玄武岩-聚丙烯纤维增强混凝土力学性能、渗透性能和孔结构研究

为了探究玄武岩-聚丙烯纤维增强混凝土的力学性能、渗透性能以及孔结构情况，开展了不同体积掺量下增强混凝土试验。结果表明：在体积掺量0～0.2%范围内，抗压强度随纤维掺量增加先增大后减小，玄武岩纤维、聚丙烯纤维掺量均为0.05%时抗压强度最大，提升幅度达到9.2%;劈拉强度随纤维的掺入均增大，且玄武岩纤维对劈拉强度的提高效应大于聚丙烯纤维；玄武岩纤维和聚丙烯纤维可有效降低混凝土的抗渗性，但是超过最佳纤维掺量时，对混凝土抗渗性产生不利影响。计算得到了玄武岩-聚丙烯纤维增强混凝土分形维数，分形维数与抗压强度呈现良好的正相关关系，而与电通量呈现良好的负相关关系。研究成果可供开展纤维增强混凝土试验的研究人员参考。     

不同纤维改良水下抗分散混凝土性能试验研究

为提高水下抗分散混凝土的工作和力学性能,利用钢纤维和聚乙烯醇(PVA)纤维对水下抗分散混凝土进行改良。结果表明：随着钢纤维掺量的增加,混凝土的坍落度、坍扩度、悬浊物含量以及浊度值逐渐减小,且减小幅度越来越大,而抗压强度和抗折强度则近似呈线性增长;随着PVA纤维掺量的增加,混凝土的坍落度、坍扩度、悬浊物含量以及浊度值也逐渐减小,但抗压强度和抗折强度均是呈先增大后减小的变化特征,当PVA掺量为0.15%和0.10%时,抗压强度和抗折强度分别达到最大值;通过技术经济性指标综合分析,认为宜优先选用PVA纤维对混凝土进行改良,且当水胶比为0.35,PVA掺量为0.10%时,经济性较好。     

增稠剂掺量对PVA-ECC 性能的影响

本文以聚乙烯醇(PVA)纤维为增强材料的ECC(Engineered Cementitious Composites)砂浆作为研究对象,采用不同掺量的增稠剂,通过砂浆轴向拉伸试验、抗压强度和抗折强度试验,来研究增稠剂掺量对PVA-ECC性能的影响。试验结果表明,增稠剂有明显的增稠和保水作用,合适的增稠剂掺量可以增加ECC砂浆的黏聚性,显著减轻砂浆的泌水,改善纤维在砂浆中的分散均匀性,从而消除纤维的结团现象。PVA体积掺量1%情况下,当增稠剂掺量为0.10%～0.15%时,PVA-ECC既具有较高的抗拉强度也具有较高的极限拉伸变形能力,能够较好的改善PVA-ECC的力学性能和变形性能。     

纳米SiO2和纳米Fe2O3掺量对混凝土性能的影响

研究了纳米SiO_2和纳米Fe_2O_3掺量对混凝土坍落度、力学性能、抗盐冻性能以及抗渗性能的影响,并进一步采用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)分析了纳米改性混凝土在浓度为3%的NaCl溶液中冻融循环试验前后微观形貌和元素组成的差异。结果表明:在低掺量下,掺入纳米材料对混凝土的和易性无显著不利影响,且当掺量为1.2%时,纳米改性混凝土的各项性能最优。掺加纳米SiO_2和纳米Fe_2O_3均能促进水泥浆体的水化深度,改善混凝土密实性,并形成一定的粗糙结构从而阻止微裂纹扩展,提高混凝土的抗压和抗折强度,降低电通量和冻融质量损失率,增大混凝土相对动弹性模量。而同等掺量下,掺加纳米SiO_2的效果比掺加纳米Fe_2O_3的效果好。     

高性能铁尾矿细骨料再生混凝土碳化力学性能试验研究

为了提高废弃物的利用程度,以交通工程所用混凝土为研究对象,对不同铁尾矿细骨料掺入比例下的再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度及其变形性能进行试验研究.结果表明:尾矿掺量的增加,使混凝土的立方体抗压强度在碳化前后均出现先增大后降低的趋势,峰值点时掺量为30％;使劈裂抗拉强度值与轴心抗压强度值出现不同的波动,但碳化前后的峰值...     

