聚丙烯纤维混凝土力学性能试验研究

试验研究了聚丙烯纤维混凝土的抗压强度、抗剪强度、抗冲磨强度及弯曲性能，并与钢纤维混凝土进行了对比。结果表明：在混凝土基体不变情况下，低掺量聚丙烯纤维(掺量为0．91kg／m^3)略微降低混凝土的抗压强度和抗剪强度，少许提高混凝土的抗弯强度，显著提高混凝土的弯曲韧性和断裂能，从而起到阻裂和增韧作用，而对混凝土的抗冲磨性能几乎没有改善。另外．网状聚丙烯纤维对混凝土抗弯强度和韧性的改善优于聚丙烯单丝纤维，但它们较钢纤维的增强增韧效果还有一定差距。     

聚丙烯纤维增强橡胶混凝土工作性能及力学性能试验研究

为了研究聚丙烯纤维对橡胶混凝土工作性能及力学性能的影响,选取橡胶置换率5%和25%的混凝土作为基础试验,按纤维掺量为0、0.3、0.6、0.9、1.2 kg/m~3掺入聚丙烯纤维,研究掺入纤维后混凝土的工作性能及基本力学性能并给出各工作及力学性能与纤维掺量的经验计算式,试验结果表明:橡胶混凝土的坍落度随纤维的增加而显著降低;抗压强度随纤维的增加先升高后降低;劈裂抗拉强度、抗折强度、拉压比和折压比均随纤维的增加而升高。综合考虑橡胶混凝土的工作性能及力学性能,建议聚丙烯纤维的掺量小于1.2 kg/m~3。就研究结果,聚苯乙烯纤维的最佳掺量为0.9 kg/m~3。     

改性聚丙烯纤维混凝土氯离子扩散试验研究

聚丙烯纤维通过提高混凝土的早期抗裂能力增强了混凝土的抗渗性能。将掺入改性聚丙烯纤维的混凝土试件浸泡于3.5%NaCl溶液和青岛海域海水溶液中,测试混凝土不同深度的氯离子浓度,并计算不同腐蚀龄期混凝土的氯离子扩散系数,通过对比分析,研究掺入改性聚丙烯粗纤维或粗细混杂纤维后的混凝土的抗氯离子腐蚀性能。研究结果表明,掺加改性聚丙烯纤维能提高混凝土抗氯离子腐蚀性能,降低氯离子在混凝土中的扩散速率,且掺粗、细混杂纤维的效果要好于单掺纤维。     

荷载损伤后聚丙烯纤维混凝土毛细吸水性能试验

为研究不同尺度聚丙烯纤维对损伤后混凝土毛细吸水性能的影响,选用两种尺度的聚丙烯细纤维和一种尺度的聚丙烯粗纤维进行单掺及混掺,在试件轴心抗压强度的0、20%、40%、60%、80%的5种应力水平下进行了混凝土毛细吸水试验研究。结果表明:6组混凝土试件的累计吸水量和平均吸水率随荷载的提高先减小后增大;不同尺度的聚丙烯纤维对不同应力水平下混凝土毛细吸水性能的影响程度不同,当应力水平小于40%时,细纤维对混凝土毛细吸水性能的影响较为显著,当应力水平大于60%时,粗纤维对混凝土毛细吸水性能的影响较为显著;掺入聚丙烯纤维可降低混凝土的累计吸水量及平均吸水率,3种不同尺度聚丙烯纤维混掺混凝土能够产生正向效应,抑制不同应力水平下混凝土内部微裂纹的产生与发展,更有效地降低混凝土在各个应力水平下的累计吸水量和平均吸水率。     

钢粒对聚丙烯纤维再生混凝土性能的影响

将不同钢粒掺量(0、5%、10%、20%)和1.2 kg/m~3聚丙烯纤维掺入再生骨料取代率为100%的再生混凝土中,研究其工作性和力学性能。结果表明,钢粒可以有效改善聚丙烯纤维再生混凝土的流动性,且对其保水性能影响较小;不同钢粒掺量会引起聚丙烯纤维再生混凝土抗压强度波动,随着钢粒掺量的增加其劈拉强度有一定降低,较优的钢粒掺量为5%。     

