改性聚丙烯纤维和水泥加固黄土的力学性能

为研究改性聚丙烯纤维和水泥加固黄土的力学性能,通过无侧限抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验,对不同纤维掺量、水泥掺量、养护龄期和纤维长度的试件在浸水和未浸水条件下的力学性能进行研究.结果表明:改性聚丙烯纤维和水泥的共同加固作用对提高黄土的早期无侧限抗压强度贡献最大,3d龄期的无侧限抗压强度达3.65~5.99MPa;随着水泥掺量的增大,试件呈现明显的脆性破坏特征,纤维的掺入可改善试件的脆性破坏模式;随着纤维掺量的增大,试件破坏特征呈现由脆性破坏向延性、塑性破坏过渡的趋势;改性聚丙烯纤维加筋水泥稳定土的最佳纤维掺量为0.30%~0.45%(质量分数),最佳纤维长度为12mm.由破坏性状分析可知,水泥稳定土试件受压易产生脆裂破坏,改性聚丙烯纤维在水泥稳定土中的"桥梁"连接作用使得加固试件受压破坏时的整体性较好.     

纤维加筋土坯的蒸发过程及抗拉强度特性

土坯作为一种生态、低碳和环保的建筑材料,其力学性能是学界和工程技术人员关注的重点。为了提高土坯的综合抗拉特性,提出采用纤维加筋技术对土坯进行改性处理。通过模拟土坯的形成过程,制备了一系列不同纤维掺量(0~0.2%)、初始含水率(16.5%~20.5%)和干密度(1.50~1.70 g/cm³)的压实土坯试样,进行自然干燥处理,并对干燥后的土坯试样开展了一系列劈裂试验,重点分析了纤维掺量和初始压实状态对土坯干燥失水过程及抗拉强度的影响。结果表明:(1)纤维加筋对土坯的干燥失水过程没有明显影响,但加筋土坯的残余含水率随纤维掺量呈"先降后升"趋势;(2)纤维加筋能显著提高土坯的抗拉强度,但其对抗拉强度的贡献随掺量的参加呈"先升后缓"趋势,对南京地区的下蜀土而言,其最优纤维掺量为0.1%,且纤维加筋能有效抑制土坯的脆性破坏模式,改善土坯的残余抗拉强度和韧性;(3)提高土坯制作时的初始含水率和初始干密度对改善土坯的抗拉强度和纤维加筋效果有较好的正面作用;(4)纤-土界面的微观力学作用及纤维的"桥梁"作用是控制纤维加筋土坯综合抗拉特性的关键因素。     

玻璃纤维改善水泥粉煤灰稳定土性能的研究

采用在水泥－粉煤灰稳定土中掺加玻璃纤维的方法，可以获得强度和韧性更高的纤维水泥－粉煤灰稳定土。重点研究了玻璃纤维掺量、长度与水泥粉煤灰稳定土强度之间的关系，结果表明纤维水泥－粉煤灰稳定土的强度随玻璃纤维掺量和长度的增加而增强。     

纤维加筋无机稳定土的无侧限抗压强度试验研究

为研究合成纤维加筋无机稳定土的效果,开展无侧限抗压强度的正交试验,文章分别研究纤维种类、纤维掺量和纤维长度对纤维加筋无机稳定土无侧限抗压强度的影响。试验结果表明,三种因素对纤维加筋无机稳定土无侧限抗压强度影响的显著性大致为纤维种类纤维掺量纤维长度。同时结果表明,水泥土的最佳配比为聚酯纤维、掺量0.5%、长度9mm;石灰土的最佳配比为聚乙烯醇、掺量0.3%、长度9mm;粉煤灰土的最佳配比为聚酯纤维、掺量0.5%、长度9mm。在实际工程中,可根据工程实际需求,合理选用。     

合成纤维水泥稳定土抗裂性试验研究

为提高道路半刚性基层的抗裂性,以合成纤维半刚性材料为研究对象,通过室内抗弯拉试验,分析合成纤维的掺量及试件养护龄期等对合成纤维水泥稳定土抗弯拉强度的影响。结果表明,随着纤维掺量的增加、长径比的增大,水泥稳定土的抗裂性亦逐渐增强;合成纤维水泥稳定土的抗裂性随着养护龄期的增长逐渐增大。     

