玄武岩纤维混凝土快速冻融试验的力学性能研究

为了满足玄武岩纤维混凝土在寒冷地区的使用要求,在冻融环境下,对素混凝土和玄武岩纤维混凝土的力学性能进行研究。结果表明：(1)50次冻融循环前,纤维掺量分别为0.09%、0.135%、0.18%的玄武岩纤维混凝土,其相对动弹性模量均变化较小;50次冻融循环后,其相对动弹性模量均快速减小。(2)在不同介质冻融环境下,50次冻融循环前,素混凝土和玄武岩纤维混凝土的抗压强度均缓慢降低;50次冻融循环后,其抗压强度快速降低。(3)相同冻融循环条件下,素混凝土相对动弹性模量和抗压强度降低最快,纤维掺量0.135%的玄武岩纤维混凝土的相对动弹性模量和抗压强度降低最慢。研究成果可供类似混凝土工程参考与借鉴。     

不同温度下掺玄武岩纤维水工沥青混凝土劈裂试验研究

【目的】为了解温度和纤维掺量对水工沥青混凝土抗裂性能的影响,【方法】采用长度6 mm的玄武岩纤维,开展了0℃、5℃、10℃下的掺纤维沥青混凝土巴西劈裂试验,并利用数字图像相关技术(DIC)对试样表面变形进行测量。【结果】结果显示：试验加载初期,试样的水平向变形不明显,当达到峰值荷载后,试样在上下压条之间的直线上出现明显的水平向应变,与裂缝扩展路径相对应,且掺入纤维增加了裂缝扩展路径的曲折程度;相同温度下,沥青混凝土的劈裂抗拉强度随纤维掺量的增加呈先增大后减小的变化趋势,0℃时,掺量0.8%对应的劈裂抗拉强度最大,5℃和10℃时,掺量0.6%对应的劈裂抗拉强度最大;在0℃的低温条件下,掺入0.2%的纤维可提高沥青混凝土的破坏拉伸应变,然而,当温度升高到5℃和10℃时,沥青混凝土的破坏拉伸应变随纤维掺量的增加呈先减小再增大的变化趋势;沥青混凝土断裂能随纤维掺量变化规律同样受温度影响,0℃和10℃时,断裂能随纤维掺量增加而增大,且掺量为0.6%～0.8%时,断裂能最大,但5℃时,断裂能随纤维掺量变化不明显。【结论】结果表明：在不同温度下,掺玄武岩纤维沥青混凝土抗裂性能随纤维掺量的变化规律是不...     

冻融循环下玄武岩纤维混凝土抗冻性能试验研究及灰色预测

中国西北地区广泛存在混凝土结构在盐冻侵蚀下耐久性降低的问题,为探明混凝土的劣化规律,选取不同掺量的玄武岩纤维混凝土和普通混凝土进行抗冻性能试验研究。以室内数据为基准,通过改变冻融介质和循环次数,科学合理的预测在不同掺量和工况下玄武岩纤维混凝土的力学性能。试验结果表明：使用氯化钠、硫酸钠溶液作为冻融介质时会加速混凝土的损伤破坏;玄武岩的掺入可以有效降低混凝土在冻融作用下相关力学性能的衰减速率,当取0.15%～0.20%时达到最优;获得的灰色GM(1,1)预测模型满足精度要求,可对灌区内混凝土建筑物的力学性能进行预测。研究成果可为其他特性混凝土的力学性能预测提供研究方法。     

冻融循环对玄武岩纤维水泥土力学性能的影响试验

对素水泥土及玄武岩纤维水泥土进行了冻融循环作用前后的无侧限抗压、劈裂抗拉试验,探讨并对比了冻融循环次数、养护龄期、水灰比、纤维掺量等因素对两种水泥土力学性能的影响规律。结果表明:掺入玄武岩纤维后水泥土的冻融强度损失率降低;水泥土的冻融强度损失率随水灰比的增大而增大,随龄期的增大而减小;冻融后水泥土的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度与其受到的冻融循环次数之间的关系可用双曲线拟合;水泥土的劈裂抗拉强度与无侧限抗压强度的比值在14%～17%之间。     

玄武岩纤维复合筋与混凝土的粘结性能试验

玄武岩纤维复合筋(BFRP)是以玄武岩纤维为增强材料,以合成树脂为基体的一种新型非金属复合材料,具有高强、轻质、耐碱、耐酸腐蚀等优异的物理化学性质,工程运用前景广泛.该文探讨了不同试验温度、混凝土强度等级对BFRP、钢筋与混凝土的粘结强度的影响,结果表明,BFRP具有轻质、高强的特点,拉伸性能优异,但断裂伸长率较低,表...     