仿钢丝聚丙烯长纤维对钢纤维混凝土力学性能影响

按照国际标准对新型仿钢丝聚丙烯合成长纤维增强高性能混凝土的工作度、含气量、强度及弯曲韧性进行了试验研究。其中对该纤维混凝土的弯曲韧性按照国际材料与结构联合会(RILEM)标准进行了研究,同时还对比了钢纤维混凝土及新型聚丙烯长纤维与钢纤维混杂时纤维混凝土的韧性,得出了不同纤维混凝土的能量吸收值和等效抗弯强度,探讨了新型聚丙烯长纤维部分取代钢纤维的可能性。试验表明,该纤维具有很好的增韧效果,可以部分取代钢纤维来达到增韧增强和降低成本的目的。     

聚烯烃纤维对高性能混凝土早期自干燥收缩的影响

研究了聚丙烯细纤维和聚烯烃粗纤维对高性能混凝土早期自干燥收缩的影响。试验结果表明,聚丙烯细纤维能减小高性能混凝土的早期自干燥收缩,且随着聚丙烯细纤维掺量的增大,早期自干燥收缩值先减少后增大,在本实验条件下,掺量为0.6kg/m3时达到最小值;而掺加聚烯烃粗纤维对减少混凝土早期自干燥收缩值的效果不很明显。聚丙烯细纤维和聚烯烃粗纤维复掺可降低混凝土的早期自干燥收缩值。     

不同结构型纤维对混凝土弯曲性能的混杂效应

为研究混杂使用结构型聚丙烯纤维及结构型钢纤维对混凝土弯曲性能的影响,通过纤维混凝土的三点弯曲试验,分析了结构型纤维对混凝土等效抗弯强度和能量吸收值的影响,并采用混杂效应系数τ定量分析结构型纤维对纤维混凝土弯曲韧性的混杂效应。结果表明：在单掺和混掺结构型纤维混凝土试件中,随着结构型聚丙烯纤维掺量从4 kg/m³增加到8 kg/m³,混凝土的等效抗弯强度和能量吸收值逐渐增大。当结构型钢纤维掺量为30 kg/m³时,加入结构型聚丙烯纤维对混凝土的弯曲韧性会产生正混杂效应,且在结构型聚丙烯纤维掺量为6 kg/m³时,存在最优的正混杂效应,可为实际工程中混杂使用结构型纤维提供一定的参照。     

聚丙烯纤维长径比对混凝土力学性能的影响研究

对常用的聚丙烯粗纤维(直径为450μm)和细纤维(直径为31μm)的不同长径比对混凝土性能的影响进行了试验研究,掌握了聚丙烯纤维长径比对混凝土坍落度、抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度的影响规律,并结合试验现象对试验所得规律进行了机理分析,给出了常用直径的聚丙烯粗、细纤维合理长径比范围。     

粗合成纤维增强混凝土的冲击动载特性

为了研究将掺量为6～13kg/m3的粗合成纤维和掺量40～60kg/m3的钢纤维掺入水泥混凝土后,对硬化混凝土动载特性的效用,试验研究了国产异型聚丙烯、日本Barchip、美国Forta粗合成纤维和钢纤维增强混凝土的抗弯冲击性能,探讨了纤维掺量对冲击动载特性的影响.研究表明：纤维掺量增加,纤维混凝土梁的初裂冲击次数先增加后减少,破坏冲击次数一直增加;粗合成纤维对混凝土冲击性能有显著的增韧效果,混凝土由脆性破坏变为有良好的延展性.     

