玄武岩纤维增强混凝土的冲击压缩性能研究

玄武岩纤维是一种目前被广泛研究应用的新型纤维增强材料.采用超细短切玄武岩纤维制作了不同纤维含量的玄武岩纤维增强混凝土(BFRC)试件,并采用霍普金森压杆(SHPB)开展了不同应变率的冲击压缩试验,分析纤维掺量和加载速率对试件动态力学性能的影响.试验结果表明:玄武岩纤维的掺入对试件动态强度的增强效不佳,但却能很好地提高试...     

玄武岩纤维混凝土冲击压缩韧性

介绍了利用Φ100 mmSHPB装置获得玄武岩纤维混凝土冲击压缩在3种应变率范围下的应力-应变曲线的试验研究.并以应力-应变全程曲线所围面积作为韧性指标,对玄武岩纤维掺量分别为0、0.1%、0.2%和0.3%的混凝土在冲击荷载下增韧特性进行了对比分析.研究表明,在0～0.020应变范围内,4种掺量的玄武岩纤维混凝土中,BFRC0.2韧性最高,尤其在50/S～60/S应变率范围内,比素混凝土韧性指标提高了12.7%;应变较低时,一般素混凝土的韧性指标最高:与素混凝土相比,在应变率较低时,3组掺玄武岩纤维的混凝土韧性均有所提高,而在80/S～100/S应变率范围下,BFRC0.3韧性最低.     

短切玄武岩纤维增强混凝土抗劈拉力学性能研究北大核心

为了研究短切玄武岩纤维增强混凝土(BFRC)基本力学性能及其受纤维掺量的影响。通过试验的方法,开展了这种新型复合建筑材料在不同纤维体积掺量情况下的抗劈拉力学性能研究。试验结果表明:混凝土掺入0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%六种不同体积含量的玄武岩纤维后,混凝土的坍落度出现不同程度的降低,试件的劈拉强度得到不同程度的提高,且提高幅度与连续玄武岩纤维(CBF)的体积掺量有直接关系。对比直掺法和预处理法两种制备工艺,在条件相同时下,预处理掺入方法所制备的BFRC的增强、增韧效果要优于直掺法制备的BFRC。结论:玄武岩纤维混凝土具有良好的力学性能,纤维的掺量和制备工艺的不同均会在不同程度上影响其抗劈拉性能。     

短切玄武岩纤维增强混凝土抗劈拉力学性能研究

为了研究短切玄武岩纤维增强混凝土(BFRC)基本力学性能及其受纤维掺量的影响。通过试验的方法,开展了这种新型复合建筑材料在不同纤维体积掺量情况下的抗劈拉力学性能研究。试验结果表明:混凝土掺入0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%六种不同体积含量的玄武岩纤维后,混凝土的坍落度出现不同程度的降低,试件的劈拉强度得到不同程度的提高,且提高幅度与连续玄武岩纤维(CBF)的体积掺量有直接关系。对比直掺法和预处理法两种制备工艺,在条件相同时下,预处理掺入方法所制备的BFRC的增强、增韧效果要优于直掺法制备的BFRC。结论:玄武岩纤维混凝土具有良好的力学性能,纤维的掺量和制备工艺的不同均会在不同程度上影响其抗劈拉性能。     

冻融作用下BFRC轴向拉伸本构模型研究

设计了5组不同玄武岩纤维体积掺量(0、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%)的混凝土试件,并对其进行了冻融循环试验和轴向拉伸试验。结果表明,玄武岩纤维提高了混凝土的轴向拉伸强度,纤维掺量越大,峰值应力越大,峰值应变也相应提高,试件表现出较好的延性破坏特征。冻融循环过程降低了混凝土轴向拉伸强度,而玄武岩纤维可以减弱混凝土的冻融损伤。玄武岩纤维的最佳体积掺量为0.3%。通过对试验数据进行拟合,得到了玄武岩纤维混凝土(BFRC)的轴向拉伸应力-应变本构关系和冻融损伤演化方程,并在此基础上建立了BFRC在冻融环境下的轴向拉伸应力-应变本构模型。     

冲击荷载下玄武岩纤维混凝土动态力学特性试验研究

采用φ50 mm的分离式霍普金森压杆装置（SHPB）分别对不同纤维体积掺量（0、0.1%、02%、0.3%）的玄武岩纤维混凝土在50～200 s-1应变率范围下进行了动态力学性能试验，得到了不同纤维体积掺量和不同应变率下的动态应力-应变曲线。试验结果表明，玄武岩纤维混凝土材料对应变率较为敏感，其峰值应力、DIF、峰值应变、冲击韧度都随应变率的增加呈增长趋势，但玄武岩纤维混凝土的力学性质受纤维体积掺量的影响较为复杂。试验证明玄武岩纤维的加入可进一步提高混凝土的抗压强度，同时在中高应变率下纤维的加入进一步提高了混凝土的韧性，通过对静、动态力学各性能进行，分析认为0.1%的玄武岩纤维体积掺量对各力学的提升性能最优。     

