钢纤维形状对混凝土力学性能的影响及湿喷支护应用研究

为详细研究不同形状和掺量钢纤维对混凝土的增强性能,以更好地应用于巷道湿喷支护,选取了平直型、波浪型和凹凸型钢纤维,通过试验分别研究了3种形状钢纤维在掺量为0、20、40、60、80、100 kg/m3时混凝土的抗拉和抗弯强度。将最佳形状和掺量的钢纤维应用于巷道湿喷支护,通过现场观测分析了钢纤维混凝土湿喷支护效果。结果显示:不同形状钢纤维增强混凝土抗拉强度和抗弯强度的排序为:凹凸型>波浪型>平直型;钢纤维增强混凝土抗拉强度和抗弯强度的最佳钢纤维掺量为60 kg/m3;钢纤维混凝土湿喷支护能够有效控制巷道围岩,比普通混凝土的喷浆支护效果好。     

深井软岩巷道喷射高韧性纤维混凝土支护技术

素混凝土构筑的喷层，在混凝土的凝固过程中，混凝土内部产生很多原生的小裂缝，影响了抗拉强度及断裂韧性的提高，深井软岩巷道围岩变形量大，支护强度要求高，要求支护材料有一定的变形量和韧性。针对这一特点提出了用凯泰(CTA)改性聚丙烯（粗）纤维混凝土代替素混凝土的方案。通过大量的试验，得到改性聚丙烯（粗）纤维可以起到微筋材的作用，对混凝土起到增强作用的同时提高混凝土的韧性和抗应变能。通过巷道围岩应力模拟分析，发现开挖后的巷道喷纤维混凝土进行二衬后，剪切破坏区向围岩的深部转移，巷道拱腰剪切破坏区大大减少，证明了喷射纤维混凝土用于深井巷道支护，由于强度和韧性好可以更有效地抑制围岩的破坏。可为工程实践提供一定参考。     

降低掘进支护总成本的有效途径

介绍了喷射聚丙稀纤维混凝土支护新工艺的优点，分析了新工艺对矿山降低掘进支护总成本所带来的效益，指出了地下工程支护的发展趋势。     

金华山软岩隧道纤维混凝土初期支护试验研究

混凝土中掺入聚丙烯纤维可以提高混凝土的延性,有利于混凝土支护结构和围岩共同作用。将湿喷工艺和纤维混凝土应用于隧道支护结构可以提高支护结构的施工质量和围岩的自承载能力,介绍了金华山隧道纤维混凝土支护结构的设计,材料的选用。为了评价湿喷纤维混凝土支护结构支护效果,采用现场试验量测的方法量测了对比段和试验段围岩压力、混凝土支护层压力,并进行了数据分析。分析结果表明,采用纤维混凝土支护结构试验段围岩压力分布均匀,围岩压力数值较小,混凝土支护层压力数值较小;对比段围岩压力数值要略大于试验段围岩压力,对比段混凝土支护层压力数值大于试验段混凝土支护层压力数值;纤维混凝土试验段支护效果良好。     

棉花秸秆纤维混凝土力学性能试验研究

为研究棉花秸秆纤维掺量对混凝土力学性能的影响,分别对不同掺量的棉花秸秆纤维混凝土进行了抗压、劈裂抗拉和抗折试验;并通过SEM电镜扫描,对棉花秸秆纤维混凝土的微观结构做了分析。试验结果表明:随着棉花秸秆纤维掺量的增加,混凝土抗压、劈裂抗拉、抗折强度和拉压比、折压比均呈现先增加、后减小的趋势,最大增幅分别达到17.95%、24.89%、32.71%、5.89%和12.5%。SEM分析表明,适量的棉花秸秆纤维在混凝土内部具有较好的分散性,与混凝土基体桥接性较好;棉花秸秆纤维掺量过高,会出现纤维结团现象,降低棉花秸秆纤维与混凝土基体的黏结性能。当棉花秸秆纤维掺量为2.0 kg/m³时,混凝土力学性能最佳。     

用纤维加强混凝土进行巷道喷射支护

纤维加强混凝土是巷道、隧道及其他地下工程的一种颇有发展前途的支护材料.根据苏联试验资料及实际应用效果,证明要比传统使用的混凝土材料优越。喷射纤维加强混凝土是由苏联矿井建设机械化及材料分析科学研究院.克里沃罗格分院研制出来的。其主要成分是普通混凝土和用废旧布线加工的纤维.实践表明,喷射纤维加强混凝土与喷射普通混凝土相比,其抗弯强度可提高0.5～1倍;抗压强度提高0.1～0.2倍.长期的试验还证明,喷射纤维加强混凝土的强度随其养护期的延长而提高.纤维加强混凝土是由纤维与灰浆在喷头内相混合而成。纤维的计量与输送依赖于小型非封闭式计量装置(图1).该装置是由上下两圆锥料斗,下部带     