聚丙烯玄武岩混杂纤维混凝土氯盐侵蚀耐久性试验研究

玄武岩纤维和聚丙烯纤维可在混凝土中产生互补和协同作用,大幅提升混凝土性能.文章通过试验研究的方法,探讨了玄武岩聚丙烯纤维混凝土的抗氯盐侵蚀性能.从试验结果来看,纤维混掺有助于提高混凝土的抗氯盐侵蚀性能,而玄武岩纤维掺量0.15％、聚丙烯纤维掺量0.5％的混杂纤维混凝土抗氯盐侵蚀性能最佳,建议在工程设计和施工中采用.     

短切玄武岩纤维掺量对泵送混凝土的影响研究

短切玄武岩纤维作为一种新型无机纤维材料,具有抗拉强度高、抗裂性能好、性价比高等优点。通过试验研究,分析了短切玄武岩纤维掺量对高性能泵送混凝土抗压强度、极限拉伸值的影响。并根据试验结果确定了短切玄武岩纤维的最佳掺量,用其进行短切玄武岩纤维泵送混凝土配比设计可提高混凝土强度和极限拉伸值。     

冻融条件下玄武岩纤维增强水泥土抗疲劳性能的试验研究

通过试验研究了冻融循环对素水泥土及纤维水泥土的抗疲劳性能的影响。试验结果表明:掺入适量的玄武岩纤维可以改善水泥土的抗压、抗疲劳性能,而且对后者的影响更显著;纤维掺量越高,水泥土抵抗冻融循环破坏的能力也越强;水灰比对水泥土的抗压能力和抗疲劳能力的影响很大,因此在保证水泥土均匀拌合的前提下尽可能降低水灰比;应力水平越高,水泥土的疲劳寿命越短,且采用统计软件拟合出了应力水平S和疲劳寿命N之间的关系,工程上可根据S-N关系推测水泥土的应力水平或疲劳寿命。     

玄武岩纤维改善心墙沥青混凝土性能的最佳掺量研究

为探究玄武岩纤维改善心墙沥青混凝土性能的最佳掺量,通过沥青混凝土单轴压缩、小梁弯曲、拉伸和水稳定性试验对0%～0.8%(占沥青混凝土质量比)不同玄武岩纤维掺量配制的心墙沥青混凝土的物理力学性能进行了研究。结果表明,掺加玄武岩纤维后的心墙沥青混凝土各项物理力学性能均得到了不同程度的提升。其中,当玄武岩掺量为0.6%时,心墙沥青混凝土的各项性能提升最高,压缩强度最大程度提高50.39%,弯曲强度提高44.22%,拉伸强度提高效果最为明显,提高了154.72%,水稳定系数提高25.61%。表明在配制心墙沥青混凝土时,添加玄武岩纤维能有效改善心墙沥青混凝土的各项物理力学性能,且玄武岩纤维最佳掺量在0.6%左右。     

稻壳混凝土抗冻性能研究

依据"快冻法",研究了粉煤灰掺量、稻壳掺量和水灰比对稻壳混凝土抗冻性的影响.结果表明:稻壳掺量为10%和8.6%、粉煤灰掺量为17%～20%时稻壳混凝士具有良好抗冻性;随水灰比的增大,抗冻性能变差;水灰比在0.4～0.43范围内时其抗冻性能最好,此外影响稻壳混凝土抗冻性的影响因素顺序为稻壳掺量>粉煤灰掺量>水灰比.     

冻融循环对钢纤维混凝土动力性能的影响研究

通过对冻融循环劣化后的钢纤维混凝土试件进行动态三轴压缩试验,分析了冻融循环及钢纤维掺量对混凝土轴向极限抗压强度、轴向峰值应变和应力-应变曲线的影响。结合扫描电子显微镜(SEM)分析冻融前后钢纤维混凝土的微观结构。目的在于探明冻融循环对钢纤维混凝土动态力学性能的影响规律,为寒冷地区钢纤维混凝土在实际工程中的应用提供理论参考。结果表明:增加冻融循环次数导致轴向极限抗压强度下降且100次冻融循环后下降速度明显增大,而轴向峰值应变基本呈线性增大。应变速率的增加导致轴向极限抗压强度增大且轴向峰值应变逐渐减小。冻融循环破坏了钢纤维混凝土内部结构,导致应力-应变曲线包围面积减小,钢纤维混凝土吸收能量的能力降低。钢纤维掺量对冻融劣化后混凝土动力性能影响较大,本试验中1%的钢纤维掺量下冻融劣化后混凝土最优。SEM微观结构揭示了钢纤维增强混凝土抗冻性的强化机理,以及过量掺入钢纤维对抗冻性的弱化机理,与宏观试验结果一致。     

