掺玄武岩纤维的水泥固化风积砂无侧限抗压强度试验研究

将玄武岩纤维作为外掺材料掺入水泥固化风积砂中,对不同水泥掺量及玄武岩纤维掺量的水泥固化风积砂进行无侧限抗压强度试验研究。结果表明,在水泥固化风积砂中掺入玄武岩纤维后,玄武岩纤维可在水泥固化风积砂中均匀分布,形成一种良好的相互交错的支撑体系;掺入玄武岩纤维可以提高试件强度,且在纤维含量为0.5%时试件的抗压强度最大;随着水泥掺量的增加和龄期的增长,掺纤维水泥固化风积砂的抗压强度逐渐增加。     

玄武岩纤维增强磷酸镁水泥混凝土早期抗裂性能试验研究

为了探究玄武岩纤维增强磷酸镁水泥混凝土的早期抗裂性,对短切玄武岩纤维含量为0.5%、1.0%、1.5%的磷酸镁水泥混凝土进行了早期抗裂性能试验,并且以试件裂缝的宽度和数量等作为评价指标,对比分析了玄武岩纤维的掺量对磷酸镁水泥混凝土早期抗裂性能的影响。试验结果表明：纤维体积掺量为0.5%、1.0%、1.5%的玄武岩纤维增强磷酸镁水泥混凝土,在早期抗裂性能对比试验后裂缝降低系数分别为8.2%、59.3%、78.0%。随着玄武岩纤维掺量的增加,磷酸镁水泥混凝土的早期抗裂性能逐渐提高。当体积掺量达到1.5%时,钢筋磷酸镁水泥混凝土的早期抗裂性能也有显著提高。     

聚酯纤维对水泥碎石抗裂性影响的试验研究

为有效解决水泥碎石材料易产生裂缝的问题,将聚酯纤维掺加到水泥碎石中以防止其收缩开裂,据此设计制作了收缩应变测试装置.通过干、温缩和劈裂强度试验,研究了聚酯纤维对水泥碎石收缩开裂和劈裂强度的影响,获得了干缩系数、温缩系数、劈裂强度随着纤维长度、纤维掺量的变化规律,并阐述其根本机理,提出了聚酯纤维适宜的掺加长度.研究结果表明:聚酯纤维防治水泥碎石收缩裂缝的效果显著;纤维掺量为0.5‰时,随纤维长度的增长,干缩系数逐渐减小,而劈裂强度在50mm长度左右出现峰值;掺加聚酯纤维的适宜长度为50mm,此时随着掺量的增加,温缩系数呈现逐渐减小的趋势.     

聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗裂性能研究

为了研究聚丙烯纤维水泥稳定碎石的抗裂性能,对聚丙烯纤维水泥稳定碎石和普通水泥稳定碎石梁式试件进行了干缩试验、温缩试验和抗弯拉试验,采用干缩能抗裂系数和温缩能抗裂系数作为抗裂性的评价指标,对材料的抗裂性能随养护龄期、纤维掺量以及水泥掺量变化的规律进行了分析.结果表明,聚丙烯纤维的掺入可显著地增强水泥稳定碎石的抗干缩开裂性能和抗温缩开裂性能;随养护龄期的增长,聚丙烯纤维水泥稳定碎石的抗干缩开裂性能逐渐增强,而抗温缩开裂性能有略微的减小;在纤维体积分数小于0.1%的范围内,随着纤维体积分数的增加,水泥稳定碎石的抗干缩、抗温缩开裂性能均逐渐增强;随水泥掺量的增加,聚丙烯纤维水泥稳定碎石的抗干缩、抗温缩开裂性能均有逐渐减小的趋势.     

短切纤维超轻泡沫混凝土性能及机理研究

以短切纤维为增强材料,硅酸盐水泥为胶凝材料,制备了一种新型短切纤维超轻泡沫混凝土,研究了短切纤维类型及掺量对其性能的影响,并通过SEM进行了机理分析。结果表明:掺入短切玻璃纤维有利于试件的成型,能够提高混凝土的密实度,改善混凝土的薄弱部位;纤维掺量为1.2%时,玻璃纤维超轻泡沫混凝土试件的抗压强度比玄武岩纤维和聚丙烯纤维增强的试件分别提高5.35%、8.30%;玻璃纤维、玄武岩纤维和聚丙烯纤维泡沫混凝土试件的导热系数分别为0.044、0.045和0.046 W/(m·K),比空白组试件分别降低了12%、10%和8%;短切纤维在试件中呈锥形随机分布,起到延缓微裂缝发展的作用;纤维出现成团等分布状态时会对试件的强度造成不利影响。     

掺玄武岩纤维水泥稳定碎石抗冻性能试验研究

为了进一步研究掺玄武岩纤维水泥稳定碎石的抗冻性能,从纤维的体积掺量、试件的养护时间和水泥用量三方面因素对水泥稳定碎石混合料的冻融残留抗压强度比BDR与质量变化率Wn进行抗冻性能试验。试验结果表明,在玄武岩纤维掺量小于1.0‰时,试件的冻融残留抗压强度比BDR随着纤维掺量的逐渐增大而增大、质量变化率Wn随着纤维掺量的逐渐增大而减小;纤维体积掺量为0.6‰且水泥用量在4%时,冻融残留抗压强度比BDR出现了较大幅度增长现象。     