聚丙烯-玄武岩混杂纤维混凝土的耐久性能研究

为研究聚丙烯纤维和玄武岩纤维对混凝土耐久性性能的影响,通过配合比方法设计10组混凝土试块,进行抗渗、抗裂和抗压性能测试。结果表明(:1)掺入玄武岩纤维和聚丙烯纤维能够明显提高混凝土抗渗、抗裂和抗压性能。(2)在单掺纤维的情况下,玄武岩纤维和聚丙烯纤维的最佳掺量均为2%,聚丙烯纤维对混凝土性能增强的作用高于玄武岩纤维。(3)双掺纤维能够有效提高混凝土的耐久性。在等掺量的情况下,双掺纤维的混凝土性能比单掺纤维混凝土性能好。因此,宜在混凝土中掺入1%玄武岩纤维和1%聚丙烯纤维配制高性能混凝土。     

巷道钢纤维硅粉混凝土喷浆支护试验与应用

为解决普通混凝土喷浆支护浆体开裂、巷道变形严重的问题,提出采用钢纤维硅粉混凝土对其进行湿喷支护。通过试验研究钢纤维掺量与形状、硅粉掺量和减水剂掺量对混凝土抗弯强度的影响规律,得出最佳的钢纤维硅粉混凝土配比,应用于某矿的回风斜井喷浆支护。结果表明：波浪型钢纤维对混凝土抗弯强度提高能力远大于平直型钢纤维,最佳的波浪型钢纤维掺入率为1.5%,最佳的硅粉掺量为替代水泥掺量的10%,最佳减水剂掺量为0.6%。通过喷层应力监测和围岩变形观测证明了钢纤维硅粉混凝土喷浆支护控制巷道围岩的可行性.     

多尺度聚丙烯纤维混凝土抗裂性能的试验研究

选用4种尺寸的聚丙烯细纤维与2种尺寸的聚丙烯粗纤维，在相同拌合工艺、相同配合比条件下进行单掺及混掺混凝土的开裂性试验。试验表明：对聚丙烯纤维，同掺量时，长径比较小者，早期抗裂效果相对较优；细纤维在塑性态混凝土中的阻裂效应优于粗纤维；粗纤维在硬化阶段的抗裂效果优于细纤维。鉴于此结果，将聚丙烯粗细纤维进行混掺，使其在混凝土凝结硬化的不同时期能协同作用，不仅能够阻止混凝土的塑性开裂，而且可推迟硬化阶段裂缝的形成，从而有效控制混凝土裂缝，达到阶段抗裂、层次抗裂的目的。     

纤维混凝土特性研究及应用前景

为了改善混凝土的抗拉性能差、延性差等缺点，在混凝土中掺加纤维以改善混凝土性能的研究，发展得相当迅速。目前研究较多的有钢纤维、耐碱玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、聚丙烯纤维或尼龙合成纤维混凝土等。就纤维混凝土的分类及相关特性展开研究，简要的介绍了纤维混凝土这种新型的土木工程材料。     

基体炭结构对炭 炭复合材料的界面结合强度的影响

借助金相、透射电镜技术比较了4种典型的炭/炭复合材料的微观结构, 采用单纤维顶出法测定了炭/炭复合材料中的炭纤维/基体炭界面强度, 研究了基体炭结构对界面强度的影响。结果表明:基体炭的结构和类型影响炭纤维/基体炭间的界面强度, 粗糙层热解炭与炭纤维间的界面强度比光滑层热解炭的高, 而树脂炭和沥青炭由于与炭纤维间存在化学键合, 因而界面强度较高。     

纤维对油井水泥作用机理的实验研究

实验表明，随着纤维加量和纤维长度的增大，水泥石的抗折强度和抗压强度逐渐增大，但是当纤维加量和纤维长度的增大到一定程度后，水泥石的抗折强度和抗压强度又有所下降，纤维加量和纤维长度存在一个较优范围。     

非石棉纤维对压缩非石棉密封板材性能影响的研究

研究分析了有机和无机纤维品质、含量对非石棉密封材料压缩成张工艺和性能的影响 ,结果表明非石棉纤维的分散性和含量对材料的压缩成型工艺和性能有明显影响 ,较好的纤维分散性、较高的纤维含量均有利于材料基本性能的提高     

钢纤维混凝土弧板井壁结构的力学特性

针对深厚表土层煤矿立井井筒支护难题,提出可适用于冻结井筒外层井壁的钢纤维混凝土预制弧板井壁结构。通过模型试验对该种井壁结构的力学特性进行了研究。结果表明：钢纤维可增强弧板井壁结构的韧性,井壁破坏前钢纤维混凝土环向峰值应变达2 200~2 300 με;钢纤维可改善井壁结构的变形和破坏特征,井壁破坏时的最大径向位移可达20 mm以上。利用试验验证的有限元模型对钢纤维弧板井壁进行了极限承载力影响因素的分析,表明混凝土抗压强度与井壁厚径比是承载力的主要影响因素,而钢纤维掺入量对井壁承载力影响较小。最后建立了钢纤维混凝土弧板井壁的极限承载力经验公式。     

