纤维对混凝土抗冻耐久性的影响研究综述

纤维混凝土近年来在工程中大量应用,其抗冻性能受到学者们的广泛关注。对混凝土冻融破坏机理中的经典理论进行综述,并全面总结了纤维改善混凝土抗冻性能的机理,分析了冻融环境中,单一因素条件下单掺钢纤维和单掺聚丙烯纤维及混杂纤维(钢纤维+聚丙烯纤维)对混凝土宏观抗冻性能以及微观结构的影响,并对双重因素(冻融与盐溶液、冻融与荷载)耦合作用下纤维对混凝土抗冻性能的影响进行了归纳与探讨,在此基础上提出了纤维混凝土中有待解决的问题。     

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土冻融损伤试验研究

为研究混杂纤维对高性能混凝土抗冻性能的改善效果,对普通素混凝土、钢纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土和钢-聚丙烯混杂纤维混凝土开展快速冻融循环试验,对冻融作用下试样的各项强度指标进行了检测,并对其质量损失率及相对动弹性模量的变化规律进行了分析。研究结果表明:掺加纤维有利于改善高性能混凝土的抗冻性能,钢-聚丙烯混杂纤维混凝土的抗冻性能最好,经过200次冻融循环,其质量损失率,相对动弹性模量损失率和强度损失均最低;基于三次多项式建立的纤维混凝土冻融损伤模型比基于指数函数建立的纤维混凝土冻融损伤模型精确度更高,在描述纤维混凝土的冻融损伤程度上适用性较强。     

纤维粉煤灰混凝土抗冻性能试验研究

针对高寒地区渠道衬砌混凝土冻融破坏问题,采用正交设计方法研究了不同强度等级纤维粉煤灰混凝土的抗冻性能.通过快速冻融试验,测试了冻融对纤维粉煤灰混凝土的抗压强度、动弹性模量和质量的影响.并就不同因素对混凝土抗冻性能的影响进行了分析和评价.最后,找出了冻融环境中满足混凝土强度和耐久性的最优配合比.     

聚丙烯纤维橡胶混凝土的抗冻性能及损伤劣化模型

为提高寒冷地区橡胶混凝土路面的抗冻性能,延长其服役寿命,研究聚丙烯纤维掺量对橡胶混凝土抗冻性能的影响.结果表明:试件质量损失率在冻融初期呈负增长,相对动弹性模量和强度随冻融循环次数的增加均逐渐降低;聚丙烯纤维能提高橡胶混凝土的抗冻性能,对试件抗拉强度的提高效果优于抗压强度.根据损伤力学,定义了聚丙烯纤维橡胶混凝土的冻融...     

玄武岩纤维增强混凝土抗冻融性能研究

提高混凝土的抗冻性是近几年来我国混凝土研究的重点,纤维混凝土能显著提高混凝土的抗冻融性能,具有重要的研究价值。玄武岩纤维是一种新型的混凝土增强材料,对玄武岩纤维增强混凝土(BFRC)的抗冻融性能进行了研究,试验结果表明:玄武岩纤维对于增强混凝土抗冻融性能有显著作用,具有重要的应用价值和推广价值。     

冻融循环下不同纤维混凝土损伤模型研究

选取普通混凝土、钢纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土进行快速冻融循环试验,研究了不同纤维混凝土冻融损伤的相关性能,根据损伤理论分析了纤维混凝土冻融损伤破坏的机理。根据试验结果分析进行拟合,建立了基于相对动弹模衰减的不同纤维混凝土冻融损伤模型。研究分析和计算表明,不同的纤维对混凝土抗冻性都有较大的影响,掺有钢纤维的混凝土抗冻性优于普通混凝土,掺有聚丙烯纤维的混凝土抗冻性最优;结合试验数据进行比较分析发现模型采用二次多项式函数的拟合精度比指数函数的拟合精度更高。     

氯盐环境下聚丙烯纤维陶粒混凝土冻融损伤模型试验研究

研究了聚丙烯纤维掺量为0、0.8、1.0、1.2 kg/m~3的陶粒混凝土冻融后的抗冻性能及力学性能。结果表明:随着冻融循环次数增加,纤维陶粒混凝土的相对动弹性模量、抗压强度、劈裂抗拉强度均逐渐降低,掺加聚丙烯纤维可有效提高陶粒混凝土的抗冻性能;从相对动弹性模量、抗压强度指标分析,纤维掺量为1.0 kg/m~3时陶粒混凝土的抗冻性能较好;从劈裂抗拉强度指标分析,纤维掺量为0.8 kg/m~3时陶粒混凝土具有较好的延性;根据抗冻性能衰减规律建立了纤维陶粒混凝土的指数型冻融损伤模型,利用实验数据拟合得到了不同纤维掺量的冻融损伤方程。     

