微细钢纤维磷酸镁水泥砂浆的基本力学性能

为发挥磷酸镁水泥快硬早强、高粘结特性和微细钢纤维优异的增强增韧作用,配制了微细钢纤维磷酸镁水泥砂浆,研究了龄期、砂灰比、水灰比、纤维掺量及缓凝剂类型对磷酸镁水泥砂浆抗压、抗折强度及折压比的影响,并探索了微细钢纤维对不同水泥类型砂浆的增强效果。结果发现:微细钢纤维磷酸镁水泥砂浆早强特性显著;磷酸镁水泥水化物与钢纤维粘结性能突出,微细钢纤维对磷酸镁水泥基体的增强增韧效果优于对普通硅酸盐和硫铝酸盐水泥的效果,随纤维掺量增加,抗压和抗折强度显著提高,折压比逐渐增大;相对硼砂缓凝剂,掺量合适的复合缓凝剂可改善磷酸镁水泥基体与钢纤维界面,使钢纤维增韧效果更突出。     

微细钢纤维高强水泥砂浆板嵌入式加固梁受剪试验研究

选用强度高、韧性好和耐久性强的微细钢纤维高强水泥砂浆作为加固材料,采用结构胶粘结加螺栓的锚固方式,提出了微细钢纤维高强水泥砂浆板嵌入式加固钢筋混凝土梁的方法。通过受剪试验,分析了加固梁受剪破坏形态、荷载挠度曲线、荷载特征值、加固板和弯剪区混凝土应变等,通过与未加固梁对比,分析了加固效果。试验结果表明,微细钢纤维高强水泥砂浆板改变了裂缝形态,延缓了临界斜裂缝的产生,减小了破坏时裂缝的宽度,增加了梁体整体刚度,显著提高了抗剪承载力;间距过大时斜裂缝经过的加固板数量过少加固效果较差,但加固板数量太多,加固时开槽、钻孔对梁体界面削弱较大,反而影响加固效果,板间距适中时最佳,本试验中最优间距为150 mm。     

钢纤维对磷酸镁水泥基修补材料韧性的影响

为了研究钢纤维对磷酸镁水泥基修补材料(MPCMR)韧性的影响规律,对钢纤维MPCMR进行了抗压强度、抗折强度、抗冲击试验和弯拉试验,采用折压比、抗冲击韧性和弯曲韧性对MPCMR的韧性进行了分析,并与普通硅酸盐水泥基修补材料(PORM)和硫铝酸盐水泥基修补材料(SACRM)进行了对比。结果表明:当钢纤维的体积掺量为1.2%时,MPCRM折压比达到最大值(为0.22);钢纤维的体积掺量在1.2%~1.6%时,钢纤维MPCRM的抗冲击韧性最佳,荷载-挠度曲线更加饱满,二次强化更明显;当钢纤维的体积掺量为1.6%时,钢纤维MPCRM的相对剩余强度达到了最大值(为88.78%);与PORM-1.2和SACRM-1.2相比分别提高了9.11%和12.35%;钢纤维对MPCRM的韧性提高具有更好的效果。     

基于STM理论钢纤维混凝土深受弯构件裂缝宽度试验研究

通过7根钢纤维混凝土深受弯构件的弯曲性能试验,分析了钢纤维掺量及配筋率对深受弯构件跨中截面混凝土应变、纵筋应变、破坏形态及裂缝宽度的影响。基于STM理论量化钢纤维、钢筋以及混凝土三者在受力过程中的组合作用,提出了适用于钢纤维混凝土深梁最大裂缝宽度的理论计算式,并与实测结果进行比对分析。研究结果表明:较普通深受弯构件而言,钢纤维混凝土深受弯梁的开裂荷载增幅11%~20%,极限荷载提高10%~16%,提高配筋率,开裂荷载提高约22%,极限荷载提高20%~31%;提高配筋率或钢纤维掺量,均可使试件破坏模式由正截面破坏向斜截面破坏转变;钢纤维掺加50、78 kg/m^3后,裂缝宽度可减少13%~29%;试件配筋率提高0.142%,裂缝宽度减少33%;推导出的理论计算式计算得到的最大裂缝宽度与实测值吻合。     

