纤维混凝土基本力学性能的尺寸效应

为了研究短切玄武岩纤维混凝土试件尺寸变化对其基本力学性能的影响,对不同纤维长度（15,25 mm）、纤维体积掺量（0.1%,0.2%）、基体混凝土强度等级（C30,C40）的330个短切玄武岩纤维混凝土（BFRC）试件分别进行了立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、弯曲抗拉强度试验并对试验数据处理,以尺寸效应度反映尺寸效应规律。研究结果表明:玄武岩纤维混凝土立方体抗压强度试件的尺寸换算系数受混凝土的强度等级、纤维长度、纤维体积掺量的影响较小;轴心抗压强度的尺寸效应随混凝土强度等级、纤维长度、纤维体积掺量的增大均有所提高;劈裂抗拉强度随混凝土强度等级变化,其尺寸效应不明显,但随纤维长度的减小及纤维体积掺量的增加,尺寸效应有增大趋势;混凝土强度等级和纤维长度的改变对混凝土弯曲抗拉强度的尺寸效应影响不大,但随纤维体积掺量的增加,尺寸换算系数先减小后变大。     

再生高强混凝土基本力学性能研究

为研究再生粗骨料取代率与玄武岩纤维对再生高强混凝土的抗压强度、抗折强度、劈裂强度与弹性模量的影响,对再生高强混凝土78个试件进行试验。试验结果表明,相同强度等级下,随再生粗骨料取代率增加,混凝土坍落度、抗压强度和弹性模量存在下降趋势;随着玄武岩纤维含量的增大,混凝土抗折强度与劈裂强度呈现先增加后下降的趋势,但对混凝土抗压强度影响较小。当再生粗骨料取代率取30%时,混凝土强度高且和易性好,为适宜的取代率。     

玄武岩纤维混凝土冲击劈拉特性研究

利用直径100 mm的SHPB试验系统,对不同纤维体积掺量的玄武岩纤维混凝土进行平台巴西圆盘试验,研究其在冲击荷载作用下的劈裂拉伸特性。试验结果表明:BFRC的静态劈拉强度和静态抗压强度随纤维体积掺量的增大呈先增大、后减小的变化趋势;随着冲击弹速的提高,BFRC的冲击劈拉强度及冲击劈拉韧度不断增大,表现出明显的冲击强化效应;掺入玄武岩纤维可以有效提高BFRC的冲击劈拉性能,使得同一弹速下BFRC的冲击劈拉强度和冲击劈拉韧度较素混凝土普遍增大;基于本文的试验条件及配合比,玄武岩纤维的相对最优体积掺量为0.2%。     

掺玄武岩纤维自密实混凝土强度及抗冻性能试验研究

通过试验研究了玄武岩纤维掺量对自密实混凝土工作性能、强度及抗冻性能的影响。结果表明,掺入玄武岩纤维后,自密实混凝土坍落度、坍落扩展度、J环坍落扩展度均下降,混凝土流动性降低,填充性能变差,通过钢筋间隙的能力逐渐减弱;随着玄武岩纤维掺量的增加,混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度均先提高后降低,当玄武岩纤维掺量为2 kg/m3时,混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度最高;掺加适量的玄武岩纤维有利于填充混凝土内部孔隙和裂缝,提高混凝土的抗冻性能,当玄武岩纤维掺量为2 kg/m3时,混凝土的抗冻性能最佳。     

仿钢及玄武岩纤维不同组合对再生混凝土基本力学性能影响

为了研究仿钢纤维和玄武岩纤维对再生混凝土基本力学性能的影响,通过改变纤维的不同组合,进行了混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度以及弹性模量试验。结果表明:纤维的掺入对抗压强度影响不大,能够明显提高再生混凝土的劈裂抗拉强度,同时拉压比也有所提高,使再生混凝土的脆性减小,韧性增大。其中玄武岩纤维掺量0.1%,仿钢纤维掺量均为0.3%时增强效果较为明显。     

