钢纤维活性粉末混凝土抗冻性能试验研究

通过试验以钢纤维0%,0.5%,1%,2%,3%五种不同掺量掺入活性粉末混凝土中,研究了钢纤维对混凝土抗冻性能的影响规律,试验冻融循环次数和钢纤维体积率对钢纤维混凝土冻融后相对动弹性模量变化、质量损失和劈裂强度损失的影响,分析了冻融环境下钢纤维对混凝土的增强机理。结果表明,活性粉末混凝土在冻融循环作用下,掺入钢纤维可以改善活性粉末混凝土的抗冻性能。钢纤维以2%的掺量与粉煤灰、硅灰复合掺入混凝土中,可以配制高抗冻性能的活性粉末混凝土。     

高强钢纤维混凝土抗冻性能试验研究

采用快冻法,研究了钢纤维掺量对高强混凝土抗冻性能影响规律。结果表明:普通高强混凝土抗冻性能达不到F400的要求;随冻融循环次数的增加,高强钢纤维混凝土相对动弹性模量没有下降趋势,即相对动弹性模量不适于评价其冻融损伤;适量钢纤维的掺入,可显著抑制混凝土质量损失率,保障其冻后抗压强度和劈拉强度。结合本次试验,钢纤维掺量为1.5%时,对混凝土抗冻性能改善效果最佳。     

钢纤维自密实混凝土抗冻性能试验研究

通过快速冻融试验,研究了不同冻融次数下钢纤维自密实混凝土的冻融破坏特征,分析了不同钢纤维掺量(体积掺量为0.2%、0.4%、0.6%)不同基体强度(C30、C40、C50)条件下,自密实混凝土的质量损失、动弹模量以及抗压强度等变化规律。研究结果表明,在冻融循环试验中不同钢纤维掺量,不同钢纤维掺量、不同强度的自密实混凝土表现出的抗冻性大小依次为0.6%0.4%0.2%,C50C40C30。掺入钢纤维和增加基体强度可以有效提高自密实混凝土的抗冻性能。     

水工钢纤维混凝土抗渗性和抗冻性的研究

通过渗水高度试验和冻融循环试验研究了钢纤维混凝土的抗渗性能和抗冻性能,结果表明:钢纤维能提高混凝土的抗渗性能,1.4%掺量时的抗渗性能最优;冻融循环条件下,混凝土的抗冻性能随钢纤维掺量的增大而提高,1.6%掺量时的质量损失率和相对动弹性模量损失仅为素混凝土的一半。     

基于正交分析法的透水混凝土抗冻性能试验研究

采用快冻法对透水混凝土进行冻融循环试验,研究冻融破坏形态。并在此基础上,选取目标孔隙率为20%,以水灰比、骨料粒径、聚丙烯仿钢纤维掺量为因素设计不同因素水平的正交试验,采用均值极差法和方差分析法研究各因素对透水混凝土抗冻性能的影响规律。研究结果表明,冻融破坏形态主要以断裂为主,部分透水混凝土试件能经受125次冻融循环;不同因素对抗冻性能影响的主次顺序为骨料粒径、纤维掺量、水灰比;通过多次试验得到透水混凝土抗冻性能最优时的配合比,即水灰比为0. 31、纤维掺量为0. 4%、骨料粒径为5～10mm。     

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。     

钢纤维对混凝土抗冻耐久性影响的研究

为研究钢纤维对混凝土抗冻性能的影响,制备了4种钢纤维混凝土试件,并开展了钢纤维混凝土快速冻融循环试验和冻融作用后的毛细吸水试验.分析了相对动弹性模量,累积吸水量和毛细吸水系数等指标的变化规律.引入Weibull分布,建立了混凝土冻融损伤量与冻融循环次数间的概率模型;通过累积吸水量和毛细吸水系数来表征冻融循环作用后基体的...     

搅拌站废水对混凝土抗冻性能与力学性能的影响研究

研究了搅拌站废水掺量(25％、35％、45％)对混凝土冻融循环后的质量损失、外观形态、动弹性模量及抗压强度的影响规律,建立了掺废水混凝土的冻融损伤模型.结果表明:当废水掺量为25％时,试件的质量损失较大,但抗压强度及动弹性模量仍高于普通混凝土;当废水掺量为35％和45％时,混凝土的抗冻性能得到显著提高,但废水掺量为45...     

