纤维地聚物混凝土断裂性能试验

为研究不同性质的纤维对粉煤灰基地聚物混凝土(GPC)断裂性能的影响,通过混凝土切口梁的三点弯曲试验,探讨了不同体积率的玄武岩纤维(BF)、聚乙烯基聚丙烯纤维(SPPF)和端勾钢纤维(SF)对GPC断裂性能的影响规律。结果表明：（1）BF-GPC、SPPF-GPC和SF-GPC的抗压强度和劈裂抗拉强度均较GPC有显著提高。最大抗压强度分别在体积率为0.2%、0.8%和1.0%获得。劈裂抗拉强度对应的最佳体积率分别为0.2%、0.4%和1.0%。（2）BF-GPC的各断裂性能指标均随BF体积率的增加先增大后减小。在体积率为0.2%时,BF-GPC的起裂韧度 、失稳韧度 、等效裂缝长度ae和断裂能GF的增益比最大。BF-GPC是以BF拉断为主要特征的脆性破坏。（3）SPPF-GPC的各断裂性能指标在低掺量范围内随纤维体积率增加而增大,在高掺量范围内先增大后减小,并在SPPF的体积率为1.5%时有最大增益比。SPPF-GPC以SPPF的脱黏和拔出而失效,为低延性破坏。（4）随着SF体积率的增加,SF-GPC的各断裂力学参数和断裂能逐渐增大,SF-GPC具有显著的延性破坏特征。SF-GPC中建议采用的体积率为0.5%~1.5%。（5）在地聚物混凝土中,SF的增强增韧效果都是最好的,BF的增强效果胜于SPPF的,但SPPF的增韧要优于BF的。     

聚丙烯纤维页岩陶粒地聚物砂浆高温后力学性能

在矿渣-粉煤灰地聚物砂浆基础上,加入不同掺量的页岩陶粒以及聚丙烯(PP)纤维,研究标准养护条件下120 d后地聚物砂浆在不同温度(25～800℃)条件下的残余抗压强度,采用X射线衍射(XRD)分析其高温后产物劣化规律,利用扫描电镜(SEM)对比分析其微观形貌。结果表明：PP纤维页岩陶粒地聚物砂浆升温条件后抗压强度均呈现出先升高后降低的趋势;单掺页岩陶粒能够提高800℃后地聚物砂浆抗压强度;单掺PP纤维无法显著提高高温后抗压强度;建议对页岩陶粒掺入前进行适当的预处理。     

玄武岩纤维灰土力学特性及扩宽路堤边坡稳定性分析

为了探明玄武岩纤维与石灰改良黄土的力学特性及作为扩宽路堤填料时的稳定状态,通过正交设计,进行固结不排水三轴(CU)试验,得到含水率、压实度、纤维掺量、纤维长度等4因素下的最优水平组合,在此基础上,通过控制纤维长度、含水率和压实度不变,将4种不同掺量(0.2％、0.4％、0.6％、0.8％)的6 mm长度玄武岩纤维和石灰...     

静动组合荷载下混凝土高温后的双轴动态力学性能

由于试验的复杂性,高温后混凝土在复杂应力状态下的动态力学性能研究一直较少,但在建筑物火灾和国防军事防护工程中,混凝土结构多处于多轴应力和冲击荷载的共同作用下.为研究静动组合荷载下混凝土高温后双轴动态力学性能,采用真三轴静、动力综合加载试验系统,使用真三轴试验机预先施加双轴轴压,再利用SHPB试验装置,分别对常温(25℃...     

玄武岩纤维混凝土的技术研究现状及应用

玄武岩纤维以其高模量、耐冲击、抗拉强度高、耐温、抗辐射、绝缘性能好及化学性能稳定等优点,在土木、化工等领域都得到了广泛应用.本文主要介绍玄武岩纤维的性能、玄武岩纤维混凝土的基本理论和国内外的研究现状及用途.     