类纤维对油井水泥作用机理的实验研究

为了改善普通油井水泥物理力学性能的均衡性，提高普通油井水泥抗拉伸破坏的能力，研制了类纤维水泥。利用室内实验系统研究了类纤维改善水泥石抗折强度、抗冲击韧性和胶结强度的机理，并进行了验证。结果表明类纤维水泥较普通油井水泥，其抵抗拉伸破坏的能力显著提高，原因在于类纤维水泥中的活性物质与水泥水化过程中的水化产物耦合反应，在水泥基体中生成了类纤维物质，该物质的生成和合理分布显著改善了普通油井水泥物理力学性能的均衡性．提高了水泥石抵抗拉伸破坏的能力。     

Bond strength of cement grouted glass fibre reinforced plastic (GFRP) anchor bolts

Fibre reinforced plastic (FRP) has recently been introduced in the market in the form of bars for grouted anchor bolts. The resistance to corrosion and chemical attacks, high strength-to-weight ratio, low electromagnetic properties and ease in handling of these bars make them a better alternative to steel in some applications of grouted anchor bolts. However, to fully utilise FRP bars as tendons for cement grouted anchors, some aspects of their behaviour have to be determined, including load carrying capacity, bond strength in cement grout, long-term strength and durability in alkaline environments. In this paper, the load carrying capacity and bond strength of cement grouted glass fibre reinforced plastic (GFRP) anchor bolts are discussed in comparison with steel anchor bolts. The results of laboratory and field pull-out tests of GFRP and steel bars anchored with cement grout are presented. The pull-out tests were conducted on four types of GFRP bars and two types of steel bars installed in concrete blocks and rock mass. The experimental results have shown that the bond strength of GFRP bar anchor bolts is close to that of steel bar anchor bolts. The slip at failure of GFRP bars relative to the cement grout is greater than that of steel bars, mainly due to their low modulus of elasticity.     

聚丙烯纤维加筋铁尾矿砂的宏/微观结构特性分析

为研究聚丙烯纤维对聚丙烯纤维加筋铁尾矿砂的抗剪性能、抗压性能和宏/微观结构特性的影响,使用抗剪强度确定其抗剪性能,用无侧限抗压强度确定其抗压性能,并采用宏观破坏和扫描电子显微镜（SEM）微观分析相结合的方法,评价纤维加筋尾矿砂的结构变化。试验研究了纤维掺量和含水率对尾矿砂试件的影响,结果表明：纤维是影响试件抗剪强度和单轴抗压强度的重要因素,且增强效果主要取决于筋/砂之间界面的摩擦和黏结。直剪和无侧限抗压强度试验最佳的纤维含量是0.3%,最佳的含水率为12%。此外,宏观结构破坏分析和SEM微结构试验表明：聚丙烯纤维的作用主要是桥接裂纹,通过筋/砂界面的摩擦和黏结抵消外力,以达到提高强度的目的。     

蛇纹石细小纤维性质及其对密封纸板性能的影响

通过筛分的方法,收集蛇纹石纤维原料中的细小纤维,分析其基本性质,然后按不同比例将其与长纤维混合,研究细小纤维对密封纸板强度性能、压缩回弹性能的影响。结果表明:经200目筛分所收集到的细小纤维为负电性。在磨浆1500r的长纤维中添加细小纤维,随着添加量的增加,密封纸板的抗张指数先增大后减小,压缩率先降低后升高,而回弹率先升高后降低。在细小纤维添加量为30%时,密封纸板的抗张指数达到11.88N.m/g,压缩率和回弹率分别为39.228%、27.420%,密封纸板具有较好的综合性能。     

Measuring the effects of blast-induced vibrations on buildings with fibre Bragg gratings

This paper discusses the application of a fibre optic system to determine and evaluate the effects of blast-induced vibrations on buildings. For the first time in quarrying, fibre Bragg gratings (FBGs) were used to measure wall strains and crack displacements in a residential structure at varying time intervals. The comparison of the results with measurements of common short-term vibration geophones shows the distinct advantages of this fibre optic technology. Other factors, such as temperature, geologic conditions, solar radiation and other seismic activities, can also influence the crack response of buildings which cannot be investigated with common geophones. In the case study presented, the strong influence of the outside temperature on crack response was proved; blast vibrations turned out to have only a minor influence. The results of this study show that, with the use of FBGs every dynamic strain and movement of building superstructures can be measured and analysed and the influence of blasts evaluated.     

离子交换纤维处理含铀矿井水

采用静态吸附法和动态吸附法研究了强碱性阴离子交换纤维(简称纤-Ⅱ)对含铀矿井水的吸附行为,测定了接触时间、床层高度对吸附和淋洗的影响,以及铀在溶液和离子交换纤维中的平衡浓度.试验结果表明,纤-Ⅱ比201×7阴离子交换树脂吸附速度和淋洗速度快,吸附容量与201×7树脂相当;Na2CO3+NaHCO3作为淋洗剂淋洗效果好.纤Ⅱ可以从含铀矿井水中回收铀,并使处理后的矿井水达标排放.