BFRC中玄武岩纤维分散性与弯曲韧性试验研究

提出了一种有助于纤维分散的搅拌工序,给出了一种测量纤维分散性的简易方法,分析了不同纤维掺量(5 kg/m³、10 kg/m³、15 kg/m³)对玄武岩纤维混凝土(BFRC)的纤维分散性、基本力学性能及弯曲韧性的影响。结果表明,搅拌工序可使纤维在基体中均匀分散,亦可降低纤维在搅拌过程中的损伤;随纤维掺量的增加,BFRC力学性能先提高后降低,其对BFRC弯曲韧性试验中的峰值强度、残余强度及弯曲韧性值的影响规律亦是如此;BFRC的力学性能及弯曲韧性在纤维掺量为10 kg/m³时最佳。     

碳纤维混凝土动态压缩力学性能的试验研究

采用φ100mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,研究了不同体积掺量(Vcf)的碳纤维混凝土(CFRC),在多个应变率条件下的动态压缩力学性能,得到了应力-应变曲线.结果表明,CFRC的强度随应变率的增加而近似呈线性增长,纤维体积掺量为O.3%碳纤维混凝土变形能力较好.分析了试件的加载波形图和应变率时程曲线,试验中近似恒应变率加载时间比例大于50.2%.在相同应变率范围内,CFRC的破坏程度与素混凝土相比较轻,说明碳纤维的加入增强了混凝土的抗冲击件能.     

短切浸胶玄武岩纤维增强混凝土抗压性能试验研究北大核心

为了研究短切玄武岩纤维增强混凝土(BFRC)基本力学性能及其受纤维掺量的影响。通过试验的方法,开展了这种新型复合建筑材料在的不同纤维体积掺量情况下的抗压强度研究。试验结果表明:混凝土掺入0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%和0.3%六种不同体积含量的玄武岩纤维后,混凝土的坍落度出现不同程度的降低,试件的抗压强度得到不同程度的提高,且提高幅度与玄武岩纤维的体积掺量有直接关系。对比直掺法和预处理法两种制备工艺,在条件相同时下,预处理掺入方法所制备的BFRC的增强、增韧效果要优于直掺法制备的BFRC。结论:玄武岩纤维混凝土具有良好的力学性能,纤维的掺量和制备工艺的不同均会在不程度上影响其抗压强度。     

短切浸胶玄武岩纤维增强混凝土抗压性能试验研究

为了研究短切玄武岩纤维增强混凝土(BFRC)基本力学性能及其受纤维掺量的影响。通过试验的方法,开展了这种新型复合建筑材料在的不同纤维体积掺量情况下的抗压强度研究。试验结果表明:混凝土掺入0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%和0.3%六种不同体积含量的玄武岩纤维后,混凝土的坍落度出现不同程度的降低,试件的抗压强度得到不同程度的提高,且提高幅度与玄武岩纤维的体积掺量有直接关系。对比直掺法和预处理法两种制备工艺,在条件相同时下,预处理掺入方法所制备的BFRC的增强、增韧效果要优于直掺法制备的BFRC。结论:玄武岩纤维混凝土具有良好的力学性能,纤维的掺量和制备工艺的不同均会在不程度上影响其抗压强度。     

浸胶短切BFRC抗冻融性能试验

针对浸胶短切玄武岩纤维对增强混凝土(BFRC)耐久性的作用,通过试验测试其相对动弹性模量和质量损失的方法,研究冻融循环对材料性能的不利影响,并进行回归分析。试验结果表明:掺入浸胶短切玄武岩纤维以后,改变了原有基材的力学性能。与普通混凝土相比BFRC经过冻融循环后其相对动弹性模量下降缓慢,而且其质量损失明显减缓,这与混凝土的内部结构改变直接相关。对于掺入固定体积率的浸胶短切BFRC的冻融循环次数与相对动弹性模量下降百分比、冻融循环次数与质量损失百分比之间的关系均可以用二次多项式回归公式进行预测,且拟合度很高。     

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。     

玄武岩纤维混凝土力学性能与增韧机理研究

玄武岩纤维作为一种新型的工程纤维,已经引起了材料界与工程界的广泛关注。本试验研究了玄武岩纤维掺量分别为0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 kg/m3情况下,玄武岩纤维混凝土的力学性能,并对其增强增韧机理进行了分析。试验结果表明:玄武岩纤维混凝土破坏形式体现出脆性破坏的特性,其28 d抗压强度较素混凝土提高了为5%~10%,但其掺量超过1.5 kg/m3后,其抗压强度呈下降的趋势。玄武岩纤维混凝土其韧性有较大幅度的提高,抗折强度较素混凝土提高了21%~29%,其抗冲击性能是基准混凝土的1.4倍~3.1倍。玄武岩纤维在混凝土基体中呈三维乱向均匀分布,起到了"二次微加筋"作用,通过纤维与水泥基体间的摩擦与纤维的拉拔作用,及基体中裂缝的萌生与扩展从而消耗基体的能量,起到增强增韧的作用。     