混杂纤维高强混凝土断裂性能试验研究

采用楔劈拉伸试验方法,对14组共42个混杂纤维(钢纤维-聚丙烯纤维)高强混凝土试件进行楔劈拉伸试验,研究混杂纤维高强混凝土的断裂性能。研究结果表明:在钢纤维体积率为1.5%、聚丙烯纤维掺量为0.6kg/m3时,混杂纤维高强混凝土表现出较好的断裂韧性,但随着聚丙烯纤维掺量的增大,其增韧效果变化不大;当聚丙烯纤维掺量为0.9kg/m3时,混杂纤维高强混凝土断裂韧度、断裂能、裂缝嘴张开位移及其增益比均随钢纤维体积率的增加表现出良好的增加趋势;钢纤维在高强混凝土断裂性能的改善方面起着主导作用,随着钢纤维体积率的增加,聚丙烯纤维的增韧作用逐渐减弱;钢纤维类型对混杂纤维高强混凝土的断裂性能具有不同程度的影响。     

粗合成纤维增强混凝土的冲击动载特性

为了研究将掺量为6-13kg／m^3的粗合成纤维和掺量40-60kg／m^3的钢纤维掺入水泥混凝土后，对硬化混凝土动载特性的效用，试验研究了国产异型聚丙烯、日本Barchip、美国Forta粗合成纤维和钢纤维增强混凝土的抗弯冲击性能，探讨了纤维掺量对冲击动载特性的影响。研究表明：纤维掺量增加，纤维混凝土梁的初裂冲击次数先增加后减少，破坏冲击次数一直增加：粗合成纤维对混凝土冲击性能有显著的增韧效果，混凝土由脆性破坏变为有良好的延展性。     

改性聚丙烯(粗)对混凝土增强增韧性能影响的试验研究

通过大量的试验对比，得到凯泰（CTA）改性聚丙烯（粗）纤维对混凝土性能的影响效果。改性聚丙烯（粗）纤维可以起到微筋材的作用，对混凝土起到增强作用的同时提高混凝土的韧性和抗应变能力。但低弹粗模纤维对混凝土的增强增韧作用的掺量范围很窄，当掺量超过一定值后，出现了韧性增加，强度降低的现象，这主要是低弹模纤维材料性质所决定的。给出了通过调节粗纤维在混凝土中的配合比可以综合提高混凝土各方面的性能的纤维掺量范围，满足不同纤维混凝土的功能要求，包括抗压强度、抗折强度、较好的弯曲韧性和承载力等。     

聚丙烯粗纤维混凝土轴拉性能的试验研究

参照目前国际上对混凝土轴拉性能的多种测试方法,采用环氧粘贴法进行了纤维混凝土的轴拉试验.研究了不同纤维掺量的聚丙烯粗纤维对混凝土轴拉极限承载力、极限应变及残余承载力的影响.试件尺寸为100mm×100mm×200mm;聚丙烯纤维掺量分别为6、7、8、9、10kg/m3.结果表明:聚丙烯粗纤维能有效地提高混凝土的抗拉强度与峰值应变,与素混凝土相比,掺量为9kg/m3的聚丙烯纤维混凝土的抗拉强度与峰值应变分别提高43%和41%.     

多尺度聚丙烯纤维混凝土力学性能及损伤演化研究

对基准混凝土(JZ)、聚丙烯细纤维混凝土(PPF)、粗纤维混凝土(PPM)以及混掺纤维混凝土(PPC)进行了抗压试验,并结合其内部损伤发展情况,研究了多尺度聚丙烯纤维混凝土的力学性能、破坏后的外貌形态以及损伤演化过程的差异。根据混凝土受力状态、声发射参数与损伤程度之间的关系,得出了纤维混凝土应力-时间-振铃计数率曲线与损伤变量D-时间曲线,探究了纤维在混凝土受压状态下的工作原理。结果表明,聚丙烯纤维的掺入可以改善混凝土破坏后的完整度,提高混凝土的抗压强度、残余强度及延性等力学性能,有效抑制了混凝土裂缝的产生与发展。     