纤维增强沙漠砂混凝土配合比试验研究

使用沙漠砂制备了纤维增强水泥基材料,采用正交试验法研究了沙漠砂掺量、粉煤灰掺量、可再分散性乳胶粉掺量、纤维掺量以及水胶比对抗压强度和抗折强度的影响,并确定了最优配合比。采用单因素试验法探讨了石英砂取代沙漠砂对纤维增强水泥基材料力学性能的影响。试验结果表明,纤维掺量是影响沙漠砂纤维增强水泥基材料抗压、抗折强度指标最显著的因素;相比于石英砂,使用沙漠砂制备的纤维增强水泥基材料的抗折强度和劈裂抗拉强度均得到提高,但抗压强度降低。     

水泥-赤泥-粉煤灰稳定土固化剂力学性能研究

试验研究了由赤泥、粉煤灰和水泥组成的稳定土固化剂的配比、物理力学性能及其对工程渣土固化效果和无侧限抗压强度的影响规律,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了水泥-赤泥-粉煤灰稳定土固化剂的矿物组成和微观形貌,分析了稳定土固化剂的作用机理.试验结果表明,固化剂中水泥用量固定时,其胶砂试样的强度随着赤泥掺量的增...     

聚丙烯纤维和水泥加固软土的强度特性

在软土中加入水泥能有效提高软土的工程力学性能,是一种常见的软基处理方法。但在一些特定条件下,水泥加固软土的强度存在偏低的现象,无法满足工程要求。提出将聚丙烯纤维的物理加筋作用同水泥的化学加固作用相结合,通过开展室内试验,在水泥土中加入适量的聚丙烯纤维,分别研究软土初始含水量(35%～70%)、纤维掺量(0～0.3%)和长度(6～19mm)对纤维加筋水泥土强度的影响,并对影响机理进行探讨。试验结果表明:当水泥掺量为15%时,水泥土的强度受初始含水量的影响非常明显,最优含水量为55%;纤维的加入能有效提高水泥土的强度,强度值随纤维掺量的增加而增加;当纤维长度为12mm时,其加筋效果得到最大发挥;纤维的加入降低了水泥土的脆性,提高了水泥土的断裂破坏韧性,对提高工程的安全性和稳定性有一定意义。     

纳米SiO2与聚丙烯纤维对水泥基材料性能的增强作用研究

研究了不同掺量聚丙烯纤维对水泥基材料力学性能的增强作用,以及纳米SiO2在高速研磨搅拌+超声波分散的条件下,对掺聚丙烯纤维的水泥基材料的增强作用.试验结果表明,在水泥基材料中掺入聚丙烯纤维能在一定程度上提高试样的抗折、抗压强度,随着纤维掺量的增加,水泥基材料强度呈现先提高后逐渐降低的趋势.采用高速研磨搅拌+超声波的方法分散纳米SiO2,在纤维及纳米SiO2掺量均很小的情况下,可较大幅度提高水泥基材料的强度.     

纳米SiO_2和聚丙烯纤维水泥混凝土强度研究

为提高水泥混凝土路面的力学性能,扩大水泥混凝土路面的应用范围,研究了纳米二氧化硅和聚丙烯纤维对水泥混凝土力学性能的影响。采用SEM对双掺混凝土的微观结构进行分析,探究了纳米二氧化硅和聚丙烯纤维对混凝土力学性能改善的作用机制。结果表明:聚丙烯纤维掺量为0.1%、纳米二氧化硅掺量为1.0%为双掺的最佳掺量时,混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度分别提高10.9%,44.8%和46.2%。SEM结果显示:聚丙烯纤维的阻裂理论和纳米二氧化硅的水化反应和物理填充,以及二者形成致密骨架结构的共同作用提高了混凝土的强度。     

聚丙烯纤维与水泥固化广州南沙软土的试验研究

为了改善水泥固化软土存在的不足,采用聚丙烯纤维-水泥对广州南沙软土进行固化,分析探讨了纤维水泥固化土的受压破坏方式以及纤维掺量、纤维长度、水泥掺量、龄期对纤维水泥固化土无侧限抗压强度的影响。试验结果表明:在水泥土中掺入纤维能在一定程度上提高其无侧限抗压强度,且在一定范围内,无侧限抗压强度随纤维掺量和纤维长度的增加而增大;纤维水泥土中水泥的最优掺量为12%;纤维水泥土的无侧限抗压强度随着龄期的增长而增大,并且早期强度增长较快,后期增长较慢并趋于稳定;纤维能增加水泥土的抗拉强度,减少水泥土试样破坏时的裂缝宽度和数量,改善它们的脆性破坏形式。     

