聚丙烯纤维混凝土的耐久性试验研究

以不同纤维掺量的聚丙烯纤维混凝土为研究对象,采用干湿循环和快速冻融试验方法对纤维混凝土的耐久性开展研究,通过试验探讨纤维掺量对混凝土耐久性能的影响,研究试件强度、质量损失率、相对动弹模损失率、氯离子渗透深度随循环次数的变化规律.结果表明:干湿循环条件下,氯离子的渗透深度随着纤维掺量的增加逐渐加深;盐冻循环条件下,混凝土...     

聚丙烯纤维混凝土氯离子扩散性研究

以不同纤维掺量的聚丙烯纤维混凝土为研究对象,采用自然浸泡方法,研究氯离子在聚丙烯纤维混凝土中的迁移性能。结果表明,试件的氯离子含量随纤维掺量的增加而增多,扩散规律符合Fick第二定律。氯离子的扩散系数随着时间衰减且下降逐渐变缓;随着渗透深度的增加,结合氯离子逐渐减少;纤维的掺入改变混凝土内部的孔结构和孔隙率,随着纤维掺量的增加,氯离子在试件内部的含量加大。     

聚丙烯纤维对海工混凝土抗氯离子渗透能力的影响

在不同水胶比和不同养护条件下,就聚丙烯纤维对海工混凝土抗氯离子渗透能力的影响进行了试验研究。结果表明,在标准养护条件下,随着聚丙烯纤维掺量的增加对水胶比为0.30、0.40和0.50的混凝土均产生了氯离子迁移电量增加的现象,增加幅度随水胶比增加而明显增大。在标准养护28 d再沸煮8 h的条件下,沸煮后同类混凝土的氯离子迁移电量普遍均低于仅标养28 d的迁移电量,在水胶比较大(0.50)的条件下,混凝土氯离子迁移电量随聚丙烯纤维掺量增加而增加的势头经沸煮后有所减弱。水胶比为0.30、0.40和0.50时,掺聚丙烯纤维海工混凝土早期的抗氯离子渗透能力均远小于28 d龄期的抗氯离子渗透能力,其规律不同于龄期与强度的规律。     

聚丙烯纤维对硅灰混凝土氯离子渗透性能的影响

在正交试验的基础上,采用NEL试验方法研究了不同掺量(体积掺量0.067%～0.5%)、不同尺度(3、6、10 mm)的聚丙烯纤维混杂对硅灰混凝土抗氯离子渗透性能的影响.研究表明,聚丙烯纤维影响硅灰混凝土抗氯离子渗透性能的因素依次为:长短纤维掺量比＞纤维掺量＞复合纤维长度.当纤维掺量在低掺量范围内增加时,硅灰混凝土氯离子渗透性能会降低,而当纤维掺量较高时,硅灰混凝土氯离子渗透性能反而增加;纤维对硅灰混凝土氯离子渗透性能的影响与复合纤维的长度关系不大,而与长短纤维掺量比关系密切.     

海洋潮汐环境纤维混凝土中氯离子迁移规律研究

为了研究海洋潮汐环境下聚丙烯纤维混凝土中氯离子迁移规律,采用干湿交替方式模拟海洋潮汐环境,分析纤维混凝土的氯离子含量分布及微观结构。结果表明,试件表面氯离子富集区随干湿交替次数增加而向内迁移;氯离子结合能力随深度增加呈先增大再减小后增大的趋势;氯离子扩散系数随干湿交替次数增加而减小,相应试件中氯离子扩散系数在相同干湿循环次数后表现出相似的变化趋势;纤维掺量为0.1%的试件内部致密,随纤维掺量继续增大,试件的抗氯离子侵蚀能力减弱。     

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。     

寒冷地区混凝土路面砖的力学及耐久性能研究

采用正交试验法研究了防水剂掺量、减水剂掺量、聚丙烯纤维掺量和水胶比对混凝土路面砖力学、抗冻及抗盐冻性能的影响。结果表明：随着防水剂掺量的增加,试件的抗折强度先增大后减小,强度损失率和单位面积质量损失减小;随着减水剂掺量的增加,试件的抗折强度增大,强度损失率和单位面积质量损失减小;随着聚丙烯纤维掺量的增加,试件的抗折强度增大,强度损失率和单位面积质量损失减小;随着水胶比的增加,试件抗折强度先增大后减小,强度损失率先减小后增大,单位面积质量损失增大;综合考虑力学性能、抗冻性能和抗盐冻性能,推荐混凝土路面砖的防水剂掺量为2.0%、减水剂掺量为2.0%、聚丙烯纤维掺量为0.5%、水胶比为0.25。     

