聚丙烯纤维橡胶混凝土力学正交试验研究

为探究聚丙烯纤维橡胶混凝土的力学性能,通过正交试验方法对其进行力学测试,并与普通混凝土相比较,分析聚丙烯纤维掺量及长度、橡胶掺量对混凝土28 d抗压、劈裂抗拉和抗折强度的影响。结果表明：混凝土强度随橡胶掺量增加而显著降低,随聚丙烯纤维掺量增加而逐渐增大;纤维长度对强度影响较小,适当掺量的橡胶和聚丙烯纤维能够改善混凝土脆性,增强混凝土延性和韧性。综合分析,本试验较优配合比为橡胶掺量2%,聚丙烯纤维掺量0.8%,聚丙烯纤维长度18 mm。     

聚丙烯纤维对轻骨料混凝土基本力学性能影响试验研究

常用的页岩陶粒内部有多孔结构,易导致其机械强度较天然石子低,在轻骨料混凝土受力时更容易破坏,使轻骨料混凝土的基本力学性能降低。为增强轻骨料混凝土的基本力学性能,通过试验研究轻骨料混凝土的基本力学性能受聚丙烯纤维的掺量及其长度的影响规律。试验结果显示：聚丙烯纤维可有效改善轻骨料混凝土的抗压、抗拉性能。长度3 mm聚丙烯纤维,当掺量为0.3%～1.2%时,轻骨料混凝土的立方体抗压强度和劈裂抗拉性能分别上升4.4%～12.8%和4.5%～15.5%;对于纤维长度为6 mm、掺量为0.3%～0.9%时,立方体抗压强度和劈裂抗拉性能提升幅度则分别为11.5%～18.3%、14.3%～23.4%。6 mm聚丙烯纤维较3 mm能更有效提升轻骨料混凝土的抗压和抗拉性能,相对增幅分别达1.6%～10.4%和9.5%～10.6%。聚丙烯纤维的掺入整体上有利于轻骨料混凝土弹性模量的提升,但是效果和规律均不明显。     

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土受拉性能试验研究

为了探讨钢-聚丙烯混杂纤维对混凝土试件轴向拉伸力学性能的影响，以钢纤维体积掺量为1%、1.5%、2%，聚丙烯纤维体积掺量为0.1%、0.15%、0.2%，设计了9组钢纤维和聚丙烯纤维混杂试件，开展配筋钢-聚丙烯混杂纤维混凝土受拉性能试验。结果表明：钢-聚丙烯混杂纤维有利于提高混凝土抗拉强度，混杂纤维体积掺量是影响抗拉强度和峰值应变的重要因素，钢纤维体积掺量1.5%和聚丙烯纤维体积掺量0.15%混杂对混凝土受拉性能改善效果较好。     

基于正交设计混杂纤维混凝土拉压比试验研究

固定混凝土配合比参数:水胶比0.28,砂率40%,单方用水量135kg/m3,矿物掺合料掺量40%;借助L16(45)正交设计方法考察了钢纤维掺量(0.5%,1.0%,1.5%,2.0%,体积分数,下同)、聚丙烯纤维掺量(0.05%,0.1%,0.15%,0.2%)及长度(5mm,6.5mm,12mm,18mm)对混凝土3d和28d拉压比的影响,并对试验结果进行了直观分析和方差分析。结果表明:与基准混凝土相比,混杂纤维对混凝土3d和28d拉压比呈正混杂效应;当聚丙烯纤体积分数为0.05%、长度为6.5mm/18mm、钢纤维体积分数为1.5%时,混凝土3d拉压比的最大提升幅度分别为17.9%、14.1%、25.4%;当聚丙烯纤体积分数为0.1%、长度为12mm、钢纤维体积分数为2.0%时,混凝土28d拉压比的最大提升幅度分别为40.9%、27.3%、40.9%。     

剑麻纤维和玻璃粉对混凝土力学性能的影响

通过混凝土抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度试验,研究不同掺量的玻璃粉(5%、10%、15%、20%)替代水泥及复掺不同掺量的剑麻纤维(0、1.5 kg/m³、3.0 kg/m³、4.5 kg/m³)对混凝土力学性能的影响,分析得出最佳的玻璃粉和剑麻纤维掺量。试验结果表明：玻璃粉和剑麻纤维协同使用对混凝土的抗压强度影响较小,当玻璃粉的掺量为10%～15%,剑麻纤维的掺量为1.5 kg/m³时可以显著提高混凝土的抗折强度及劈裂抗拉强度,掺入玻璃粉在一定程度上可降低混凝土的力学性能,而掺入适量的剑麻纤维则可以改善玻璃粉混凝土的力学性能。     