聚丙烯腈纤维对引气混凝土抗冻性的影响

采用快速冻融法,以质量变化和相对动弹性模量作为混凝土抗冻性能的评定指标,研究了聚丙烯腈纤维在三个体积掺量0.07%、0.1%、0.13%时对C30、C45和C60引气混凝土抗冻性的影响,其中引气混凝土含气量为4%.结果表明掺加聚丙烯腈纤维的引气混凝土的冻融破坏形态为表面剥落破坏,纤维混凝土在冻融作用下的内部损伤减轻.掺加聚丙烯腈纤维的C30、C45引气混凝土的抗冻性得到了很大的改善,纤维体积掺量为0.1%时,抗冻性最好;但聚丙烯腈纤维对高强度等级的C60引气混凝土的抗冻性提高幅度不明显.     

聚丙烯纤维橡胶混凝土的力学及抗冻性能研究

研究了聚丙烯纤维的体积掺量（0.45%、0.90%、1.35%、1.80%、2.25%、3.41%、4.51%）对橡胶混凝土力学及抗冻性能的影响,并建立了冻融损伤劣化模型来预测橡胶混凝土的冻融损伤劣化规律。结果表明：掺入适量聚丙烯纤维可以有效提高橡胶混凝土的力学及抗冻性能,当聚丙烯纤维掺量在1.80%～2.25%范围内时,试件的力学及抗冻性能均较好;建立的冻融损伤劣化模型的拟合系数R2均大于0.992,拟合精度较高,可为聚丙烯纤维橡胶混凝土在寒冷地区工程中的应用提供理论依据。     

寒冷地区纤维轻骨料混凝土耐久性研究

采用天然浮石、聚丙烯纤维、钢纤维配制纤维轻骨料混凝土,研究其在水和盐溶液两种冻融环境中的抗冻性能。研究发现,轻骨料混凝土在硫酸钠—冻融的复合损伤明显大于单一冻融损伤。聚丙烯纤维的加入可以减缓轻骨料混凝土的强度损失,而对质量损失的改善并不明显。掺入硅灰和粉煤灰后,轻骨料混凝土的质量损失和强度损失均大幅下降,抗冻耐久性得到显著改善。     

水镁石纤维混凝土的低温性能研究

研究了低温(-15～20 ℃)环境下水镁石(FB)纤维混凝土抗压、劈裂抗拉强度等性能的变化情况;探讨了在慢速冻融条件下,FB纤维混凝土的抗冻融耐久性;分析了FB纤维的作用机理.研究结果表明,FB纤维对混凝土的抗冻性能有明显的提高作用.FB纤维的加入方法影响混凝土的性能,纤维湿法加入要优于干法加入.在FB纤维混凝土中加入聚丙烯(PP)纤维可以提高混凝土的流动性,降低混凝土样的冻融质量损失率.     

混杂纤维混凝土冻融耐久性与损伤模型研究

采用钢-玄武岩纤维增强混凝土的技术方法,通过冻融循环试验,研究了钢纤维与玄武岩纤维相互混杂对混凝土抗冻性的影响规律及其冻融损伤模型。研究结果表明:不同的纤维掺量对混凝土抗冻性影响较大,当钢纤维体积掺率为1.5%、玄武岩纤维体积掺率在0.05%左右时,混凝土的抗冻性最好,达到了F250以上水平;分析了混杂纤维混凝土的冻融损伤机理,分别以相对动弹性模量和冻融累积损伤为损伤变量建立了混杂纤维混凝土的冻融损伤模型,发现动弹性模量衰减模型优于冻融累积损伤衰减模型,且二次项函数模型比指数函数模型具有更高的拟合精度。     

正交设计用于聚丙烯纤维混凝土抗冻性试验研究

本文采用正交设计方法研究在冻融交替作用下聚丙烯纤维混凝土的抗冻耐久性能,找出冻融环境中满足混凝土强度和耐久性的最优配合比。试验结果表明,在冻融循环过程中,水胶比是影响混凝土抗压强度损失率的最为显著的因素;纤维掺量是影响混凝土质量损失率的最显著的因素。当混凝土基体冻胀开裂以后,掺入混凝土基体的聚丙烯纤维能充分发挥阻裂作用,有效改善混凝土的抗冻性能。     