PVA纤维-纳米SiO2对混凝土抗疲劳性能的影响及机理分析

为研究PVA纤维和纳米SiO₂的掺入对混凝土抗疲劳性能的影响，设计了单掺PVA纤维(P组)、单掺纳米SiO₂(S组)和混掺PVA纤维与纳米SiO₂(SP组)3组试件，对其展开疲劳后的单轴压缩试验，以经历疲劳荷载后混凝土试件的相对动弹性模量和抗压强度，作为分析评价不同掺料方式对混凝土疲劳性能影响的评价指标，并利用SEM电镜扫描试验研究了掺合料的微观作用机理。结果表明：3组混凝土较普通混凝土在抗疲劳性能上都有明显的提升，S组在提高混凝土强度方面表现最为明显；而SP组能够更有效地抑制混凝土内部劣化损伤的发展。从作用机理上来讲，PVA纤维是通过提高混凝土各单元间的抗拉能力，有效降低了混凝土在疲劳荷载作用下的损伤破坏，相当于延长了混凝土的破坏过程；而纳米SiO₂则是通过参与反应生成C-S-H(水化硅酸钙)凝胶填充混凝土薄弱区，提高了混凝土的抗压强度，相当于提高了混凝土在疲劳荷载作用下的破坏起点。研究成果对混凝土结构抗疲劳设计有参考价值。     

含白云石粗骨料超高性能混凝土的性能试验研究

为了降低超高性能混凝土(UHPC)中水泥等胶凝材料的用量,掺入白云石粗骨料(CDA),制备了含CDA的UHPC,并探讨了粗骨料含量和钢纤维体积掺量对UHPC抗压强度、弯曲强度、弹性模量、单轴拉伸性能以及耐磨性能的影响。结果表明:随着CDA含量的增加,UHPC弹性模量的显著提升,而抗压强度和弯曲强度则先上升后下降;钢纤维体积掺量的增加,增大了含CDA的UHPC的抗压强度、初裂强度、峰值强度和断裂耗能,降低了试件历经磨损后的质量损失和磨损深度,优化了其单轴拉伸性能和耐磨性能;当CDA含量为200 kg/m³、钢纤维体积掺量为1.5%时,制备的UHPC各项性能综合最佳。研究成果可供超高性能混凝土研究人员参考。     

东北地区水利工程中聚丙烯腈纤维混凝土的应用分析

针对气候寒冷的东北地区,通过试验探讨了聚丙烯腈纤维混凝土在不同掺量、不同温度条件下的力学与变形性能、抗裂性与耐久性。试验表明：砂浆中掺入聚丙烯腈纤维可有效提升其抗裂性能;常温下聚丙烯腈纤维的掺入在一定程度上弱化了混凝土性能,低温下掺0.4%聚丙烯腈纤维的混凝土变形与弹性模量、抗压强度都较高,冻融循环后的质量损失率较低。因此,掺0.4%聚丙烯腈纤维可以明显改善混凝土的抗冻性、抗裂性以及低温力学性能,在水利工程项目中具有广泛的应用前景。     

聚丙烯纤维硅粉水泥土力学性质试验研究

在硅粉水泥土中掺加聚丙烯纤维配制试样,进行无侧限抗压强度试验和不同围压下的三轴试验,结果表明:聚丙烯纤维的掺加可以有效提高水泥土体的强度,且土体强度随纤维掺加量的增加而增强;随着围压的提高,水泥土试件的破坏应力和破坏应变均逐渐增大,掺入聚丙烯纤维的水泥土试件在不同围压下的破坏应力均高于同条件下未掺加纤维的试件。     

聚丙烯纤维混凝土冻融后力学性能试验研究

以聚丙烯纤维的掺量和长度为变化参数,对混凝土试件冻融循环50次、100次和150次后的抗压强度、劈拉强度、抗弯强度进行了测试。结果表明,掺入聚丙烯纤维后,混凝土的抗冻性能明显增强,最佳聚丙烯纤维掺量为0.9 kg/m^3。     