偏高岭土对天然轻骨料混凝土抗冻性能及微观影响的研究

通过对轻骨料混凝土内掺0、10%、15%、20%偏高岭土研究轻骨料混凝土的抗冻性能。分别设定25,50,75,100,125,150,200次的冻融循环,每次冻融循环结束后,测定其质量损失和动弹模量。通过对试验组和基准组的数据对比分析,发现掺加偏高岭土能够很大程度的提高轻骨料混凝土的抗冻性,并确定了偏高岭土的最优掺量为胶凝材料的15%。另外通过对轻骨料混凝土冻融试件的电镜扫描的微观分析,找到了偏高岭土对轻骨料混凝土的抗冻性能提高的微观原因。     

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。     

Properties of steel fiber reinforced fly ash concrete

This paper reports on a comprehensive study on the properties of concrete containing fly ash and steel fibers. Properties studied include unit weight and workability of fresh concrete, and compressive strength, flexural tensile strength, splitting tensile strength, elasticity modulus, sorptivity coefficient, drying shrinkage and freeze–thaw resistance of hardened concrete. Fly ash content used was 0%, 15% and 30% in mass basis, and fiber volume fraction was 0%, 0.25%, 0.5%, 1.0% and 1.5% in volume basis. The laboratory results showed that steel fiber addition, either into Portland cement concrete or fly ash concrete, improve the tensile strength properties, drying shrinkage and freeze–thaw resistance. However, it reduced workability and increase sorptivity coefficient. Although fly ash replacement reduce strength properties, it improves workability, reduces drying shrinkage and increases freeze–thaw resistance of steel fiber reinforced concrete. The performed experiments show that the behaviour of fly ash concrete is similar to that of Portland cement concrete when fly ash is added.     

基于NMR的风积沙混凝土冻融孔L隙演变研究

利用风积沙等质量替代河砂来配制风积沙混凝土,并对其进行抗冻性试验,同时借助核磁共振(NMR)技术分析其冻融孔隙演变特征.研究表明:评价风积沙混凝土抗冻性时,相对动弹性模量指标比质量损失率指标更为精准;经冻融循环后,风积沙混凝土的孔隙度和渗透率均增大,其中风积沙替代率为40%的风积沙混凝土束缚水饱和度增大、自由水饱和度减小,其抗冻耐久性最佳;风积沙混凝土的孔隙分布会影响其抗冻性的优劣,冻融循环后若孔径小于10nm的孔隙增多且大于100nm的孔隙减少,则可延缓混凝土冻融损伤,若孔径小于10nm的孔隙减少且大于100nm的孔隙增多,则会加剧混凝土冻融损伤.     

不同纤维对高性能混凝土耐久性能及微观结构的影响

研究了聚丙烯纤维、钢纤维、聚乙烯醇纤维对高性能混凝土的力学性能、抗冻性和疲劳耐久性的影响,并通过SEM进行了微观分析。结果表明,纤维掺量越高,高性能混凝土的工作性越差;掺加适量纤维能够提高高性能混凝土的抗压强度和弯拉强度,显著改善其抗盐冻侵蚀性能和抗疲劳耐久性能。聚丙烯纤维、钢纤维、聚乙烯醇纤维对高性能混凝土力学强度、抗冻性能和疲劳性能的影响存在界面增强效应、加筋阻裂效应的双重作用,从而有效延缓微裂纹的扩展和阻滞宏观裂缝的发生。适宜的聚丙烯纤维、钢纤维、聚乙烯醇纤维掺量应分别控制在0.6~0.9 kg/m^3、1.2~1.5 kg/m^3、0.9~1.2 kg/m^3。     

基于孔结构的单面冻后混凝土抗压强度模型研究

通过单面冻融试验,研究了介质和冻融循环次数对混凝土抗冻性能和微观孔结构的影响规律.使用盒维数建立了混凝土单面冻融循环后的孔径分布分形模型,分析了分形维数与抗压强度的关系,建立了基于复合孔参数、分形维数的多因素抗压强度模型.结果表明：在不同冻融介质条件下,混凝土表观形貌、质量损失、相对动弹性模量、抗压强度、抗冻耐久性系数和孔参数随着冻融循环次数的增加逐渐劣化,盐冻对混凝土损伤程度大于水冻;混凝土孔径分布分形维数随着冻融循环次数的增加逐渐减小;在单面冻融循环过程中,混凝土孔参数演化分为初期、中期、后期3个阶段,中、后期对冻融循环作用较敏感的孔参数分别为气孔平均弦长和气孔比表面积、含气量和气孔间距系数;多因素抗压强度模型与复合孔参数、分形维数之间的回归效果显著,可以准确地描述水、盐单面冻融循环前后混凝土抗压强度与孔结构的定量关系.     