聚丙烯纤维复合胶粉改性混凝土的抗冻性能

针对冻融造成的混凝土路面剥蚀问题,采用聚丙烯纤维与聚合物胶粉和硅粉复合对混凝土进行改性,应用正交试验方案研究了胶粉掺量、硅粉掺量、纤维掺量以及纤维长度四个参数对聚丙烯纤维复合胶粉改性混凝土的抗冻性能的影响。结果表明,纤维掺量0.3%,纤维长度6mm,胶粉含量10%,硅粉掺量2.5%的聚丙烯纤维复合胶粉改性混凝土的抗冻性能最优;胶粉在水泥水化同时形成乳胶薄膜和引入气体能大幅度的提高混凝土的抗冻性;硅粉能有效的改善混凝土内部的孔结构,提高抗冻性;聚丙烯纤维配合胶粉能减轻胶粉在混凝土出现微裂缝时所受的拉应力,从而有效延长混凝土的抵抗冻融破坏的时间。     

冻融后聚丙烯纤维细石混凝土力学性能研究

通过聚丙烯纤维细石混凝土的冻融循环试验,研究了聚丙烯纤维掺量、冻融循环次数、细石混凝土强度等级对冻融循环作用下聚丙烯纤维细石混凝土基本力学性能的影响,探讨了聚丙烯纤维对细石混凝土抗冻性能的增强机理。试验结果表明:聚丙烯纤维细石混凝土的抗压强度、劈拉强度和抗折强度随冻融次数的增加而降低;聚丙烯纤维的加入及细石混凝土强度等级的提高是改善聚丙烯纤维细石混凝土抗冻性能的有效途径。     

聚乙烯醇纤维对混凝土抗冻性能的影响

为了研究聚乙烯醇(PVA)纤维混凝土的抗冻性能,共设计制作了21个标准混凝土抗冻试件。其中在18个普通混凝土试件里掺入了不同长度及不同体积掺量的PVA纤维,进行冻融循环试验。试验结果表明,随着冻融次数的增加,普通混凝土及PVA纤维混凝土的相对动弹性模量总体上呈现下降趋势,但普通混凝土下降趋势更明显。当冻融次数为75次时,普通混凝土相对动弹性模量已经下降至55.2%,而纤维混凝土在冻融次数为150次时,相对动弹性模量才下降20%之内。     

混杂纤维混凝土的抗冻性能试验研究

为研究混杂纤维对混凝土抗冻性能的影响,通过快速冻融法对8种掺量的纤维混凝土(钢纤维、聚丙烯纤维以及钢-聚丙烯混杂纤维)分别进行了质量损失和相对动弹性模量测定以及抗压强度和抗折强度试验。研究表明,混凝土中掺入适量混杂纤维后可提高混凝土的相对动弹性模量,降低混凝土的质量损失率以及改善冻融后的抗压、抗折强度损失率,对增强混凝土抗冻耐久性起到有利作用;混杂纤维的掺量具有一定范围性,2 kg/m~3聚丙烯纤维与20 kg/m~3钢纤维混杂时由于纤维掺量过多,导致混凝土基体内部有害孔隙增多,在各个性能指标测试中均不能达到良好效果,不利于混凝土抗冻耐久性。     

海水冻融侵蚀下PVA-纳米SiO2混凝土性能试验研究

采用快冻法研究了海水冻融环境下PVA纤维和纳米SiO2对混凝土抗冻性能的影响.结果表明:每25次冻融循环结束后,不同类型混凝土的相对动弹性模量和抗压强度剩余比都有不同程度的下降;PVA纤维和纳米SiO2均能提升混凝土的抗冻性能;单掺PVA纤维或纳米SiO2试验组的抗冻性普遍低于PVA-纳米SiO2混掺试验组;混掺0.1...     

聚丙烯纤维和引气剂对混凝土抗冻性能的影响

通过冻融循环试验,研究了聚丙烯纤维和引气剂掺量对混凝土质量损失率及动弹性模量的影响,分析了聚丙烯纤维和引气剂对改善混凝土抗冻性能的机理.试验结果表明,聚丙烯纤维和引气剂掺量一定时,抑制了混凝土的剥落,降低了混凝土的损伤速率,显著提高了混凝土的抗冻融耐久性能.     

玄武岩纤维混凝土耐久性研究及机理分析

针对北方寒区混凝土因冻融破坏而影响混凝土耐久性的问题,通过在混凝土中掺入适量玄武岩纤维进行试验研究,从混凝土的抗渗和抗冻性能指标来研究玄武岩纤维混凝土对耐久性能的影响,并分析了其影响机理,实践证明:采用该方法提高了混凝土结构的耐久性,值得推广。