聚丙烯纤维增强混凝土的性能研究

针对路面混凝土的性能要求,重点对聚丙烯纤维混凝土的力学性能（抗折强度和抗压强度）、抗冲击性、抗氯离子渗透性和耐磨性在文中进行研究,聚丙烯纤维的掺量分别为0、0.25vol.%、0.5vol.%、0.75vol.%、1.0vol.%、1.25vol.%和1.5vol.%。相较于空白混凝土试块,聚丙烯纤维的加入能够有效的改善混凝土的力学性能和抗冲击性能。混凝土试块所吸收的弯曲断裂能和冲击能主要用于聚丙烯纤维与混凝土基体脱粘、聚丙烯纤维拔出和被破坏。同时聚丙烯纤维混凝土的抗氯离子渗透性和耐磨性也得到了显著改善。当聚丙烯纤维的掺量为1.0 vol.%时,聚丙烯纤维混凝土的抗氯离子渗透性和耐磨性最大。     

海工混凝土耐久性能的研究

利用CDF抗盐冻性能试验和抗氯离子渗透性试验来综合评价海工混凝土的耐久性。结果表明:随水胶比的降低,海工混凝土42次盐冻剥落量和相对动弹性模量损失率减小,抗氯离子渗透性提高;在一定范围内混掺矿物掺合料有利于降低混凝土的盐冻剥蚀量和动弹性模量损失率,提高混凝土的抗氯离子渗透性和抗盐冻性能,进而提高混凝土的耐久性。     

纤维高性能混凝土力学及耐久性能

结合某隧道工程跨海区间衬砌结构混凝土所处环境类别和作用等级,对不同纤维长度的聚丙烯纤维混凝土抗压性能及抗氯离子侵蚀耐久性能开展对比试验研究,提出掺加聚丙烯纤维的高性能混凝土方案,针对该方案配合比开展了轴心抗压试验、轴心抗拉试验、抗渗试验及干缩试验。结果表明:在早龄期(3~7 d),纤维混凝土的抗压强度略低于基准组抗压强度,而在后期(7~90 d),纤维混凝土抗压强度逐渐超过基准组抗压强度;28 d龄期混凝土抗压强度随纤维掺量的增加呈现增长的趋势;另外,当纤维掺量在1.5%以内时,随着纤维掺量的增加,28 d和90 d氯离子扩散系数皆随纤维掺量的增加而增加;纤维长度为6 mm的混凝土氯离子扩散系数略大于纤维长度为12 mm的混凝土氯离子扩散系数。     

冻融条件下钢纤维混凝土与老混凝土粘结面的劈拉性能

通过对105块100mm×100mm×100mm钢纤维混凝土与老混凝土立方体粘结试块快速冻融后的劈拉试验,探讨冻融循环次数、钢纤维体积率等因素对新老混凝土粘结性能的影响。结果表明,钢纤维混凝土与老混凝土粘结劈拉强度随冻融次数增加而下降、随钢纤维体积率的增加有一定程度提高。最后,建立了考虑老混凝土劈拉强度、冻融循环次数和钢纤维体积率影响的钢纤维混凝土与普通老混凝土粘结劈拉强度的计算模式。     

离心成型钢纤维混凝土抗冻性试验研究

通过对离心成型钢纤维混凝土试件的抗冻试验,研究了基体混凝土强度和钢纤维体积率对离心成型混凝土抗冻性能的影响规律,探讨了试件尺寸对抗冻试验结果的影响。研究结果表明:单纯提高基体混凝土强度不能明显改善离心成型混凝土的抗冻能力,掺入钢纤维则显著提高了离心成型混凝土的抗冻能力,并且钢纤维掺量的增大使离心成型混凝土的抗冻能力增强。结合离心成型钢纤维混凝土构件的纤维分布规律,对上述试验结果进行了分析讨论。     