水泥基材料超低温冻融循环试验研究

利用液氮作为环境介质进行超低温冻融循环试验,研究了超低温对水泥基材料抗冻性能的影响。观测冻融循环前后试件外观、质量和强度等宏观性能变化,采用扫描电子显微镜(SEM)分析水泥基材料冻融循环前后微观结构变化。试验结果表明:在超低温条件下,混凝土的抗冻性能明显强于砂浆,且随混凝土强度提高其抗冻性能呈增长趋势;SEM分析结果表明超低温冻融循环后泡水融化试件结构内存在明显缺陷;超低温冻融循环试验可以加速水泥基材料破坏进程,明显减少试验周期,能相对较快的评价出水泥基材料的抗冻性能。     

Cracking resistance performance of super vertical-distance pumped SFRC

The mix ratio of steel fiber reinforced concrete (SFRC) was optimized using the principles that workability must meet the pumping demand and anti-cracking performance should be optimal. The effect of SFRC on the initial cracking load, the ultimate load and the crack width of the reinforced concrete (RC) member were analyzed in this paper. It was found that the admixture had good preservation of moisture and adhesion and the fibers distributed homogeneously in one hour out of the machine. According to the pumping results, the SFRC could be pumped vertically up to 306 m. Based on the standard computation formula of cracks, the maximum crack width of an RC member with 0.8% steel fiber (by volume) is about 32% lower than that of standard RC member. Through an experimental research on full-scale model tests for the steel and concrete composite anchorage zone on a pylon, the SFRC not only remarkably increases the crack resistance and the ultimate load, but the initial load also improves 33% approximately. It is also indicated that plastic shrinkage cracking of SFRC in which volume fraction of steel fibers is 0.8% can be restrained obviously and the unrestrained drying shrinkage can be diminished by about 50% at early age. The results confirmed that the SFRC can lessen the shrinkage crack of concrete and enhance markedly the direct tensile strength. Therefore, the SFRC can solve the key question of crack resistance for the anchorage zone of a bridge tower.     

Structural damage and shear performance degradation of fiber–lime–soil under freeze–thaw cycling

The freeze–thaw cycling damages the soil structure, and the shear performance of soil are degraded. A series of tests on lime–soil(L–S) and fiber–lime–soil(F–L–S), including freeze–thaw test, the triaxial compression test, nuclear magnetic resonance (NMR) test and scanning electron microscope (SEM) test, were completed. The test results showed that fiber reinforcement changed the stress–strain behavior and failure pattern of soil. The cohesion and internal friction angle of soil gradually decreased with the increase of freeze–thaw cycles (F–T cycles). The pore radius and porosity of soil increased, while the micro pore volume decreased, and the small pore volume, medium pore volume and large pore volume increased, and the large pore volume had a little variation after 10 F–T cycles. The number of pores of F–L–S was less than L–S, demonstrating that the addition of fiber helped to reduce the pore volume. The interweaved fibers limited the development and the connection of cracks. By means of the spatial restraint effect of fiber on the soil and the friction action between fiber and soil, the shear performances and freeze–thaw durability of F–L–S better were than that of L–S.     

钢渣粉和粉煤灰对磷酸钾镁水泥抗盐冻性影响

在淡水和Na_2SO_4溶液中进行冻融循环试验,测试和分析掺加钢渣粉或粉煤灰的磷酸钾镁水泥(MKPC)强度、表观形貌、质量损失、线膨胀变形、吸水率、物相组成及微观结构,并将其与纯磷酸钾镁水泥的上述试验结果进行比较,研究掺加钢渣粉或粉煤灰MKPC的抗盐冻性能.结果表明:钢渣粉和粉煤灰均有助于减小MKPC在盐冻中的强度损失和质量损失;适量钢渣粉和粉煤灰掺入可与MgO粉形成良好颗粒级配,提高MKPC硬化体密实度;冻融中硫酸盐的存在可减少钢渣粉中钙离子的溶出,粉煤灰可明显改善MKPC在冻融循环中的线膨胀变形,其惰性SiO_2填充作用及形态效应均有利于提高MKPC的抗盐冻性.     

钢纤维混凝土的抗弯韧性研究

本文系统研究了晨大骨料粒径，混凝土强度等级，钢纤维掺量和纤维长度等对钢纤维混凝土的抗弯韧性的影响。试验采用两种最大骨料粒径（15mm,25mm)，两种纤维体积掺量（0．2％，0．6％）和两种纤维长度（35mm,60mm) ,混凝土强度等级分别为C30和C50。研究结果表明，混凝土本身因素（如强度，骨料粒径）与纤维参数（如体积掺量，纤维长度）对钢纤维混凝土的韧性具有同样重要的影响，钢纤维混凝土的设计和应用必须综合考虑纤维与基材料的合理配伍。