掺橡胶颗粒的玄武岩纤维轻骨料混凝土力学性能研究

分别研究了不同掺量短切玄武岩纤维对轻骨料混凝土及橡胶颗粒代替部分细集料后的轻骨料混凝土的抗压、劈裂抗拉和抗折性能的影响。试验研究表明:玄武岩纤维能有效提高轻骨料混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度;当在轻骨料混凝土中掺入橡胶颗粒后,抗压强度随着纤维掺量的增加呈递减趋势,劈裂抗拉强度随着纤维掺量的增加不显著变化,抗折强度随着纤维掺量的增加呈现先降低后增加的变化趋势;掺入橡胶颗粒的轻骨料混凝土的三项力学指标数值均低于对应的不掺橡胶颗粒的轻骨料混凝土。     

隧道二衬结构纤维混凝土高温后基本性能

研究了不同种类纤维、不同温度和不同保温时间下,混凝土试件高温作用后的质量损失率、相对动弹性模量,进行了抗压强度和劈裂抗拉强度试验,测试其残余强度,讨论了温度、保温时间和纤维种类对其高温后基本物理力学性能的影响,并分析了有机纤维改善混凝土高温后性能的机理。研究表明,高温作用后,基准混凝土性能下降较快,且温度达到700~800℃时,发生爆裂;掺入两种有机纤维都能有效降低混凝土高温作用下的爆裂。掺入有机纤维可以减少高温作用下混凝土的水分蒸发量,降低混凝土的质量损失。高温作用下,混凝土试件的劈裂抗拉强度比抗压强度下降更快。随着保温时间的延长,混凝土的强度损失明显增大。不同纤维均可以降低混凝土高温作用下的强度损失,缓解高温作用下混凝土内应力可能引起的破坏,降低爆裂的可能性。     

基于2D随机骨料模型的C80混凝土参数分析

利用DIGIMAT和ABAQUS联合建立细观混凝土2D随机骨料模型,模拟了粗骨料的分布、形状、含量以及界面过渡区性能、孔隙率对C80高强度混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、弹性模量和劈裂抗拉强度的影响,并将模拟结果与各参数对低强度混凝土的影响进行比较。结果表明:粗骨料的分布模式对混凝土的基本力学性能几乎没有影响,不同分布形式下混凝土立方体抗压强度最大相对误差为4.18%; 不同形状的粗骨料对混凝土力学性能有着不同的影响,圆形和椭圆形状粗骨料的模拟结果与试验值更为接近; 不同骨料含量下混凝土立方体抗压强度呈现出先减小后增大的趋势,轴心抗压强度则是先减小后增加再减小,劈裂抗拉强度在粗骨料含量为33%时达到最大值4.61 MPa,之后便逐渐降低; 随着孔隙率的增加,混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度和弹性模量均逐渐减小,劈裂抗拉强度在孔隙率为1.5%时降低较多,孔隙率为2%时有所上升。     

风积砂玄武岩纤维混凝土力学性能试验研究

为研究风积砂玄武岩纤维混凝土的力学性能，通过对一批试块的力学性能试验，研究不同风积砂取代率对玄武岩纤维混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、抗压弹性模量等力学性能的影响规律；并利用核磁共振（NMR）和单晶X-射线衍射（XRD）研究玄武岩纤维风积砂混凝土的孔隙结构和水化反应，分析了风积砂对玄武岩纤维混凝土力学性能的作用机理。试验结果表明：风积砂的适量掺入对玄武岩纤维混凝土的抗压强度影响明显，弹性模量、劈裂抗拉强度均有提升；在各试块中，玄武岩纤维掺量为0.15%，风积砂取代率为20%时试块的力学性能最优；当取代率适当时，风积砂的填充效应及其提供的碱性环境能够促进水化反应，优化混凝土的孔隙率，从而提高混凝土的强度。     

短切玄武岩纤维轻骨料混凝土力学性能试验研究

研究了不同掺量短切玄武岩纤维对轻骨料混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度三种力学性能的影响。结果表明,掺入玄武岩纤维的轻骨料混凝土的7d抗压强度随纤维掺量的增加而增大,但对28d抗压强度没有显著影响,当纤维掺量超过0.15%时,28d抗压强度呈下降发展趋势;随玄武岩纤维掺量的增加,轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度及抗折强度均呈先增加后降低的发展趋势,当纤维掺量为0.15%时,上述两种强度指标均取得最大值;玄武岩纤维掺入轻骨料混凝土中能够改善其脆性,增加其韧性,改善轻骨料混凝土的受压破坏形态和抗折破坏形态。     