混凝土的抗冻融破坏试验研究

简述混凝土抗冻融破坏现状及机理。通过配合比设计试验，分析影响混凝土抗冻融的因素。     

面板混凝土冻融劣化后动力性能的研究

为研究应变速率对面板混凝土经冻融劣化后动力性能的影响,对面板混凝土进行不同次数(0、25、50、75、100、125、150、175、200次)的冻融循环和不同应变速率(1×10-5、1×10-4、2×10-4、5×10-4、1×10-3s-1)的单轴压缩以及常规三轴试验。结果表明:单轴压缩试验下,应变速率相同的面板混凝土,冻融劣化程度加大,其动态极限抗压强度逐渐降低,峰值应变逐渐提高;冻融次数相同的面板混凝土,随着应变速率的增大,其单轴动态极限抗压强度随之增大,峰值应变随之降低。常规三轴试验下,经100次冻融循环、同一应变速率的面板混凝土,随着围压的增大,其极限抗压强度增幅减弱,混凝土的率敏感性有所降低,峰值应变随之提高。     

不同冻融循环次数混凝土单轴压缩试验

为研究冻融循环作用对混凝土力学性能的不利影响,分别对混凝土进行0,10,25,35和50次快速冻融循环,并利用10 MN大型多功能动静力三轴仪对混凝土历经40%f_c的荷载历史作用后(f_c=40 MPa为普通混凝土单轴抗压强度),以10-4/s的应变速率进行单轴压缩试验,得到冻融循环后混凝土的单轴抗压强度,并分析其损伤演化规律与破坏机理。结果表明:随着冻融循环次数的增加,历经相同加载历史作用后的混凝土的单轴抗压强度逐渐降低,且峰值应力随冻融循环次数的变化呈二次曲线关系;选用修正后的Weibull-Lognormal分段式损伤本构模型,经验证能够较好拟合冻融劣化混凝土历经荷载历史作用后单轴应力应变曲线;此外,冻融循环次数越多,对混凝土造成的损伤程度越大,在损伤发展的后期阶段,冻融程度较大的混凝土损伤路径大幅度延长且趋于扁平化,直至进入破坏阶段。     

紫外线与冻融循环作用下的混凝土耐久性研究

分别制作3种不同水灰比的面板混凝土试件,在紫外线辐射试验的基础上,以未经紫外线辐射的试件作为对照组,对各组经相同时间紫外线辐射后的试件进行冻融循环试验,并每间隔一定的冻融次数测定试件的质量及动弹性模量,根据试验结果,进行拟合分析,建立了考虑紫外线辐射的冻融循环损伤度模型。结果表明:在一定冻融循环次数下,水灰比越小,质量损失率越小,相对动弹模量越高,混凝土的抗冻性越好;相较于未经紫外线照射的对照组,经过紫外线照射的试件在经过一定循环次数的冻融后,其质量损失率更大;紫外线辐射对低强混凝土的质量损失率影响主要是在冻融循环的早期表现出来,而对高强混凝土则是在冻融循环的晚期表现出来;获得的冻融循环损伤度模型能够较好地反映经过紫外线辐射作用的面板混凝土的冻融循环损伤演变规律。     

聚丙烯纤维混凝土的抗冻和抗盐冻耐久性研究

在我国北方和沿海地区冬季混凝土因遭受低温和除冰盐侵蚀发生严重破坏,造成了巨大的损失。为改善此类混凝土的耐久性不足问题,工程中经常采用添加外加剂来提高混凝土性能。在此通过对聚丙烯纤维混凝土进行水冻和盐冻循环试验来研究其耐久性能,从而建立冻融循环的损伤模型,最终得出聚丙烯纤维的加入能提高混凝土的抗冻性和抗盐冻性的结论。     

钢衬钢纤维混凝土背管结构研究

结合长江三峡电站进水背管结构优化设计，通过单向拉伸、简支梁和背管模型试验，分析了钢纤维混凝土和钢衬钢筋混凝土背管的受力特性，探讨了钢纤维混凝土应用于压力管道的可行性．试验结果表明，背管结构受力过程中，钢纤维混凝土的抗拉强度可起较大的作用，故在背管结构设计中可以考虑混凝土的抗拉强度因素．基于试验成果，比较了背管的限裂和抗裂设计．     

超低温冻融循环后混凝土应力～应变全曲线试验研究

通过对21个混凝土棱柱体试件进行冻融循环后的应力~应变全曲线试验,分析比较了不同温度和冻融循环次数对混凝土应力~应变全曲线的影响。试验研究表明:(1)超低温冻融循环后混凝土峰值应力降低,峰值应变随冻融循环次数的增加而增大;(2)在相同冻融循环次数条件下,冻融温度越低,相应的下降段曲线下降越缓慢;(3)在其他条件相同的情况下,冻融循环次数是影响不同冻融温度之间差异是否明显的主要因素。通过非线性拟合得到了受超低温冻融循环作用的混凝土应力~应变理论曲线,研究成果可为混凝土材料非线性分析提供参考。