基于欧洲规范的钢纤维陶粒混凝土力学性能试验研究

在欧洲规范ＣＥＢ－ＦＩＰＭｏｄｅｌＣｏｄｅ1990可计算出普通混凝土任意龄期的抗压强度、劈拉强度与 弹性模量的基础上,通过测试不同钢纤维掺量的陶粒混凝土在不同龄期（1ｄ、2ｄ、3ｄ、5ｄ、7ｄ、14ｄ、28ｄ） 时的抗压强度、劈拉强度和弹性模量,并与理论值作对比,验证现有欧洲规范对钢纤维陶粒混凝土力学 性能随龄期发展规律预测的适用性和准确性。研究表明:欧洲规范对钢纤维陶粒混凝土力学性能随龄 期发展规律在最初的5ｄ或3ｄ并不适用;采用1ｄ、28ｄ抗压强度、劈拉强度与弹性模量计算其他各龄期 的抗压强度、劈拉强度与弹性模量小于采用7ｄ、28ｄ抗压强度、劈拉强度与弹性模量计算得到的相对误 差的最大值。建议采用1ｄ、28ｄ的抗压强度、劈拉强度和弹性模量计算掺钢纤维的陶粒混凝土任意龄 期的抗压强度、劈拉强度与弹性模量。     

PVA纤维掺量对水工混凝土抗裂性能的影响

为考察聚乙烯醇(PVA)纤维掺量对水工混凝土抗裂性能的影响,测试了0(基准)、0.1%、0.2%和0.3%等PVA纤维掺量下混凝土的力学、变形和早期抗裂性能。结果表明:0.1%掺量时混凝土坍落度由175 mm下降到80 mm,下降幅度超过了50%;PVA纤维混凝土抗压强度、轴向抗拉强度和抗拉弹性模量略有降低,极限拉伸值变化不明显,与基准组相比,0.1%、0.2%和0.3%掺量时混凝土单位面积上的总开裂面积分别降低了38%、60%和45%;0.1%掺量时干缩率最低,0.2%和0.3%掺量时略有增加。基于上述结果,建议PVA纤维体积掺量为0.1%。     

纤维增强水泥复合材料断裂韧性研究

用紧凑试件的拉伸试验方法研究了碳纤维和聚丙烯纤维对掺入了30%粉煤灰或10%硅粉的水泥砂浆断裂韧性的影响.对纤维增强水泥砂浆的抗裂增韧机理进行了初步分析.试验结果表明,高弹性模量的碳纤维对水泥砂浆既能增强,又可显著增韧;低弹性模量的聚丙烯纤维对水泥砂浆只能增韧.     

不同纤维及掺量对混凝土的强度影响规律分析

为研究不同纤维与混凝土基质的协同变形作用,针对单掺PVA纤维、单掺UPE纤维以及两者混合掺入3类情况的试样不同龄期不同掺量的强度特性进行了试验分析,研究显示:UPE纤维与混凝土的结合性比PVA纤维好,但难分散,试样的离散性较大;混合纤维(UPE和PVA纤维体积掺量1∶ 1)混凝土比较经济,综合力学性能也最高,其抗折强度...     

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土与变形钢筋粘结破坏试验研究

为研究混杂纤维混凝土的力学特性,以纤维体积率和长径比为关键变量,采用单端中心拉拔试验方法,进行了钢-聚丙烯混杂纤维混凝土(SPHFRC)与带肋变形钢筋粘结破坏的试验研究,建立了粘结强度计算公式。试验结果表明:SPHFRC与变形钢筋之间的粘结强度与SPHFRC的强度正相关。相比于单掺钢纤维混凝土、单掺聚丙烯纤维混凝土和普通混凝土,SPHFRC的极限粘结强度相应提高9.2%、20.8%和26.2%;混杂纤维不仅提高了钢筋周围混凝土的抗拉强度,同时提供了侧向约束,在钢筋混凝土粘结破坏的全过程路径中均发挥着有利作用。本文提出的SPHFRC与变形钢筋粘结强度计算公式明确清晰,适用性良好,为促进混杂纤维钢筋混凝土的应用提供有益的探索。具有互补性的混杂纤维,在正混杂效应下,可有效提高混凝土的综合力学性能。本研究可为相应技术规程提供理论支持与试验依据。     