钢纤维及纳米炭黑对混凝土抗压强度的影响

钢纤维与纳米炭黑等材料越来越广泛应用于混凝土工程中,利用三因素(钢纤维类型、钢纤维掺量、纳米炭黑掺量)四水平正交试验探究钢纤维及纳米炭黑对混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度的影响。结果表明：钢纤维类型对混凝土力学性能影响的顺序为剪切型>铣削型>镀铜型>端勾型,立方体抗压强度与轴心抗压强度随着钢纤维掺量和纳米炭黑掺量的增加呈先升高后降低的趋势,对于立方体抗压强度,钢纤维的最优掺量为0.40%、纳米炭黑的最优掺量为0.75%,对于轴心抗压强度,钢纤维掺量最优为0.60%、纳米炭黑的最优掺量为约占水泥总量的0.50%。     

基于正交试验的钢渣微粉UHPC配合比优化设计

为研究钢渣微粉替代石英粉制备生态型超高性能混凝土（ultra high performance concrete,UHPC）的配合比,在改进的Andreasen-Andersen(modified Andreasen-Andersen,MAA)模型的基础上,采用正交试验法对钢渣微粉UHPC配合比进行优化,开展其抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量等力学性能测试,以研究硅灰、钢渣微粉、河砂和钢纤维4个因素掺量对钢渣微粉UHPC各项性能指标的影响,进而分析各力学性能指标下配合比优方案,确定最佳配合比。试验结果表明：钢纤维体积掺量对钢渣微粉UHPC各项力学性能影响最为显著,河砂、钢渣微粉掺量影响程度较大,硅灰掺量影响程度较小。经优化后钢渣微粉UHPC的最佳配合比为：硅灰掺量为418 kg/m3,钢渣微粉掺量为126 kg/m3,河砂掺量为836 kg/m3,钢纤维体积掺量为1.5%,制备出的超高性能混凝土坍落度为200 mm,扩展度为320 mm,28 d立方体抗压强度达到152.0 MPa,具有良好的工作性能和力学性能,满足工程设计要求。     

有机纤维对“客运专线”用C40高性能混凝土性能的影响

目的为增强混凝土早期抗塑性开裂性能及耐久性,研究了有机纤维种类、长度及掺量对混凝土工作性能、力学性能及抗碳化性能的影响．方法采用坍落度试验、抗压与抗折强度试验、混凝土碳化试验及平板约束法测试进行研究．结果聚丙烯腈（PAN）纤维对混凝土工作性能影响最大,坍落度降幅达86％;掺入19mm聚丙烯（PP）单丝纤维,坍落度下降25％;加入0．15％PP纤维,坍落度降幅达28．7％,含气量增加25．9％;掺入聚乙烯醇（PVA）纤维后,混凝土7d、28d抗压强度降幅最大,分别达30．4％、23．5％;12mmPP单丝纤维体积掺量为0．15％时混凝土的抗裂效果明显好于0．05％掺量,而碳化深度较基准低30％．结论混凝土中掺入有机纤维后,早期抗塑性开裂性能明显增强;混凝土的抗裂效果随纤维长度和掺量增加,效果越来越明显;有机纤维的加入明显提高混凝土的抗碳化力,力学性能有所降低,但降幅不大．     

混杂纤维增强高性能混凝土强度的试验

目的揭示钢纤维和聚丙烯纤维混杂后对高性能混凝土强度和抗裂性能的影响.方法参照国家标准和试验方法，按不同的纤维掺量设计了16组纤维增强高性能混凝土试件，进行了大量抗压强度试验和劈裂抗拉性能试验研究.结果低体积掺量的聚丙烯纤维增强高性能混凝土劈裂抗拉试验破坏为爆裂式破坏；在高性能混凝土中掺加适量的钢纤维和聚丙烯纤维可使抗拉强度提高10%-40%，使拉压比增大到1/18-1/16；劈裂抗拉试验破坏为带有一定延性的破坏；钢纤维体积掺量为0.8%、聚丙烯纤维体积掺量为0.11%时混杂纤维增强高性能混凝土的复合增强效果最好，高性能混凝土拉压比为1/16.结论适量掺加钢纤维和聚丙烯纤维可使高性能混凝土的拉压比增大，提高高性能混凝土的抗裂性能.     