掺纤维水泥稳定砂砾材料路用性能研究

聚丙烯纤维的掺入可以有效提高半刚性基层材料的抗裂性能,在合理纤维掺量范围内,无侧限抗压强度不会下降太多,并可以有效提高水泥稳定砂砾的抗裂性能,其劈裂强度和抗弯拉强度有一定程度的提高。随着纤维掺量的增加,抗压回弹模量随之减小。纤维掺量越大,水泥稳定砂砾干缩、温缩系数越小。无论是干缩抗裂系数,还是温缩抗裂系数,存在一个最佳纤维掺量范围(0.02%～0.04%),通过研究确定最佳的纤维掺量为0.04%。     

高延性剑麻纤维水泥基路面材料配合比研究

通过正交试验研究了水胶比、砂胶比、粉煤灰掺量和剑麻纤维掺量对水泥基路面材料抗压性能和弯拉性能的影响。结果表明,高延性剑麻纤维水泥基路面材料的最佳配合比为：水胶比0.30、砂胶比0.4、粉煤灰掺量30%、剑麻纤维掺量0.5%,此时,试件的弯拉强度满足JTG D40—2011《公路水泥混凝土路面设计规范》的要求,且抗压强度较高,为66.62 MPa。     

基于矩阵分析法的BFCC力学性能正交试验研究

采用正交试验方法,对玄武岩纤维水泥基复合材料(Basalt Fiber Cement Composites,BFCC)进行配合比设计。选取水胶比、砂胶比、玄武岩纤维掺量、粉煤灰/水泥替代率,天然砂替代率五个因素,每个因素设定四个水平,对BFCC的力学性能进行研究,利用矩阵分析法分析各因素对BFCC抗压、抗折强度的影响,并确定最优配合比。结果表明:对BFCC抗压强度的影响权重依次为:水胶比粉煤灰替代率天然砂替代率砂胶比玄武岩纤维掺量;对BFCC抗折强度的影响权重依次为:水胶比粉煤灰替代率天然砂替代率玄武岩纤维掺量砂胶比;BFCC优选配合比为:水胶比0.18,砂胶比1.2,玄武岩纤维掺量4 kg/m~3,粉煤灰替代率40%,天然砂替代率33%;采用天然砂替代部分石英砂,粉煤灰替代部分水泥,在一定范围内可有效提高BFCC的强度,具有良好的经济效益。     

水泥乳化沥青稳定碎石温缩特性

为解决半刚性基层沥青路面反射裂缝问题,在水泥稳定碎石中加入乳化沥青形成半柔性基层,采用DT80智能数据采集仪,通过电阻应变片对水泥乳化沥青稳定碎石试件的温缩系数进行测定,并对其温缩机理进行探究.分析了养护龄期、乳化沥青用量(质量分数,下同)和水泥用量对水泥乳化沥青稳定碎石温缩特性的影响.结果表明:在水泥稳定碎石中加入乳化沥青,可有效提高其抗温缩性能;温缩系数随乳化沥青用量的增加而减小;随着水泥用量的增加,平均温缩系数先减小后增大;平均温缩系数达到最小值时,对应的水泥用量4.0%为最佳水泥用量,且乳化沥青用量不宜超过3.0%.     

超高强水泥基复合材料力学及收缩性能研究

选取钢纤维和玄武岩纤维进行试验,研究了两种纤维掺量以及硅灰掺量对超高强水泥基复合材料抗压抗折强度、疲劳性能以及体积收缩率的影响。结果表明,纤维和硅灰的加入能有效改善水泥基材料的力学及收缩性能,钢纤维对水泥基材料强度提升较大,但玄武岩纤维表现出与材料更好的相容性,1.5%钢纤维、0.1%玄武岩纤维改善效果最明显,抗折、抗压强度分别提高了12.6%、3.0%和21.2%、2.7%,体积收缩率降低了12.2%、5.4%,且1.5%钢纤维的疲劳寿命是不掺纤维的近4倍,最大跨中挠度曲线呈现明显的阶段性特征;8%硅灰改善效果最大,抗折、抗压强度分别提高了13.3%、10.4%,体积收缩率降低了28.8%。     

风积沙混凝土与钢筋的黏结性能试验研究

为研究风积沙混凝土与钢筋之间的黏结性能,制作了28个试块进行中心拉拔试验,研究了风积沙掺量、钢筋形状、钢筋直径和龄期对黏结性能的影响规律,并基于试验结果拟合出风积沙混凝土与带肋钢筋之间的黏结强度-滑移本构关系曲线。研究结果表明,风积沙掺量小于30%时,极限黏结强度随着风积沙掺量、钢筋直径、龄期的提高而提高;风积沙掺量分别为10%、20%和30%时,带肋钢筋对应的极限黏结强度分别比光圆钢筋提高了61.2%、58.5%、56.1%。     

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.     