非晶合金纤维增强水泥砂浆性能试验研究

以钢纤维为对比,研究了不同掺量的非晶合金纤维对水泥砂浆流动性、抗压和抗折强度的影响,提出了预测非晶合金纤维混凝土抗折强度的经验公式,并采用扫描电子显微镜观察纤维与基体的粘结状态。结果表明:与钢纤维相比,非晶合金纤维显著提高了砂浆的力学性能。1.0%掺量下非晶合金纤维增强砂浆28 d抗压强度和抗折强度与未掺纤维试样相比分别增加了28.6%和51.9%,与相同掺量下钢纤维增强砂浆相比分别增加了9.9%和14.5%。非晶合金纤维抗拉强度高,抗腐蚀性能强,在砂浆中分散均匀,与砂浆基体粘结良好,在较低掺量下即可有效提高砂浆的抗压和抗折强度,增加砂浆的韧性。     

水泥砂浆受硫酸钠侵蚀时力学特性的尺寸效应研究

为了解水泥砂浆试件经海水侵蚀时的尺寸效应,分别采用3种尺寸的正方体试件放在硫酸钠溶液中侵蚀,后每隔一定时间取出部分试件进行单轴压缩试验,分析不同尺寸试件的单轴抗压强度、峰值应变和弹性模量的差异。研究结果表明试件经硫酸钠侵蚀时强度的尺寸效应存在一个临界值,随着试件尺寸的增加,侵蚀对强度的影响效应会呈现增加后减小的规律;不同尺寸的试件经硫酸钠侵蚀时,其峰值应变和弹性模量的差异没有强度的差异明显。     

膨润土种类及掺量对塑性混凝土性能的影响

通过塑性混凝土和易性、抗压强度、弹性模量和相对渗透系数试验,对比分析钠基膨润土和钙基膨润土对塑性混凝土和易性、抗压强度、弹性模量和相对渗透系数的影响。结果表明:塑性混凝土和易性满足要求;同一龄期下随着膨润土掺量的增加,塑性混凝土的抗压强度和弹性模量都降低,但掺钠基膨润土的塑性混凝土抗压强度和弹性模量比掺钙基膨润土的塑性混凝土抗压强度和弹性模量高约1.5倍;前者的相对渗透系数小于后者;塑性混凝土中膨润土的掺量不宜超过60%,宜控制在20%～40%之间;宜用90 d龄期作为塑性混凝土力学性能试验的标准养护龄期。     

轻骨料混凝土抗压强度的影响因素研究

在细观层次上将轻骨料混凝土看成是砂浆基体、骨料夹杂和界面层组成的三相复合材料,在此基础上,运用细观力学均质化理论,对混凝土的抗压强度进行了数值模拟,分别探讨了骨料和水泥砂浆的杨氏模量比和轻骨料的体积百分比对混凝土和骨料的抗压强度比的影响。研究发现:骨料与基体的杨氏模量比存在一个临界值,当小于临界值时,混凝土的强度由界面层的抗压强度控制;当大于临界值时,混凝土的强度由骨料的抗压强度控制。     

水工结构破坏性动力模型试验仿真混凝土性能研究

在水工结构破坏性动力模型试验中,根据相似比控制模型材料的密度、弹性模量和强度等多项力学性能与原型材料对应相似是决定试验成果合理可信的关键技术。为改进和提高仿真混凝土的相似性,以粗骨料、细骨料、水泥为控制变量设计不同配比方案,对其力学性能进行测试,并进一步对比研究了不同细骨料及其不同组分对仿真混凝土性能的影响。试验研究发现,相比常用的硫酸钡粉和矿石粉,滑石粉作为细骨料可以有效降低仿真混凝土的强度和弹性模量,控制仿真混凝土的密度和拉压强度比接近常规混凝土,滑石粉不失为仿真混凝土细骨料的一种选择。试验得出重晶石砂、硫酸钡粉、矿石粉、滑石粉、水泥等不同组分对仿真混凝土材料性能的影响规律,可为确定相似比模型试验中仿真混凝土材料的配比提供有益参考。