玄武岩纤维再生混凝土冻融后的弯曲疲劳特性

基于中国北方地区气候特点及混凝土路面的受力特征,研究冻融损伤对玄武岩纤维再生混凝土(BFRC)弯曲疲劳特性的影响。首先对BFRC采用快冻法进行冻融循环试验,研究BFRC的冻融损伤形貌、质量、相对动弹性模量和相对抗折强度的变化; 然后针对经历不同冻融循环次数后BFRC的弯曲疲劳特性进行了试验研究,分析了冻融循环次数与应力水平对BFRC疲劳寿命的影响规律; 最后基于两参数Weibull分布理论对BFRC的疲劳寿命进行分析,预测了不同失效概率下的疲劳寿命并建立了失效概率为0.05和0.5下的双对数疲劳方程。结果表明:随着冻融循环次数的增加,试件表面损伤程度和质量损失率逐渐增大,相对动弹性模量和相对抗折强度逐渐下降,当冻融循环达到225次时,BFRC的相对动弹性模量和相对抗折强度与冻融循环前相比分别下降了12.4%和35.1%; 随着冻融循环次数和应力水平的增加,弯曲疲劳寿命逐渐减小; BFRC经冻融循环后的弯曲疲劳寿命服从两参数Weibull分布,失效概率为0.5的预测疲劳寿命与试验所得平均疲劳寿命十分接近; 建立的双对数疲劳方程能较好地反映冻融后BFRC应力水平S与疲劳寿命N之间的关系,研究成果为BFRC在路面结构中的安全应用提供可靠依据。     

玄武岩纤维混凝土力学性能试验研究

玄武岩纤维是一种纯天然的无机非金属材料,被誉为2l世纪无污染的"万能"纤维,将玄武岩纤维用水泥净浆包裹,再与混凝土搅拌而制成的玄武岩纤维混凝土(BFRC),其基本力学性能有较好的提高.随着玄武岩纤维掺量的增加,BFRC的抗压强度逐渐增加,尤其早期强度提高明显,劈拉、弯拉强度也有不同幅度的增加;SEM照片显示,BFRC中纤维与水泥石界面的联结性比较好,且混凝土的孔隙率低.最后进一步分析了玄武岩纤维对混凝土基本力学性能的增强机理.     

钢纤维增强混凝土动态力学性能及HJC本构模型参数标定

探讨了不同体积掺量钢纤维和镀铜钢纤维对混凝土动态力学性能的影响,以及标定本构模型参数对钢纤维混凝土和镀铜钢纤维混凝土的适用性。在高强混凝土中掺加0.5%、1%、1.5%体积掺量的钢纤维制备7组试件,分别进行静态力学性能试验和分离式霍普金森压杆试验（SHPB）,基于静态、动态力学结果修正Holmquist-Johnson-Cook（HJC）本构模型参数,并利用有限元分析软件验证HJC模型参数的有效性。结果表明,在0.5%、1%、1.5%体积掺量下,混凝土动态峰值抗压强度随纤维掺量的增加而提高。标定的HJC模型对钢纤维混凝土的动态峰值抗压强度预测效果良好,模拟得到的应力-应变曲线与SHPB试验结果大致吻合。以侵蚀准则模拟得到动态冲击试验试件破坏过程,为钢纤维混凝土的抗冲击设计提供参考。     

不同掺合料对透水混凝土性能的影响

利用正交试验方法研究了硅灰掺量(3％、5％、7％)、偏高岭土掺量(8％、10％、12％)与聚丙烯纤维体积掺量(1％、2％、3％)对透水混凝土力学性能、渗透性能和耐久性能的影响.正交试验结果表明:硅灰对透水混凝土力学性能的影响较为显著,纤维对透水混凝土连续孔隙率的影响较为显著;得出推荐掺量为:硅灰掺量为7％、偏高岭土掺量...     

高掺量聚丙烯纤维混凝土动力性能的SHPB试验研究

为研究高掺量聚丙烯纤维混凝土的动力性能，本文首先配制了三种抗压强度等级的高掺量聚丙烯纤维混凝土，然后采用变截面大尺寸分离式霍普金森压杆（SHPB）对其进行试验研究。试验结果表明：高掺量聚丙烯纤维的加入使中、高强混凝土承受动载时的破坏应变增大，发挥了一定的耗能、阻裂作用，并可以改善混凝土承受动载时的破坏形态。     

生态型RPC材料的动态力学性能

以质量分数为 5 0 %～ 6 0 %的超细工业废渣取代水泥 ,以普通黄砂取代磨细石英砂 ,制备了两个不同配比的生态型RPC材料 ,利用分离式Hopkinson压杆装置研究了应变速率、纤维掺量和基体组成对ECO RPC各项动态力学性能及破坏形态的影响。结果显示 ,生态RPC材料具有应变率强化效应、峰值荷载及破坏应变随应变率的提高而增加。纤维增强的生态RPC材料的各项动态力学性能优于RPC基体 ,且在破坏过程中表现出极大的韧性和延性。多元超细工业废渣的复合效应优化了基体微观结构 ,增强了纤维与基体的界面粘结 ,促进了破坏形态从脆性向韧性的转化。