玄武岩纤维再生混凝土的基本力学性能

玄武岩纤维作为一种新型绿色的工程材料,可显著提高混凝土的力学性能,为再生混凝土的研究和推广提供了新的发展思路。研究了玄武岩纤维掺量分别为0、2和4 kg/m3情况下,对不同再生骨料替代率下的玄武岩纤维再生混凝土物理和力学性能的影响。结果表明,在纤维掺量为2 kg/m3时,50%替代率再生混凝土的密度最大;当纤维掺量少于2 kg/m3,再生混凝土的抗拉强度随纤维含量的增加而降低;对于50%再生骨料替代率下的再生混凝土,玄武岩纤维含量为4 kg/m3时对其力学性能提高最明显。     

玄武岩纤维增强再生混凝土的单轴受压试验研究

通过立方体抗压试验分别研究了再生粗骨料取代率(RC)和玄武岩纤维体积掺量(RB)对玄武岩纤维增强再生混凝土(BFRRC)试块的抗压强度(f_cu)、割线模量(E_c)的影响规律,并对BFRRC的峰值应变进行了分析.研究表明：RB对BFRRC试块的抗压强度起到先增大后减小的作用;E_c随着RC的增大呈现下降的趋势;E_c随着RB的增大呈现先增大后减小的趋势;峰值应变随着RC的增大呈现先增大后减小的趋势;玄武岩纤维的掺入能明显增大试件的峰值应变.本研究发现BFRRC的最佳RB在0.05%～0.10%之间.     

玄武岩纤维贫混凝土力学性能研究

从贫混凝土基层的复合式路面的使用状况来看,反射裂缝的问题比较突出.玄武岩纤维贫混凝土是一种能有效减弱或者避免贫混凝土产生反射裂缝的新型混合料.通过一系列室内试验,对玄武岩纤维贫混凝土的抗压强度、抗弯拉强度、抗冲击能力以及静力抗压弹性模量等力学性能进行了系统研究.得出玄武岩纤维最佳掺量为混合料总质量的2.0‰,最佳掺量范围为3～6 kg/m3.掺入玄武岩纤维后,能大幅提高贫混凝土的早期抗压、抗弯拉强度,且28 d龄期的纤维贫混凝抗压强度和抗弯拉强度也较一般贫混凝土提高了20%以上;可使贫混凝土具有良好的抗冲击性能,较普通贫混凝土提高了近1/3倍;可提高贫混凝土材料的静力抗压弹性模量,但提升幅度不大.     

玄武岩纤维混凝土抗弯冲击的声发射特性研究

结合不同纤维掺量的玄武岩纤维混凝土(简称BFRC)与无纤维的普通混凝土抗弯冲击试验,采用全数字化声发射系统采集对BFRC从加载至最终破坏的声发射特征参数,识别BFRC以声发射特征参数为基础的损伤断裂机制。结果表明,在较合理的纤维掺量为1.05kg/m3时,BFRC初裂次数达到73次,与素混凝土梁相比提高108.2%,终裂次数达到81次,与素混凝土梁相比提高100.5%。BFRC具有以下声发射特征:1)不同掺量的BFRC在初裂前平均振铃计数和平均能量都比素混凝土小,玄武岩纤维能够有效阻止冲弯作用下裂纹的产生和发展;2)初裂后,素混凝土采集的声发射能量和振铃计数急剧降低,而BFRC每次冲击产生的高幅值信号在第一峰值后交替产生,玄武岩纤维能够延迟混凝土的断裂并提高其冲击延性。     

大掺量粉煤灰超高性能钢纤维混凝土的静动态力学行为

研究了4种不同钢纤维掺量(体积掺量分别为0%,1.0%,1.5%,2.0%)的大掺量粉煤灰超高性能混凝土的单轴压缩强度、弹性模量、单轴抗拉强度、弯曲韧性、断裂韧性、断裂能等静态力学行为,以及高速冲击、压缩作用下的应力波传播规律、应力–应变曲线和破坏特征等动态力学行为.结果表明:掺加钢纤维的大掺量粉煤灰超高性能混凝土的轴心抗压强度、弹性模量和抗拉强度略有增大,韧性指数、残余强度、断裂韧度和断裂能成倍提高;未能增加冲击、压缩作用下的应变率效应程度,但却增大动态应力–应变曲线下的面积,提高试件破坏的应变率阈值,使混凝土存在裂而不散的破坏现象.     

冻融后钢纤维混凝土力学性能的试验研究

通过钢纤维混凝土冻融循环试验,分析了冻融循环次数、混凝土强度等级、钢纤维体积率等因素对钢纤维混凝土冻融后抗压强度、劈拉强度、抗折强度的影响,探讨了钢纤维对混凝土的增强机理.试验结果表明,钢纤维的加入对冻融循环后混凝土的抗压强度影响较小;当冻融循环次数较少时,钢纤维对劈拉强度和抗折强度的增加作用比较明显,而当冻融次数较大且钢纤维体积率较高(2%)时,钢纤维对混凝土的劈拉强度和抗折强度反而具有一定的负面影响;钢纤维混凝土强度等级的提高对改善钢纤维混凝土的抗冻性能较为有效.     

