纤维混凝土冻融损伤试验研究

对普通素混凝土、掺加钢纤维或聚丙烯纤维的混凝土进行了快速冻融循环试验,经过对试件进行强度测试,分析研究了冻融循环后掺加不同纤维的混凝土的力学损伤规律,依据损伤破坏的相关理论,对纤维混凝土的冻融损伤破坏机理进行了分析。以动弹性模量来定义损伤变量,依据试验数据对损伤演变模型进行了拟合。分析和计算结果表明:混凝土中掺加纤维有助于减小冻融循环对试件动弹性模量的影响,提高了混凝土的抗冻性;掺加钢纤维和聚丙烯纤维的混凝土抗压强度和抗弯拉强度损失远小于普通素混凝土,尤其是抗弯拉强度大大提高;结合试验数据对冻融损伤演变方程进行拟合,发现纤维混凝土冻融损伤演变模型有较高的拟合精度,说明该模型能较好地表征本试验的纤维混凝土冻融损伤演变过程。     

冻融对玄武岩纤维混凝土损伤研究

通过对相同配合比的普通混凝土和玄武岩纤维混凝土试件进行冻融循环试验,对不同循环次数后的试件进行质量损失测试和单轴抗压强度测试。对比分析冻融循环后混凝土试件的力学性能,阐述玄武岩纤维对混凝土抗冻性能的增强机理。选取抗压强度为损伤变量,建立混凝土冻融损伤方程,定量分析混凝土损伤演化规律,为低温环境下建筑结构可靠性分析和灾害预测提供依据。     

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。     

冻融环境下纤维混凝土损伤模型研究

通过对单掺钢纤维混凝土与双掺钢纤维、聚丙烯混凝土进行冻融试验,测量冻融后混凝土的质量和相对动弹模损失率,分析混凝土抗压、抗折强度的衰减规律,研究所掺纤维的种类数量对混凝土抗冻性能的影响。试验结果表明,掺入的纤维对混凝土抗折强度有显著提高,而对抗压强度的影响并不明显。混杂纤维混凝土抗冻性优于钢纤维混凝土,更优于普通混凝土。回归分析所得数据,分别以相对动弹模、强度定义损伤变量,建立纤维混凝土冻融损伤模型,发现动弹性模量定义的损伤变量更能够直观反映出三组混凝土试件在冻融循环作用下的损伤程度,并且二次多项式衰减模型能很好的反映出纤维混凝土冻融作用下的损伤程度。     

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。     

冻融循环作用下纤维混凝土的损伤模型研究

通过对4组10 cm×10 cm×40 cm混凝土试件的快速冻融循环试验,以及采用共振法和超声法进行试件的波速和频率测试,得到了冻融循环200次混凝土试件的损伤参量特征值和强度变化规律,论证了超声波速作为损伤参量测试值的合理性,研究了冻融循环对纤维混凝土材料损伤特性的影响因素,分析了纤维混凝土冻融损伤破坏的细观机理,结合动弹性模量和超声波速相对值的变化特点,根据细观损伤力学和数学模拟的方法建立了纤维混凝土冻融损伤本构模型。研究分析和测试计算显示:纤维混凝土冻融损伤模型的计算值与实测值基本吻合,本构模型预测的混凝土损伤特性符合混凝土实际冻融破坏情况;超声波速作为损伤参量易于测量且易与宏观量建立联系,能够较好地反应纤维混凝土冻融损伤规律;聚丙烯纤维在混凝土中能够产生引气效应,可有效地抑制混凝土的冻融损伤劣化程度,在本文研究的混凝土强度范围内纤维掺量为10%时混凝土抗冻性最好。     

层布式混杂纤维混凝土抗冻融耐久性的研究

通过普通混凝土、层布式钢纤维混凝土以及层布式混杂纤维混凝土在冻融循环下的相对动弹性模量、强度及质量变化的对比试验，研究了层布式钢纤维与聚丙烯纤维混杂应用对混凝土耐久性能的影响。结果表明。层布式混杂纤维的掺入，显著提高了混凝土的抗冻融耐久性能。     

聚丙烯纤维细石混凝土加固冻害混凝土的研究

通过冻融循环试验,研究了聚丙烯纤维细石混凝土与冻害混凝土的黏结性能,以及聚丙烯纤维细石混凝土加固冻害混凝土后整体试件的抗冻性能,分析了聚丙烯纤维对细石混凝土和冻害混凝土黏结强度的影响规律,以及聚丙烯纤维加固冻害混凝土后整体试件的抗压强度和劈拉强度随冻融循环次数的变化规律.结果表明,聚丙烯纤维能够提高细石混凝土和冻害混凝土的黏结强度及黏结面的抗冻融能力,并使整体试件的抗压强度和劈拉强度得到较好恢复,抗冻融能力得以提高.     

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...     

冲击荷载下3种典型纤维混凝土的动态力学性能研究

为研究玻璃纤维、钢纤维、聚丙烯纤维对纤维增强混凝土动态力学性能的影响，采用Hopkinson压杆，对不同纤维类型、纤维质量掺量和打击气压下50 mm×25 mm的混凝土试件进行动态压缩试验，对比其与普通混凝土在冲击荷载作用下动态力学性能的区别，得到各类纤维混凝土试件在不同打击气压下的动态压缩强度及应力-应变全过程曲线。结果表明，掺入适量纤维可提高混凝土的抗冲击性能，对混凝土的强度、塑性、能量耗散情况均有一定程度的改善，其中效果最好的是掺1.5%钢纤维的纤维混凝土，各项性能均明显优于普通混凝土。     

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。     

纤维混凝土在冻融循环、冻融--氯盐共同作用下的耐久性试验研究

本文设计了混凝土在冻融循环单独作用或与氯化钠溶液复合作用下的耐久性试验方法，通过大量系统试验表明在混凝土的拌合料中掺进一定数量的聚丙烯纤维，可以有效地防止混凝土早期出现的龟裂，降低混凝土的渗透性，从而显著提高其耐久性，总结了聚丙烯纤维混凝土在双重破坏因素作用下的损伤规律及损伤复合效应，同时通过试验与理论分析，总结了聚丙烯纤维、钢纤维和膨胀剂对混凝土损伤抑制的复合效应。     

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.     