火灾持续时间对混凝土性能的影响研究

对0.4水胶比的基准混凝土、PVA纤维混凝土、钢纤维混凝土、PVA-钢纤维混凝土进行200、400、600、800℃高温处理,达到目标温度后分别恒温1、2、3、4、5 h来模拟火灾持续时间,然后对试件进行自然冷却,静置24 h后再进行试件的混凝土性能试验。结果表明:随着恒温时间的增加混凝土及纤维混凝土的质量损失率逐渐升高,动弹性模量和劈裂抗拉强度则呈现降低的趋势;恒温度为200℃和400℃,混凝土立方体抗压强度对短期恒温时间产生的微裂缝的敏感度不如动弹性模量和劈裂抗拉强度,故而呈现先上升后降低的趋势,在400℃之后由于温度较高产生的裂缝较大,使其立方体抗压强度一直呈现降低的趋势。     

不同石粉含量的机制砂混凝土高温后力学性能

以受火温度、石粉含量为变化参数,设计并制作了210个100 mm×100 mm×100 mm的机制砂混凝土立方体试件,对其进行高温后的物理力学性能试验,获取了试件的质量损失率以及抗压强度和劈裂抗拉强度,建立了机制砂混凝土高温后抗压强度和劈裂强度的劣化模型,同时结合X射线衍射和扫描电子显微镜等技术,揭示了高温后机制砂混凝土力学性能劣化的微观机理。基于最高受火温度和质量损失率,分别提出了高温后机制砂混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度评估计算式。结果表明:随着温度的升高,机制砂混凝土试件的表面颜色从灰色变成红褐色,最后呈白色,高温作用使试件表面出现了温度裂缝及剥落现象; 试件的质量损失率随着石粉含量的增加而增大; 混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度随着温度的升高显著减小; 随着石粉含量的增加,混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度先增大后减小,当石粉含量(质量分数)为10%时,混凝土强度达到最大值; 基于试验结果建立的高温后机制砂混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的劣化模型拟合度较好; 混凝土中掺入适量的石粉能促进体系中钙钒石和氢氧化钙等水化产物数量,当经受700 ℃高温后,水泥水化物脱水分解使混凝土内部裂缝和孔隙增多。     

玄武岩纤维和外加剂对混凝土力学和抗裂性能的影响

研究了玄武岩纤维（BF）、可再分散乳胶粉、羟乙基甲基纤维素醚（HEMC）、UEA膨胀剂和十二烷基硫酸钠（K12）对混凝土力学性能和抗裂性能的影响。结果表明：随着可再分散乳胶粉掺量的增加,混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度基本呈降低趋势,拉压比先减小后增大;随着BF掺量的增加,混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度先增大后减小,拉压比基本呈增大趋势,抗裂性能提升;复掺BF、可再分散乳胶粉、HEMC、UEA膨胀剂和K12时,混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度较复掺BF、可再分散乳胶粉、HEMC和UEA膨胀剂时有所降低,但拉压比增大,抗裂性能显著提升。     

膨胀剂对自密实混凝土力学性能影响

通过试验研究了膨胀剂掺量对自密实混凝土抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和静力弹性模量等力学性能的影响.结果表明:①随着膨胀剂掺量增加,自密实混凝土抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度先提高后降低,存在峰值,但是其静力弹性模量没有明显的变化规律;②与未掺膨胀剂自密实混凝土相比,掺膨胀剂自密实混凝土28 d的抗压强度、劈裂抗拉强度和静力弹性模量均有不同程度提高;⑧不管是否掺入膨胀剂,随着龄期增加,自密实混凝土抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和静力弹性模量变化规律基本一致.     