纳米材料对水泥材料耐火性能的改良研究

为了改善建筑水泥墙板结构的耐火性能,利用纳米材料—微硅粉和碳纤维作为外掺料应用于改性研究。以标准砂与硅酸盐水泥质量比为2∶1制备试件,测试抗压强度、抗折强度、耐火性、干缩率并分析微观形貌。结果表明,微硅粉和碳纤维在提高水泥墙板材料抗压和抗折强度的同时,也改善了材料的耐火性能;双掺微硅粉和碳纤维含量为3%和2%的水泥墙体具有最优的耐火性能,燃烧试验后的质量损失为0.64%,比参照组烧失量降低了85%;从水泥基改性材料微观形貌发现,超细硅粉颗粒的填充效应是材料强度性能提升的主要原因,碳纤维的粘结作用和表面反应是耐火性能提高的主要原因。     

气泡混合风积沙土配合比试验研究

风积沙在新疆广泛分布,掺加风积沙的气泡混合土是解决道路软基病害的有效手段。本文以水泥、自制固化剂X3、XG1、南疆当地两种风积沙为材料,通过配合比试验,研究气泡混合风积沙土可能的强度规律。结果表明:风积沙1粒径较小,掺入气泡混合土后其强度优于风积沙2;气泡混合风积沙土容重越大,其抗压强度也越大;以自制固化剂X3、XG1为胶凝材的气泡混合风积沙土28d强度均高于水泥为胶凝材的气泡混合风积沙土,容重1000kg/m3的X3、XG1气泡混合风积沙土强度分别为为2.48MPa和2.69MPa,分别为水泥气泡混合风积沙土的1.6倍和1.72倍,固化效果良好;通过扫描电镜微观结构分析可知,XG1固化的微观形貌优于水泥固化的微观形貌是前者强度优于后者的主要原因。     

Fiber reinforcement effects on sand considering a wide cementation range

This paper describes laboratory drained standard triaxial tests conducted on artificially cemented Osorio sand specimens reinforced with randomly oriented discrete extensible polypropylene fibers. Cemented specimens were prepared with cement contents varying from 0% to 10% by weight of dry sand and cured for seven days. Fiber length and diameter were 24 mm and 0.023 mm, respectively, in the contents of 0% and 0.5% by weight of dry sand–cement mixture. Test results indicated that the addition of cement to sand increases stiffness, peak strength and brittleness. Both cement and fiber insertions affect dramatically the stress–dilatancy behavior of the sand. The fiber reinforcement increases peak strength just up to a certain cement content (up to about 5% in the present study), increases ultimate strength, decreases stiffness and changes the cemented sand brittle behavior to a more ductile one. The triaxial peak strength increase due to fiber inclusion is more effective for smaller amounts of cement, while the increase in ultimate strength is more efficacious when fiber is added to sand improved with higher cement contents. Peak strength envelopes indicate that the friction angle is about 46° for fiber-reinforced specimens containing up to 7% cement content, reaching 51.5° for higher cement contents. Cohesion intercept is drastically affected due to fiber addition to all cement contents, increasing for cement contents up to 4% and reducing for higher cement contents. It is important to make clear that the trends observed herein are relevant for the soil, cement and fiber type used in the present research and that further studies are necessary to generalize such findings.     

水泥固化滨海风积砂力学特性试验及细观数值仿真

滨海风积砂因结构松散、自稳能力差、级配不良不易压实,被视为一种特殊土。水泥固化是常用的加固手段,而水泥剂量对风积砂力学性能的影响规律及细观作用机制目前尚不清楚。利用GDS土工三轴试验仪,对不同水泥剂量(0%,4%,6%)的水泥固化滨海风积砂进行不同有效围压(50,100,150 k Pa)下的CD试验。结合室内试验数据和水泥砂样显微照片,建立水泥固化滨海风积砂细观结构的颗粒流PFC2D模型,进行三轴试验的细观数值仿真分析。研究结果表明,水泥固化滨海风积砂应力–应变关系呈应变软化型,水泥剂量对滨海风积砂强度贡献明显,对体变影响相对较小。采用颗粒平行黏结方式的颗粒流数值仿真能有效反映水泥固化滨海风积砂的细观力学特性,水泥剂量对水泥固化滨海风积砂的黏结破坏数、配位数、位移场均有显著影响。     

玄武岩纤维水泥土的冲击劈裂性能试验研究

为了研究玄武岩纤维掺量对水泥土冲击劈裂性能的影响,进行了不同冲击气压条件下水泥土的霍普金森压杆(SHPB)试验.试验结果表明:随着玄武岩纤维掺量的不断增大,水泥土试件劈裂面的破碎程度逐渐变小,吻合程度逐渐变好,但过量的玄武岩纤维具有负面效应,试件冲击劈裂强度和吸收能均出现先提高后降低的趋势,在玄武岩纤维掺量为1.5％时...