荷载与冻融同时作用下HSC和SFRHSC的耐久性

探讨了荷载和冻融两种损伤因素同时作用下高强混凝土（ＨＳＣ）和钢纤维高强混凝土（ＳＦＲＨＳＣ）的性能。试验中对试件三分点加荷受弯的同时进行冻融循环，荷载比例为０、１０％、２５％、５０％，并进行了掺与不掺钢纤维的比较。试验结果和分析表明，荷载越大，混凝土能承受的冻融循环次数越少，相对动弹性模量下降也越快。钢纤维的掺入，使得混凝土能承受的冻融循环次数增加很多，并有效抑制了动弹性模量的下降。不同试件，不同破坏阶段，起主导作用的损伤因子不同。双损伤因素作用下混凝土的损伤速度远大于两种因素单独作用下损伤速度的简单叠加。     

冻融损伤喷射混凝土本构关系及微观结构

采用棱柱体试件,通过快速冻融试验方法,对冻融损伤后同配合比普通混凝土、喷射混凝土及钢纤维喷射混凝土单轴受压应力应变全曲线进行研究。对应力应变关系中相关参数进行回归分析,得出冻融循环后试件应力应变全曲线方程。结果表明:随着冻融循环次数增加,受压应力应变曲线趋于扁平;峰值应力降低,峰值应变增大,分别与冻融循环次数呈线性和指数变化。与普通混凝土相比,喷射混凝土峰值应力下降速率小,而钢纤维喷射混凝土的下降速率进一步减小。而后,采用扫描电子显微镜及压汞法,对损伤后试件微观结构和孔结构进行观察分析,发现随着冻融循环次数增加,在渗透压和冻胀压力综合作用下,试件内部微裂纹及气孔增多,孔径增大,试件密实度显著降低;而钢纤维喷射混凝土中仅出现少量连通毛细孔,这与宏观力学性能变化呈现一致性。     

氯盐作用下纤维混凝土的气体渗透性与微观特征

混凝土的气体渗透性是混凝土耐久性的重要衡量指标,且与微观结构密切相关。聚丙烯-玄武岩纤维混凝土、聚丙烯-钢纤维混凝土与普通混凝土在氯盐浸泡120、150、180、210、240、270、300 d后,利用NELD-BL038混凝土透气性测定仪得到气体扩散系数,利用RapidAir 457测试系统得到纤维混凝土试件的空气含量、胶体与空气比和气泡间距系数等气泡特征参数。试验表明:氯盐作用下,聚丙烯-玄武岩纤维混凝土和聚丙烯-钢纤维混凝土的抗气体渗透性能优于普通混凝土。     

纤维增强流动性再生混凝土强度和收缩性能试验研究

为了探究钢纤维和聚丙烯纤维对流动性再生混凝土强度和收缩性能的影响,以流动性普通混凝土为基准,研究和分析了再生骨料、钢纤维和聚丙烯纤维掺量的改变对其强度和收缩性能的影响变化。结果表明:随着再生骨料掺量的增加,不同混凝土强度均有所降低,且随着龄期增加收缩率均呈上升趋势;钢纤维可以增强再生混凝土的强度,聚丙烯纤维可以改善再生混凝土韧性;两种纤维对抑制流动性再生混凝土收缩都同样显著,合理的纤维掺量可使再生骨料掺量小于40%的混凝土的收缩率达到普通混凝土水平。     

玄武岩纤维混凝土抗盐冻性能试验研究

为了研究玄武岩纤维混凝土的抗盐冻性能,以纤维体积率、冻融循环次数为主要变化参数,在3.5%NaCl溶液中对玄武岩纤维混凝土进行了快速冻融试验。研究了不同纤维掺量和不同冻融循环次数下混凝土的质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度和抗折强度的变化规律;采用扫描电镜对混凝土盐冻循环前后的微观形貌进行观察,分析玄武岩纤维对混凝土抗盐冻性能的影响机理。结果表明:在盐冻循环作用下,玄武岩纤维的掺入能够有效降低混凝土的质量损失率,减缓其相对动弹性模量的降低,而且能减弱冻融损伤对混凝土抗压、抗折强度的影响;适量玄武岩纤维的掺入能抑制混凝土中裂缝的扩展,减少基体内孔隙、坑洞的数量,延迟初始裂缝和相互贯通裂缝的出现,抗盐冻能力优于普通混凝土。     

清水及氯盐环境下陶粒混凝土冻融损伤规律试验研究

对掺加1%聚丙烯纤维及未掺纤维的两组陶粒混凝土试件,分别进行了清水冻融和3%NaCl溶液冻融试验,观察了冻融循环后试件的外观变化形态,测试研究了试验过程中试件的相对动弹性模量、质量损失率、剩余抗压强度等损伤量的变化规律。研究结果表明:相同冻融次数时,与清水冻融环境比,氯盐冻融环境下试件的剥蚀和骨料外露现象更明显,相对动弹性模量、质量损失率、剩余抗压强度等指标退化更为严重;掺入聚丙烯纤维可明显改善陶粒混凝土的抗冻性能。分别以相对动弹性模量和剩余抗压强度作为损伤变量,建立了能反映冻融损伤进程的陶粒混凝土冻融损伤模型,参数拟合精度较高。     

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。