氯氧镁水泥道路混凝土弯曲增韧性能研究

为提高氯氧镁水泥(简称镁水泥)混凝土的弯曲韧性,将0.25%、0.5%、0.75%、1%聚丙烯纤维及0.5%、1%、1.5%钢纤维分别掺入镁水泥砂浆中,测试其7 d抗折抗压强度及对应的荷载-挠度韧性指数,通过试验测试结果分析各自增韧效果,并在镁水泥混凝土中作进一步验证。结果表明:掺加聚丙烯纤维与钢纤维均可以增加镁水泥混凝土的强度;当单掺0.8%聚丙烯纤维或单掺1%钢纤维时,对镁水泥混凝土韧性增强效果最好;当混掺1%钢纤维+0.8%聚丙烯纤维时,镁水泥混凝土的韧性增强效果较好。     

磷酸钾镁水泥砂浆抗氯离子渗透性研究

为了研究磷酸钾镁水泥(MKPC)砂浆抗氯离子渗透性能,通过与普通硅酸盐水泥砂浆对比,进行在不同掺合料情况下的电通量试验。试验结果表明:磷酸钾镁水泥砂浆的电通量远低于硅酸盐水泥砂浆,因而其抗氯离子渗透性能要优于硅酸盐水泥基材料;掺用硅灰和粉煤灰可以较好的降低磷酸钾镁水泥砂浆的电通量,两种掺合料混掺后使磷酸钾镁水泥砂浆的抗氯离子渗透性能更好。     

磷酸镁水泥基材料收缩影响因素研究

试验研究了水泥细度、胶砂比、缓凝剂掺量、水胶比等因素对磷酸镁水泥基材料收缩性能的影响。研究结果表明：磷酸镁水泥净浆的收缩值在7d前发展迅速,之后增长变缓;而磷酸镁水泥砂浆的收缩值则是在28d后才趋于稳定。磷酸镁水泥砂浆的收缩值大大低于普通硅酸盐水泥砂浆的收缩值。磷酸镁水泥基材料的收缩值随着磷酸镁水泥比表面积、胶砂比和水胶比增大而增加;而减少缓凝剂硼砂的掺量和掺人粉煤灰则可在一定程度上降低磷酸镁水泥砂浆的收缩。     

纵筋焊接锚固型钢纤维高强混凝土牛腿受剪性能试验研究

牛腿构件受力纵筋采用焊接锚固形式,通过6个高强混凝土牛腿构件的受剪加载试验,研究高强混凝土牛腿的受力机理及破坏模式,分析剪跨比和钢纤维掺量对牛腿受剪性能的影响。结果表明:随着剪跨比的增大,牛腿开裂荷载和极限承载力显著降低;随着钢纤维掺量的增加,牛腿开裂荷载显著增加,裂缝宽度、极限承载力得到改善。     

废轮胎钢纤维混凝土的弯曲韧性试验研究

为探析废轮胎钢纤维混凝土在道路工程中的应用前景,采用ASTM C1018对比测试了不同掺量的废轮胎钢纤维和普通钢纤维对水泥混凝土弯曲韧性的影响。结果表明:废轮胎钢纤维对混凝土韧性具有明显提高作用;随钢纤维掺量的增加,初裂后的荷载-挠度曲线更趋饱满、荷载二次峰值不断提高,混凝土越接近理想弹塑性材料;废轮胎钢纤维混凝土的韧性低于普通钢纤维,若要达到相同韧度,其掺量需较普通钢纤维高25%~45%。     

不锈钢钢筋钢纤维混凝土梁撞击力学性能试验研究

为研究不锈钢钢筋钢纤维混凝土(SFSRC)梁在冲击荷载作用下的动态力学性能,采用超高重型多功能落锤冲击试验系统,对4根不同掺率的SFSRC梁进行落锤冲击试验。结果表明：钢纤维体积掺量由0%提升至2%的过程中,试件冲击力峰值逐渐增加,跨中峰值位移逐渐降低,整体的耗能阻裂能力逐渐增强,破坏模式由弯剪破坏向弯曲破坏过渡;而钢纤维体积掺量由2%提升至3%的过程中,试件冲击力峰值增长缓慢,跨中峰值位移反而增大,破坏模式由弯曲破坏向弯剪破坏过渡。钢纤维的掺入可以明显抑制梁锤接触区域的局部损伤,并提升试件的抗冲击刚度;较高冲击能量下,与普通混凝土相比,钢纤维混凝土能充分使不锈钢钢筋发挥作用,试件表现较好的延性。     