RAP 掺量对沥青混凝土路用性能影响试验

针对宁夏地区废旧沥青混凝土再生利用效率低的问题, 以AC-10 沥青混凝土为对象, 试验研究了掺量为30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%和65%的RAP 对沥青混凝土路用性能影响的规律。对40%RAP 掺量的沥青混凝土掺入1%、3%、5%和7%的再生剂, 研究其对恢复废旧沥青混凝土性能的变化规律。通过马歇尔试验和车辙试验研究了沥青混凝土的力学性能和高温稳定性。试验结果表明: 随着RAP 掺量的增加, 沥青混凝土动稳定度呈先增加后减小的趋势, 当沥青混凝土中掺入40%RAP 时, 其动 稳定度的值达到峰值1 984 次/ mm; 当沥青混凝土中掺入40%RAP 和1%的再生剂时, 其最大稳定度达到峰值16. 71 kN, 相对于再生剂掺量为零的沥青混凝土增幅为35. 2%, 再生剂掺量为3%时, 其动稳定度达到峰值2 643 次/ mm, 沥青混凝土的抗车辙能力最大。     

玄武岩纤维改性HSCC柱偏心受压试验研究

为研究玄武岩纤维的加入对高强自密实混凝土长柱受力性能的改善作用,以玄武岩纤维体积掺量0.1%和0.2%、长度15 mm和30 mm为参数,设计制作了10个长细比为6的高强自密实混凝土长柱,进行偏心受压试验。结果表明：玄武岩纤维的加入,可明显改善高强自密实混凝土柱偏心受压的受力性能、延性;大、小偏心受压构件开裂荷载分别提升20.7%、11.8%,极限承载力最大增幅为18.2%、16.7%;大、小偏心构件受压过程中,玄武岩纤维的加入使应力峰值对应的混凝土应变受到较为显著的影响,当达到大极限承载力时,最大的拉、压应变下降25.0%、15.0%;由于玄武岩纤维的作用,大偏心受压试件达到极限承载力时,跨中最大挠度提升7.6%,提高了构件变形能力,但纤维长度、体积掺量改变引起的挠度效应不大。     

纤维增强海水海砂混凝土基本力学性能分析

为了研究纤维对海水海砂混凝土基本力学性能的影响效果，通过设定玻璃纤维和聚丙烯纤维在体积掺量为0.1%、0.2%、0.3%,以及两者混掺体积分数为0.3%前提下的混杂比为1∶2、1∶1、2∶1,分析混凝土试块的抗压强度、劈裂抗拉强度、静弹性模量三者的变化规律。结果表明：掺入适量的纤维可以在一定程度改善海水海砂混凝土的基本力学性能，可为实际海洋工程建设提供参考。     

玄武岩纤维喷射混凝土在热害环境下的性能试验研究

以隧道热害问题为背景,通过模型试验、近似模拟湿喷技术、定量分析及微观测试相结合的方法研究不同掺量玄武岩纤维喷射混凝土劈裂强度和粘结强度等力学性能的影响,横向对比标准养护和干热养护下的不同体积掺量的玄武岩纤维混凝土的力学性能,同时也加入硅灰以及钢钎维作为参照,以便从机理程度上提出更有效的解决热害措施。试验研究表明:在混凝土中加入玄武岩纤维,对混凝土起到了增强和阻裂的作用,改善了混凝土的脆性易裂的破坏状况。干热环境下,加入少量的玄武岩纤维能够提高混凝土的力学性能。当玄武岩掺量为0.1%玄+5%硅灰时,喷射混凝土的力学性能最好,加入0.2%玄武岩纤维掺量,也有一定程度的改善。实际隧道施工中,可通过加入适量的玄武岩纤维和适量的硅灰,可降低混凝土在热害环境下的危害。     

纤维增强混凝土材料抗冲击荷载试验研究

普通混凝土易开裂,韧性较差。文中主要通过混凝土抗冲击试验,研究了在普通混凝土中掺入不同长度的合成聚丙烯纤维及聚丙烯腈纤维,以改善混凝土的脆性性能,提高混凝土的韧性。试验中在混凝土中分别掺入长度为20mm合成聚丙烯纤维、40mm合成聚丙烯纤维及单丝聚丙烯腈纤维,每种纤维掺量分别为1kg/m~3,3kg/m~3,6kg/m~3,9kg/m~3,通过改变纤维掺量研究不同掺量下合成纤维对混凝土抗冲击荷载的影响规律。实验研究结果表明:纤维混凝土的抗冲击性能随纤维掺量提高显著提升,纤维含量为9kg/m~3的40mm聚丙烯纤维混凝土试件其抗冲击韧性最好,相较于普通混凝土的抗冲击韧性提高了306.67%。     