纤维再生混凝土力学性能试验

本实验研究基于C30混凝土在粗骨料取代率为50%下掺入不同种类的纤维后,再生混凝土的主要力学性能。选择掺入的纤维有钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维。再生粗骨料选择龄期为40年的废弃建筑物混凝土。制作粗骨料取代率为50%再生混凝土标准土立方体试块(150 mm×150 mm×150 mm),标准棱柱体试块(150 mm×150 mm×300 mm),尺寸为150 mm×150 mm×550 mm试块。每种尺寸下制作3组试块。在三种试块的制备过程中分别加入钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维,观察其流动性、塌落度、保水性。入模后按混凝土标准实验的养护方法放置于养护室中养护28 d后测试其抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度。对所得结论进行比较分析后得知在相同粗骨料取代率下对于掺入不同纤维的再生混凝土,其表现出了不同的物理力学性能。对于掺入钢纤维的,再生混凝土流动性降低、塌落度增大、保水性变差,但强度及抗折强度有所增加,劈裂抗拉强度无明显变化。对于掺入玻璃纤维的再生混凝土其流动性小幅增强、坍落度小幅减小、保水性基本不变,而抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度均有一定的增强。对于掺入聚丙烯纤维的再生混凝土,其流动性增强,塌落度减小而抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度均有一定的降低。对于上述结论可知,掺入玻璃纤维的再生混凝土相对来说性能更优越,建议选择该种混凝土进行推广。     

混杂纤维混凝土的抗冻性能试验研究

为研究混杂纤维对混凝土抗冻性能的影响,通过快速冻融法对8种掺量的纤维混凝土(钢纤维、聚丙烯纤维以及钢-聚丙烯混杂纤维)分别进行了质量损失和相对动弹性模量测定以及抗压强度和抗折强度试验。研究表明,混凝土中掺入适量混杂纤维后可提高混凝土的相对动弹性模量,降低混凝土的质量损失率以及改善冻融后的抗压、抗折强度损失率,对增强混凝土抗冻耐久性起到有利作用;混杂纤维的掺量具有一定范围性,2 kg/m~3聚丙烯纤维与20 kg/m~3钢纤维混杂时由于纤维掺量过多,导致混凝土基体内部有害孔隙增多,在各个性能指标测试中均不能达到良好效果,不利于混凝土抗冻耐久性。     

聚丙烯纤维水泥混凝土试验性能研究

通过试验,分析了聚丙烯纤维用量为0.5 kg/m~3,0.7 kg/m~3,0.9 kg/m~3时,混凝土抗压强度、抗折强度及抗冲击强度的变化规律,结果表明,聚丙烯纤维掺量为0.7 kg/m3时,混凝土的抗压与抗折强度达到了最大值,且聚丙烯纤维可有效提高混凝土的抗冲击强度。     

聚丙烯纤维混凝土力学与抗渗性试验

文中主要研究了聚丙烯纤维对混凝土抗压、抗折强度与抗渗性能的影响。通过掺加不同体积掺量的聚丙烯纤维试验研究混凝土抗压抗折强度与混凝土的抗渗高度、吸水率、电通量变化规律,研究结果表明:掺入聚丙烯纤维对混凝土抗压强度无明显影响,但对抗折强度有一定的贡献,聚丙烯纤维的加入能够提高混凝土的抗渗性能,掺量为1.0kg/m~3时对混凝土抗渗性能改善明显。     

纤维自密实轻骨料混凝土抗渗性试验研究

将长度为10 mm,掺量为2 kg/m~3的剑麻纤维、0.8 kg/m~3的聚丙烯纤维分别掺加到强度等级为C40的自密实轻骨料混凝土进行抗渗试验研究,测定其渗水高度及抗渗等级,并进行扫描电镜微观试验。试验结果表明,掺加剑麻纤维的自密实轻骨料混凝土抗渗等级为P10,掺加聚丙烯纤维的自密实轻骨料混凝土抗渗等级为P12,均达到抗渗混凝土要求。与空白样对比,掺加剑麻纤维的自密实轻骨料混凝土渗水高度增加45.6%,掺加聚丙烯纤维的自密实轻骨料混凝土渗水高度减小26%。