普硅水泥和低碱度硫铝酸盐水泥复合体系性能的研究

研究了在不同普通硅酸盐水泥掺量下,硫铝酸盐水泥基复合胶凝材料的流动度,凝结时间和水泥砂浆强度性能的影响。研究结果表明:普通硅酸盐水泥掺量小于50%时,普硅水泥-低碱度硫铝酸盐水泥混合体系的凝结时间和流动度随着普硅水泥掺量的增加而减小。随普通硅酸盐水泥掺量的增加,复合水泥砂浆的强度先减小后增大,当掺量为40%时水泥砂浆的强度达到了最大值。利用XRD和SEM微观测试手段对硫铝酸盐水泥基复合胶凝材料的水化产物和水化机理进行了分析和讨论。     

硅灰与超塑化剂对钢纤维与水泥基体界面的影响

用两端带弯钩的钢纤维制作钢纤维增强混凝土梁形试件,研究了用硅灰代替不同量的普通硅酸盐水泥并通过掺加超塑化剂以降低混凝土的水灰比,发现当用硅灰代替10％水泥并同时使水灰比由0.5降至0.37,可使钢纤维增强混凝土小梁的抗弯极限强度与韧性分别提高了79％和63％,拔出试验结果表明,掺硅灰并同时掺塑化剂以降低水灰比有助于提高钢纤维与水泥砂浆的界面粘结强度。对钢与水泥基体界面区微观结构的研究结果表明,掺硅灰与降低水灰比可减少CH晶体在界面区的富集并消弱其取向性,增加C-S-H凝胶的含量并使界面区的孔结构得以明显改善,钢纤维增强混凝土的宏观力学性能与纤维——水泥基体的界面区微结构密切相关。     

新型连续端钩钢纤维增韧混凝土残余弯拉强度分析

为了研究不同钢纤维掺量、不同胶凝材料组成对混凝土残余弯拉强度的影响,根据金属纤维混凝土测试方法测试了钢纤维掺量为30kg/m~3与40kg/m~3的新型连续端钩型钢纤维增韧混凝土的载荷和切口张开位移值(CMOD)或挠度曲线图。试验结果表明,随着钢纤维掺量的增加,钢纤维混凝土残余弯拉强度及极限抗折强度均随之增加;硅酸盐水泥复掺硫铝酸盐水泥的钢纤维混凝土残余弯拉强度及极限抗折强度较普通钢纤维混凝土有所降低。钢纤维掺量的提高有助于提高混凝土的增强阻裂能力。     

水泥路面裂缝快速修复材料耐久性分析

采用烧氧化镁、磷酸二氢铵、硼砂等制备水泥路面裂缝快速修复材料,与砂石、水拌和成型磷酸镁快速修复材料砂浆试件,对其耐磨性、耐侵蚀性、抗冻性和渗水性等耐久性能进行研究。结果表明,磷酸镁快速修复材料砂浆强度略小于普通水泥砂浆,但其耐磨性优于普通水泥砂浆;在自来水和10%硫酸钠溶液侵蚀下,磷酸镁快速修复材料砂浆的抗折强度损失较小,但其质量损失率远大于普通水泥砂浆;在冻融次数较少时（＜50次）,磷酸镁快速修复材料砂浆的质量损失远小于普通水泥砂浆,当冻融循环次数超过60次,其质量损失大于普通水泥砂浆;磷酸镁快速修复砂浆表现出良好的抗渗性能。     

纤维橡胶砂浆的力学性能与砌体轴压试验

为提高橡胶砂浆的力学性能和适用性,通过单掺聚乙烯醇(PVA)纤维或钢纤维、复掺PVA-钢纤维对橡胶砂浆进行改性,探讨其对超声波传播速度、抗折强度和抗压强度的影响。将普通水泥砂浆、20%橡胶砂浆、复掺PVA-钢纤维橡胶砂浆分别与环保压缩砖结合制作砌体,通过试验研究轴心抗压强度和弹性模量。结果表明:掺入PVA纤维或复掺PVA-钢纤维降低了超声波在橡胶砂浆中的传播速度; 掺入PVA纤维或钢纤维提高了橡胶砂浆的抗折强度; 复掺一定量的PVA纤维和钢纤维能有效提高橡胶砂浆的抗压强度; 20%橡胶砂浆的抗压强度比普通水泥砂浆降低了46%,对应砌体的破坏荷载降低了12.8%; 复掺PVA-钢纤维橡胶砂浆的抗压强度比20%橡胶砂浆提高了14.9%,对应砌体的开裂荷载和破坏荷载分别提高了63.4%和4.5%; 掺入适量PVA纤维和钢纤维能改善橡胶砂浆的强度明显低于普通水泥砂浆的缺点,将复掺PVA-钢纤维橡胶砂浆应用于砌体工程能改善结构的隔音性,延缓试件的开裂,提高橡胶砂浆砌体的抗压强度。     