刚性纤维增强透水混凝土配合比的试验研究

为改善透水混凝土的抗压强度和透水性能,将刚性聚合纤维和聚合物乳液掺入透水混凝土材料,采用正交试验分析了包括骨料粒径、水灰比、纤维掺量、乳液掺量4个因素的配合比对透水混凝土抗压强度和透水系数的影响.结果表明:水灰比和骨料粒径是影响透水混凝土抗压强度的主要因素,刚性聚合纤维可以在不降低透水混凝土抗压强度的基础上提高其透水性能,聚合物乳液对透水混凝土性能的提高作用不明显.推荐刚性纤维改性透水混凝土的配合比为水灰比0.3,骨料粒径10~15 mm,纤维掺量0.2%,聚合物乳液掺量20%.     

碳纤维混凝土抗冲击性能研究

参考美国ACI 544规定,利用自制落锤冲击试验装置,研究了碳纤维掺量和碳纤维长度对混凝土抗冲击性能的影响。结果表明:当混凝土中碳纤维含量达到1.4%时,抗冲击性能达到最优,继续增加碳纤维的含量,抗冲击性能反而有所下降;保持碳纤维掺量为1.4%不变,改变碳纤维的长度,得出当碳纤维长度为10 mm时,混凝土抗冲击性能最优;碳纤维在混凝土试块中起到增强、阻裂作用,使素混凝土的抗冲击性能得到了提高。     

橡胶粒径及掺量对橡胶混凝土力学性能的影响

通过对粒径为5目、20目、40目分别以0%、10%、20%、30%、40%的体积分数取代细骨料的橡胶混凝土进行抗压抗折试验,分析对比橡胶的粒径大小与体积分数对混凝土材料抗压、抗折性能的影响,并对比其折压比,分析各种橡胶混凝土的韧性。对添加0%、10%、20%、30%、40%的40目橡胶混凝土轴压试验,对比各掺量对其应力应变的影响。通过观察各试验中的现象和数据的散点图对比各橡胶目数、体积分数橡胶集料混凝土在抗压、抗折、轴压试验中破坏的过程和其力学性能。     

稻壳灰混凝土的力学性能试验及强度预测

为了降低混凝土成本,改善混凝土性能,将稻壳灰部分替代水泥,并与粉煤灰、硅灰复掺制备混凝土。通过正交试验考察水胶比、稻壳灰掺量、粉煤灰掺量及硅灰掺量对混凝土抗压强度的影响规律。结果表明,水胶比对混凝土强度影响最大,考虑混凝土性能兼顾经济性,混凝土最佳配比为:水胶比为0.3、稻壳灰掺量为20%、粉煤灰掺量为15%、硅灰掺量为5%。采用RBF神经网络的预测模型对混凝土128 d抗压强度进行预测,预测结果与实测结果具有很好的吻合度。     

钢壳沉管自密实混凝土制备及其收缩调控技术

基于深中通道采用双层钢壳内部填充混凝土的钢壳混凝土三明治结构形式,为解决混凝土自密实填充和良好体积稳定性的技术难题,通过一系列自密实混凝土的正交试验,得出采用大掺量粉煤灰(30%)与小掺量矿粉(30%)复掺,总胶凝材料为550 kg/m~3,水胶比控制在0.31,砂率为50%,制备出满足力学性能要求且有效应对钢壳沉管自密实混凝土工作性能要求的低收缩的C50自密实混凝土;同时提出掺入MgO膨胀剂,有效地对C50钢壳沉管混凝土进行收缩调控,防止混凝土的脱空和抑制裂缝的产生;并且通过分析其微结构从机理上探讨了该体积稳定性调控技术的可行性和优异性。     

粗集料堆叠率和体积砂率对大掺量粉煤灰自密实混凝土工作性的影响

通过提高粗集料堆叠率、体积砂率和粉煤灰掺量来提高自密实混凝土的工作性,结果表明:随着粗集料堆叠率的增大,自密实混凝土的工作性会逐渐变差,当堆叠率达到0.65时,胶凝材料用量显著下降的同时,混凝土的工作性依然能够满足自密实混凝土的要求。随着体积砂率和粉煤灰掺量的增大,自密实混凝土的工作性得到改善,这时存在一个最优的体积砂率和粉煤灰掺量使得混凝土的工作性处于最佳状态,即体积砂率为0.48,粉煤灰掺量为30%时,自密实混凝土拥有最优的流动性、填充性和间隙通过性。