冻融循环作用后BFRC宏微观性能的灰熵法分析

通过玄武岩纤维混凝土(BFRC)的快速冻融试验和微观孔结构试验,研究了2种冻融介质(水和质量分数为3.5%NaCl溶液)条件下BFRC相对动弹性模量、冻融损伤度以及强度的变化规律,分析了孔结构参数(含气量、孔比表面积、气泡间距系数和气泡平均弦长)与BFRC抗压强度、抗折强度和冻融损伤度的关系,采用灰熵法探讨了BFRC孔结构参数对其抗压强度、抗折强度以及冻融损伤度的影响规律.结果表明:BFRC强度随其含气量、气泡间距系数、气泡平均弦长的增加而减小,而冻融损伤度随上述3个孔结构参数的增加而增加;BFRC强度随其孔比表面积的增加而增加,而冻融损伤度随孔比表面积的增加而减小;对BFRC抗压强度、抗折强度影响最大的因素均为孔比表面积;影响BFRC冻融损伤度的主要因素为气泡间距系数和气泡平均弦长,这2个因素随冻融循环次数、玄武岩纤维掺量的变化而变化.     

玄武岩纤维混凝土高温后力学性能试验研究

基于高温后强度和变形性能指标评价玄武岩纤维混凝土耐高温性能,分析了不同温度作用后玄武岩纤维掺量的混凝土试件外形特征、质量损失、抗折和抗压强度以及抗压峰值应变,对高温作用后玄武岩纤维混凝土力学性能变化规律进行了探究。试验表明:随温度的升高,玄武岩纤维混凝土抗压和抗折试件的质量逐渐减小;室温至400℃时,玄武岩纤维混凝土抗压强度有所提高而抗折强度迅速下降,抗压峰值应变变化不明显;400～800℃时,随温度的增加,抗压强度与抗折强度快速下降,而抗压峰值应变快速增加。     

高温后玄武岩纤维增强混凝土的冲击变形特性

采用φ100分离式霍普金森压杆系统,研究了不同温度作用后玄武岩纤维增强混凝土(BFRC)的冲击变形特性.结果表明:随着温度及加载速率的升高,BFRC的变形破碎程度增大,应力应变曲线表现出塑性特征;同一温度下,BFRC的峰值应变和均值应变随平均应变率的增大而增大,具有明显的应变率相关性;同一加载速率下,随着温度的升高,BFRC的峰值应变和均值应变呈上升趋势,峰值应变的应变率敏感性逐渐增强,但在200℃时,BFRC在较低加载速率作用下的均值应变较常温有所减小;掺入玄武岩纤维可以有效提升高温后BFRC的冲击变形能力,且纤维掺量(体积分数)为0.3％时,BFRC的变形优势最大,但当温度与加载速率较低时,BFRC的均值应变较素混凝土小.     

冻融循环后纤维陶粒混凝土力学性能试验研究

使用淤泥陶粒为粗骨料分别配制无纤维、塑钢纤维(HPPF)和聚丙烯腈纤维(PANF)陶粒混凝土,经冻融循环试验后,研究其表面破坏特征、质量、抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度与微观结构的变化。相关试验结果表明,掺入纤维能够有效抑制陶粒混凝土中裂缝的产生和发展,改善陶粒混凝土的抗冻性能。冻融损伤使陶粒混凝土表面的水泥浆层变脆剥落,但质量损失不明显;冻融循环后陶粒混凝土抗压强度下降,弹性模量变小,变形增大,劈裂抗拉强度变小。     

橡胶掺量对CBFRC的物理力学性能影响

将粒径为3.90,1.70,0.42,0.25mm的橡胶颗粒以质量比1∶1∶1∶2进行混合,然后以体积分数10%,20%,30%,40%,50%替代细骨料,掺入到短切玄武岩纤维体积分数为0.2%的混凝土中,并对这种混凝土的物理力学性能进行了研究.结果表明:随着橡胶颗粒掺量的增加,短切玄武岩纤维增强橡胶混凝土的各项强度指标均呈现下降趋势;相比橡胶混凝土,短切玄武岩纤维增强橡胶混凝土的劈裂抗拉强度和抗弯拉强度有不同程度的提高,并且其变形性能有很大的改善;而短切玄武岩纤维对橡胶混凝土的抗压强度和弹性模量影响不大.     

聚丙烯纤维对耐酸混凝土强度的影响

文中对比研究了耐酸混凝土与掺加聚丙烯纤维的耐酸混凝土在相同温度下的抗拉强度,抗压强度,以及在不同温度条件下的弹性模量性能。结果表明:掺入聚丙烯纤维能有效的提高耐酸混凝土的抗拉强度,但降低了其抗压强度与弹性模量。