玄武岩纤维加固混凝土梁式结构的研究综述

玄武岩纤维复合材料(BFRP)是一种新型的加固材料,成为了代替碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等传统加固材料的新一代复合加固材料.与碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等相比,玄武岩纤维有耐高温、耐腐蚀、成本低廉、生产方便等优点.本文重点总结玄武岩纤维最近5年在国内的研究方向与成果,并分析玄武岩纤维在钢筋混凝土梁式结构中的应用与前景展望.     

玄武岩纤维增强聚合物混凝土基本力学性能试验研究

通过混凝土拌合物工作性能和基本力学性能试验,研究了不同掺量的玄武岩纤维和聚合物乳液在单掺、复掺情况下对混凝土工作性能、抗压强度和抗折强度的影响规律.结果表明:玄武岩纤维和聚合物乳液单掺时,随着玄武岩纤维或聚合物乳液掺量的增加,混凝土的7 d龄期抗压强度均略微降低,28 d龄期抗压强度提高不明显,抗折强度均有显著提高;在玄武岩纤维和聚合物乳液掺量匹配时,玄武岩纤维增强聚合物混凝土具有良好的工作性能和优异的抗折强度.     

玄武岩纤维再生混凝土及其轴压短柱力学性能分析

随着再生混凝土研究和应用的不断深入,研究再生混凝土的力学性能及其结构的耐久性问题显得尤为重要.纤维再生混凝土可显著提高再生混凝土的力学性能,为其在土木工程上的应用提供了重要的理论依据和参考价值.通过对再生粗骨料基本物理和力学性能参数的研究,讨论了不同玄武岩纤维掺量对3种再生骨料取代率(0%,50%,100%)下再生混凝土的物理和力学参数的影响,对比分析了再生混凝土轴压短柱在不同纤维掺量下的力学性能.研究结果表明,玄武岩纤维对再生混凝土的增强效果要优于对普通混凝土的增强效果,说明玄武岩纤维可用于增强再生混凝土及其短柱的力学性能.     

聚酯纤维沥青混凝土动态模量与疲劳性能研究

采用动态模量试验和间接拉伸疲劳试验研究了聚酯纤维沥青混凝土(纤维掺量为0.25%)的动态模量特性和疲劳性能,分析了聚酯纤维对沥青混凝土粘弹特性和疲劳性能的影响。结果表明,聚酯纤维掺入后能降低沥青混凝土低温时的脆性,提高其高温时的劲度。同时,聚酯纤维沥青混凝土的损耗模量降低,其抵抗疲劳开裂的能力增强。间接拉伸疲劳试验也表明,聚酯纤维能提高沥青混凝土的疲劳寿命,且在低应力的情况下改善效果更加明显。     

聚丙烯纤维对改善高强混凝土高温作用后劣化性能的研究

通过对聚丙烯纤维高强混凝土高温后力学性能的试验研究,探讨了聚丙烯纤维高强混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗折强度在不同温度下的变化规律,并与高强混凝土火灾后性能变化规律进行比较,分析了聚丙烯纤维改善高强混凝土高温爆裂现象的机理,还阐述了聚丙烯纤维对高强混凝土受高温作用后力学性能的影响机理．最后,对进一步地研究进行了展望．     

玄武岩纤维混凝土的抗弯冲击性能

为了研究玄武岩纤维对混凝土抗弯冲击性能的影响,对玄武岩纤维混凝土及素混凝土梁试件进行了系统的抗弯冲击性能试验。结果表明：玄武岩纤维混凝土B3（纤维掺量为2．8kg·m^-3）的初裂冲击次数比B2（纤维掺量为2．1kg·m^-3）、B1（纤维掺量为1．7kg·m^-3）分别提高了629／6和95％;玄武岩纤维混凝土B2的初裂冲击次数比B1提高了21％,玄武岩纤维混凝土B3的破坏冲击次数比B2、B1分别提高了59％和90％,玄武岩纤维混凝土B2的破坏冲击次数比B1提高了19％;纤维掺量由B2提高到B3时,对改善混凝土抗弯冲击性能效果十分显著;玄武岩纤维在合理掺量下可以显著改善混凝土的抗弯冲击性能。