混杂纤维增强延性水泥基复合材料力学性能与裂宽控制

为实现纤维增强延性水泥基复合材料高强度与高延性的匹配,在原有材料体系中附加钢纤维,试验研究了混杂聚乙烯醇(PVA)/钢纤维增强延性水泥基复合材料的轴拉、抗压性能.结果表明:随着钢纤维掺量的增加,混杂纤维增强延性水泥基复合材料开裂强度和抗拉强度不断提高,裂纹宽度显著降低,且钢纤维对高强基材的作用效果更加显著;当钢纤维掺量适量时,混杂纤维增强延性水泥基复合材料的极限拉应变得到有效提升,而钢纤维掺量对抗压性能的影响并不显著;PVA纤维和钢纤维混杂可获得高强度、高延性和低裂纹宽度的水泥基复合材料.     

苎麻纤维增强硫铝酸盐水泥基材料的力学性能与体积变形

通过抗折强度、抗压强度、界面弯拉强度、体积变形以及红外光谱测试,研究了苎麻纤维（RF）掺量对硫铝酸盐水泥基材料力学性能与体积变形的影响.结果表明：随着RF掺量（体积分数,下同）的增加,硫铝酸盐水泥净浆的抗折强度和抗压强度均呈现先增加后减小的趋势,并且在纤维掺量为0.50%时同时达到峰值;在约束条件下,掺入RF对硫铝酸盐水泥净浆界面弯拉强度的提升幅度较大,纤维掺量为0.75%试样的28 d界面弯拉强度较无约束条件下提高了31.82%;RF的掺入显著增加了硫铝酸盐水泥净浆的膨胀量,其自生变形和干燥变形均随着RF掺量的增加逐渐增大;改性后的RF可以在硫铝酸盐水泥基材料的碱性环境中稳定发挥作用,提高试样的整体强度.     

不同类型纤维增强水泥砂浆力学性能研究

为了对比聚丙烯纤维和钢纤维对水泥砂浆力学性能的影响规律,文章采用两种规格的聚丙烯纤维和钢纤维,按0.25%～1.50%体积掺量配制纤维增强水泥砂浆,分别进行抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度试验,并利用三维光学显微镜分析纤维对水泥砂浆的增强机理。结果表明：聚丙烯纤维和钢纤维对水泥砂浆抗压强度的提高都不明显;纤维掺量在1%以内时对水泥砂浆抗折强度提高不明显,当钢纤维掺量超过0.75%时能明显提高砂浆抗折强度,最大增幅18%;而聚丙烯纤维超过0.75%时,抗折强度反而下降;钢纤维掺量增加砂浆抗拉强度逐渐增加,最大增幅接近60%,而聚丙烯纤维对砂浆抗拉强度没有明显提高。钢纤维通过弯折和拔出,聚丙烯纤维主要通过拔出和变形断裂来提高水泥砂浆的抗折、抗拉强度。     

混掺精细钢纤维/PVA纤维水泥基复合材料力学性能试验研究

对混掺聚乙烯醇纤维(PVA)与12 mm两端直勾型精细钢纤维的水泥基复合材料进行立方体抗压和哑铃试件轴向拉伸试验,分析纤维掺量对混掺纤维水泥基复合材料抗压、抗拉强度和韧性的影响规律。结果表明:混掺精细钢纤维可以提高水泥基复合材料的立方体抗压强度、抗拉强度和韧性;随着精细钢纤维的增加,其抗压强度、抗拉强度和极限拉应变呈先增大后降低的趋势,当精细钢纤维掺量为1.2%时,28 d立方体抗压强度平均值比单掺PVA纤维提高了61.9%;当精细钢纤维掺量为0.8%时,28 d抗拉强度和极限拉应变分别比单掺PVA纤维提高了56.9%和240%。     

聚乙烯醇纤维水泥基复合材料拉压比试验研究

立方体抗压强度和劈裂抗拉强度试验,是研究聚乙烯醇纤维对水泥基复合材料拉压比性能影响的最直接的方法。立方体试件的尺寸为100 mm×100 mm×100 mm,PVA纤维掺量分别为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%,粉煤灰掺量为30%、50%。试验结果表明,掺入PVA纤维对立方体抗压强度影响不显著,而劈裂抗拉强度则提高了4264%～135.12%,拉压比提高36.82%～134.27%;30%粉煤灰掺量的水泥基复合材料比50%粉煤灰掺量的水泥基复合材料抗压强度高20%以上,但对劈裂抗拉强度影响不明显。PVA纤维水泥基复合材料立方体抗压试块裂缝开展路径较多,不易破碎,抗压韧性显著增强。     