磷酸镁水泥基材料的改性研究

磷酸镁水泥(MPC)是由过烧氧化镁、磷酸盐、缓凝剂及其它改性材料制备而成的无机胶凝材料,与普通硅酸盐水泥相比,MPC具有水化速度快、早期强度高等优点,被广泛应用于土木工程修复领域。简要概括了磷酸镁水泥的性能特点,综述了矿物掺合料对磷酸镁水泥砂浆力学性能影响的研究进展;分析并总结了粉煤灰、硅灰和钢渣等3种常见矿物掺合料单掺或复掺对磷酸镁水泥的改性效果。结果表明,单掺钢渣会降低MPC的抗折强度,提高MPC的抗压强度;单掺粉煤灰会降低MPC的抗压和抗折强度;单掺硅灰及复掺硅灰和粉煤灰对MPC的抗压和抗折强度的影响较小。     

硅灰与超塑化剂对钢纤维与水泥基体界面的影响

用两端带弯钩的钢纤维制作钢纤维增右混凝土梁形试件，研究了用硅灰代替不同量的普通硅酸盐水泥并通过掺加超塑化剂以降低混凝土的水灰比，发现当用硅灰代替10％水泥并同时使水灰比由0.5降至0.37，可使钢纤维增强混凝土小梁的抗弯极限强度与韧性分别提高了70％和63％。拔出试验结果表明，拔硅灰并同时掺塑化剂以降低水灰比有助于提高钢纤维与水泥砂浆的界面粘结强度。对钢与水泥基体界面区微观结构的研究结果表明，掺硅灰与降低水灰比可减少CH晶体在界面区的富集并消弱其取向性，增加C－S－H凝胶的含量并使界面区的孔结构得以明显改善，钢纤维增强混土的宏观力学性能与纤维－－水泥基体的界,在区微结构密切相关。     

混杂纤维喷射混凝土的弯曲韧性

为了研究混杂纤维喷射混凝土的弯曲韧性,采用不同掺量的钢纤维和聚丙烯纤维混杂以及高炉微粉复合超叠加的方法制备600mm×600mm×100mm混杂纤维喷射混凝土方板并置于刚性支撑架上,选用等位移控制对方板进行中心加载。通过生成的荷载—挠度曲线及对其进行积分所得的能量吸收值综合评价各组方板的弯曲韧性,同时,通过破坏过程评价各板裂缝控制能力。试验结果表明:掺入1.2%钢纤维和0.11%聚丙烯纤维的喷射板试件的弯曲韧性优于掺入0.8%钢纤维和0.11%聚丙烯纤维的喷射板,其最大峰值荷载提高了18%,板中心挠度至25mm时的能量吸收值也提高了25.6%;对于仅掺入0.8%单一钢纤维的板,混杂了0.11%聚丙烯纤维后,两种纤维间的正混杂效应使得板中心挠度至25mm时的能量吸收值提高了28.5%;高炉微粉掺量的增加能提高混杂纤维喷射混凝土板的弯曲韧性;混杂纤维喷射混凝土板均展现出了良好的裂缝控制能力,板整体呈现裂而不断的延性破坏。     

钢纤维增强磷酸镁水泥砂浆的性能与应用

研究钢纤维对磷酸镁水泥砂浆流动性、强度、收缩性能及耐磨性能的影响,分析钢纤维增强磷酸镁水泥砂浆的水化及钢纤维作用机理,并探讨该材料在工程应用中应当注意的问题.研究结果表明,掺入钢纤维可显著提高磷酸镁水泥砂浆的强度,降低砂浆的收缩率及提高砂浆的耐磨性能;当钢纤维体积掺量不超过1%时,不会明显降低磷酸镁水泥砂浆的流动性.     

混杂钢纤维混凝土铺装层增强梁顶抗裂性试验研究

针对混凝土连续梁负弯矩区段拉应力过大问题,提出了一种能有效提高抗裂能力和阻止裂缝发展的混杂钢纤维混凝土结构。钢筋混凝土工形梁加载试验破坏后,在此基础上进行了修复处理,设计制作3片高掺量混杂钢纤维混凝土铺装层结构受弯构件,并设置普通混凝土铺装层做对比。试验结果表明:高掺量混杂钢纤维混凝土铺装层能够有效提高构件自身开裂弯矩,显著改善梁体抗裂性能,减小裂缝开展宽度。依据变形协调和静力平衡条件建立了加固工形梁的开裂弯矩计算模式,研究了用高掺量混杂钢纤维混凝土铺装层工形梁的开裂机理。