正交设计用于聚丙烯纤维混凝土抗冻性试验研究

本文采用正交设计方法研究在冻融交替作用下聚丙烯纤维混凝土的抗冻耐久性能,找出冻融环境中满足混凝土强度和耐久性的最优配合比。试验结果表明,在冻融循环过程中,水胶比是影响混凝土抗压强度损失率的最为显著的因素;纤维掺量是影响混凝土质量损失率的最显著的因素。当混凝土基体冻胀开裂以后,掺入混凝土基体的聚丙烯纤维能充分发挥阻裂作用,有效改善混凝土的抗冻性能。     

干燥环境条件下大掺量矿物掺合料高强混凝土的抗冻性

用快冻法研究了单掺铝酸盐膨胀剂和钢纤维及其复合对大掺昔矿物掺合料混凝土抗冻性的影响.结果表明:大掺量矿物掺合料高强混凝土(HSC)具有较好的抗冻性,但是其抗冻性对养护环境相对湿度(RH)非常敏感,干燥养护条件下的冻融寿命仅有标准养护的38%～40%.单掺2%钢纤维在保证其抗冻性不变的基础上,可改善其抗冻性对养护环境RH的敏感性.单掺10%膨胀剂能够降低大掺量矿物掺合料HSC的抗冻性对养护环境湿度的敏感性,但是其冻融寿命降低了34%.此外,在改善大掺量矿物掺合料高强混凝土的抗冻性及其湿度敏感性方面,复合掺加膨胀剂和纤维的效果并不比单掺膨胀剂或纤维的效果更好.     

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。     

单面冻融下玄武岩纤维混凝土抗冻性能研究

通过玄武岩纤维混凝土单面冻融试验,分析了不同冻融次数、冻融介质(水、盐、飞机除冰液)和纤维掺量下混凝土的质量损失、动弹性模量及抗压强度,研究了玄武岩纤维混凝土的单面抗冻性及其损伤规律。试验结果表明:随着冻融次数的增加,3种冻融介质下玄武岩纤维混凝土的相对动弹性模量、抗压强度均减小,而质量损失出现相反情况。3种冻融介质对混凝土的损伤程度最严重为盐溶液,其次分别为水溶液、飞机除冰液。对于水冻与盐冻,混凝土掺入玄武岩纤维能够提升其抗冻性。通过拟合发现,二次多项式模型的拟合精度高于指数型模型,说明二次多项式模型更能准确表征单面冻融下玄武岩纤维混凝土的损伤程度。     

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。     

玄武岩纤维透水混凝土抗冻性能研究

为了研究玄武岩纤维透水混凝土的抗冻融能力,设置了玄武岩纤维组、VAE806乳液试验组、玄武岩纤维+VAE806乳液试验组及对照组4组试验。从原材料性能、材料配合比、试件制作及养护等方面介绍了试验方案,并采用质量损失率和抗压强度损失率作为混凝土试块抗冻融能力的分析指标,最终确定加入玄武岩纤维的混凝土试块抗冻融能力相比对照组大约提升20%。     

掺合料及引气剂对混凝土抗盐冻剥蚀性能的影响

针对盐类及冻融循环耦合作用环境,选择混凝土单面盐冻试验方式,研究矿物掺合料及引气剂对混凝土抗冻剥蚀性能的改善作用。结果表明:与基准混凝土相比,在混凝土中掺加活性矿物掺合料和引气剂能够减小混凝土的剥蚀量和相对动弹性模量损失率,提高混凝土的抗盐冻剥蚀性能;掺加磨细矿渣的混凝土抗盐冻剥蚀性能优于粉煤灰混凝土,与其他配合比混凝土相比,复掺粉煤灰、硅灰和引气剂的混凝土,抗盐冻剥蚀性能最好。因此,在盐类存在的冻融环境应提倡矿物掺合料复掺技术。单面盐冻后,混凝土的表面剥蚀量都较大,但混凝土的相对动弹性模量损失率相对较小,因此在单面盐冻过程中混凝土的破坏形式以表面剥蚀为主。     

在冻融作用下钢纤维混凝土的性能

通过冻融循环试验,研究了钢纤维体积率、冻融循环次数、混凝土强度等级对冻融循环作用下钢纤维混凝土动弹性模量的影响,分析了钢纤维混凝土剥落和损伤机理;测试了钢纤维混凝土冻融后抗压强度、劈拉强度和抗折强度,探讨了钢纤维对混凝土的增强机理。试验结果表明,混凝土强度等级较高时,钢纤维体积率对混凝土抗冻性能的影响比较显著,抑制了钢纤维混凝土的剥落,降低了钢纤维混凝土损伤速率。