纤维石膏基复合材料力学性能研究

为了改善石膏墙体材料的力学性能,分别采用Y型束状单丝聚丙烯纤维和高强高模聚乙烯醇短纤维作为建筑石膏的增强材料,通过力学性能测试研究了纤维长度和掺量对石膏基复合材料力学性能的影响。结果表明,添加聚丙烯纤维对复合材料力学性能为负面影响,不能直接用于现浇石膏隔墙体系。添加聚乙烯醇纤维对复合材料力学性能有改善作用,纤维长度为9mm,掺量为1.5%时,试样的绝干抗折强度和吸水饱和抗折强度较空白试样分别提高了82.5%和83.9%,抗压强度略低于空白试样。结合弯曲荷载-变形曲线,分析了聚乙烯醇纤维增强石膏基复合材料的断裂机理,结果表明:断裂过程分为基体断裂弹性受力、纤维拔出、破坏三个阶段,纤维与基体的界面黏结能力是纤维抗拉强度能否充分利用的关键。     

纤维加筋微生物固化砂土的力学特性

微生物固化能有效提高砂土的强度,但同样会导致土体破坏时呈现明显的脆性。为了平衡微生物固化砂土脆性破坏的不利影响,提出纤维加筋与微生物固化相结合的改性方法,即将质量分数为0%,0.05%,0.15%,0.25%和0.30%的聚丙烯纤维与石英砂均匀混合,然后基于微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术对土样进行固化,并开展了一系列无侧限抗压试验,同时采用酸洗法测定了各组试样中的碳酸钙含量,进一步分析了试样的微观结构及纤维–土颗粒之间的界面作用特征。结果表明:①在微生物固化砂土中掺入纤维,能极大提高土样的无侧限抗压强度和残余强度,并能显著改善土样破坏时的韧性;②纤维掺量对微生物固化砂土的力学特性有重要影响,无侧限抗压强度随纤维掺量总体上呈先增加后减小的趋势,最优纤维掺量为0.15%,峰后残余强度与纤维掺量呈单调正相关关系;③纤维加筋使微生物固化砂土的峰后应力–应变曲线呈阶梯式下降模式,局部存在波浪式起伏特征;④纤维加筋能够提高微生物诱导碳酸钙的沉积效率和产量,与此同时,碳酸钙的胶结作用对纤维加筋效果具有促进作用。纤维加筋技术与MICP技术相结合能够实现优势互补,对提高工程结构的安全性与稳定性具有积极意义。     

木浆纤维水泥基材料力学性能的试验研究北大核心

利用木浆纤维制备了水泥基复合材料,研究了木浆纤维掺量、水灰比等因素对水泥基复合材料力学性能及界面微观结构的影响。结果表明,木浆纤维对水泥基复合材料具有增强作用,且存在最佳掺量。当木浆纤维掺量一定,水灰比为0.3时,对基体的增强效果最为明显;当水灰比一定时,纤维的最佳掺量为1 kg/m^3,在此掺量下,水泥基复合材料抗折和抗压强度分别提高9.4%和15.3%。对木浆纤维进行了碱处理,测得其抗腐蚀能力较好。使用SEM分析发现木浆纤维的掺入可以有效改善材料的孔结构和微裂纹,从而提高了水泥基复合材料的力学性能。     

木浆纤维水泥基材料力学性能的试验研究

利用木浆纤维制备了水泥基复合材料,研究了木浆纤维掺量、水灰比等因素对水泥基复合材料力学性能及界面微观结构的影响。结果表明,木浆纤维对水泥基复合材料具有增强作用,且存在最佳掺量。当木浆纤维掺量一定,水灰比为0.3时,对基体的增强效果最为明显;当水灰比一定时,纤维的最佳掺量为1 kg/m~3,在此掺量下,水泥基复合材料抗折和抗压强度分别提高9.4%和15.3%。对木浆纤维进行了碱处理,测得其抗腐蚀能力较好。使用SEM分析发现木浆纤维的掺入可以有效改善材料的孔结构和微裂纹,从而提高了水泥基复合材料的力学性能。