隧道聚丙烯纤维混凝土抗渗性能分析及试验比较

作为一种新型隧道防水衬砌材料,聚丙烯纤维混凝土的抗渗研究大多还仅局限于抗渗机理的定性解释上。为进一步揭示其抗渗性能,结合断裂力学原理和细观结构的力学分析,推导出了混凝土内部裂纹处的纤维闭合力及其应力强度因子,提出了纤维对张开型裂纹扩展的阻碍效应解析式,并在此基础上,通过数值计算,对聚丙烯纤维混凝土的抗渗性能给出了合理解释;另一方面,为将其与传统的微膨胀混凝土的抗渗性能进行比较,开展了4组不同类型混凝土的抗渗性能试验,通过比较发现,工程中常用掺量的聚丙烯纤维混凝土的抗渗性能优于微膨胀混凝土,而合理双掺（聚丙烯纤维和微膨胀剂）可使混凝土的抗渗性能达到最佳。     

碳纤维混凝土抗渗性能研究

分析了影响混凝土抗渗性能的各种因素,为验证碳纤维能提高混凝土的抗渗性能,通过制备碳纤维混凝土抗渗试件,并对试件施加水压力,研究影响抗渗的各种因素及其影响规律,得出了当碳纤维掺量达到0.6%时,混凝土抗渗性能提高最显著,碳纤维长度为10mm时,混凝土抗渗性能最好,当纤维掺量低于0.2%时,水灰比对混凝土的抗渗性能影响较明显,当纤维掺量超过0.2%时,水灰比对混凝土的抗渗性能影响较小。     

低掺量纤维素纤维混凝土耐久性试验研究

为提高渠道衬砌混凝土的耐久性,提高输水效率,延长渠道寿命,通过试验对比研究了不同掺量下低掺量纤维素纤维混凝土以及聚丙烯纤维混凝土的早期抗裂性能、抗渗性能和抗冻性能.试验结果表明,低掺量纤维素纤维对混凝土的工作性和力学性能影响不大,相比普通混凝土和聚丙烯纤维混凝土,可以大幅提高混凝土的抗渗、抗裂及抗冻等耐久性能,适合应用于薄板大面积的渠道混凝土衬砌工程.     

PP单丝纤维自密实混凝土强度与抗渗性能

采用力学试验、渗水标号试验、渗水高度试验和氯离子渗透试验研究了聚丙烯(PP)单丝纤维自密实混凝土强度、抗渗性能,通过扫描电镜观察了纤维自密实混凝土的微观结构,从材料的组成结构和断裂力学原理上分析了PP单丝纤维对自密实混凝土强度以及抗渗性能的影响机理。结果表明： 当PP单丝纤维自密实混凝土体积掺量不超过0.15%时,PP纤维自密实混凝土具有较好的抗渗性能,渗水标号大于S 35;PP单丝纤维体积掺量不超过0.1%时,自密实混凝土的强度和抗水渗性能随着纤维体积掺量的增加而提高,电通量有所增加,而当体积掺量超过0.15%后,强度仍然有增长,电通量急剧增加;与普通自密实混凝土相比,0.10%单丝PP纤维自密实混凝土具有较好的强度特性和抗渗性能,28 d弯拉强度提高16.4%,28 d劈裂强度提高13.4%,56 d氯离子渗透电通量为919 C,渗水高度减少57%。     

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土受拉性能试验研究

为了探讨钢-聚丙烯混杂纤维对混凝土试件轴向拉伸力学性能的影响，以钢纤维体积掺量为1%、1.5%、2%，聚丙烯纤维体积掺量为0.1%、0.15%、0.2%，设计了9组钢纤维和聚丙烯纤维混杂试件，开展配筋钢-聚丙烯混杂纤维混凝土受拉性能试验。结果表明：钢-聚丙烯混杂纤维有利于提高混凝土抗拉强度，混杂纤维体积掺量是影响抗拉强度和峰值应变的重要因素，钢纤维体积掺量1.5%和聚丙烯纤维体积掺量0.15%混杂对混凝土受拉性能改善效果较好。     

薄壁结构C50抗渗防裂混凝土试验

根据薄壁结构混凝土的特点，利用中热硅酸盐水泥优化设计出了C50抗渗防裂混凝土配合比。试验结果表明：聚丙烯纤维、钢纤维通过单掺或混掺配制的混凝土28d抗压强度均达到56MPa，抗渗等级P12，满足混凝土的抗渗防裂要求；且单掺聚丙烯的纤维混凝土表现出更优异的抗渗透能力和抗裂性能。SEM微观结构显示，掺膨胀剂混凝土中的水泥石结构均匀密实，产生的钙矾石水化产物丰富，对水泥石收缩具有明显补偿作用，提高了薄壁结构混凝土的抗渗防裂能力。     

混杂纤维增强高性能混凝土强度的试验

目的揭示钢纤维和聚丙烯纤维混杂后对高性能混凝土强度和抗裂性能的影响.方法参照国家标准和试验方法，按不同的纤维掺量设计了16组纤维增强高性能混凝土试件，进行了大量抗压强度试验和劈裂抗拉性能试验研究.结果低体积掺量的聚丙烯纤维增强高性能混凝土劈裂抗拉试验破坏为爆裂式破坏；在高性能混凝土中掺加适量的钢纤维和聚丙烯纤维可使抗拉强度提高10%-40%，使拉压比增大到1/18-1/16；劈裂抗拉试验破坏为带有一定延性的破坏；钢纤维体积掺量为0.8%、聚丙烯纤维体积掺量为0.11%时混杂纤维增强高性能混凝土的复合增强效果最好，高性能混凝土拉压比为1/16.结论适量掺加钢纤维和聚丙烯纤维可使高性能混凝土的拉压比增大，提高高性能混凝土的抗裂性能.     

纤维增强混凝土材料抗冲击荷载试验研究

普通混凝土易开裂,韧性较差。文中主要通过混凝土抗冲击试验,研究了在普通混凝土中掺入不同长度的合成聚丙烯纤维及聚丙烯腈纤维,以改善混凝土的脆性性能,提高混凝土的韧性。试验中在混凝土中分别掺入长度为20mm合成聚丙烯纤维、40mm合成聚丙烯纤维及单丝聚丙烯腈纤维,每种纤维掺量分别为1kg/m~3,3kg/m~3,6kg/m~3,9kg/m~3,通过改变纤维掺量研究不同掺量下合成纤维对混凝土抗冲击荷载的影响规律。实验研究结果表明:纤维混凝土的抗冲击性能随纤维掺量提高显著提升,纤维含量为9kg/m~3的40mm聚丙烯纤维混凝土试件其抗冲击韧性最好,相较于普通混凝土的抗冲击韧性提高了306.67%。     

网状聚丙烯纤维对高性能混凝土耐久性能影响

研究了不同掺量聚丙烯纤维高性能混凝土的抗冻融、耐磨、抗渗、抗化学侵蚀能力,综合论述了网状聚丙烯纤维对高性能混凝土耐久性的影响,探讨和分析了高性能水泥基复合材料耐久性提高的机理。     

混杂纤维混凝土早龄期抗裂性能试验研究

选取强度等级CF40和CF50混凝土,在混杂纤维混凝土配合比三元叠加法试验基础上确定配合比:在钢纤维体积分数固定为1%时,聚丙烯纤维掺量在0.3～1.5 kg/m3内按级差0.3 kg/m3取5个水平;在聚丙烯纤维掺量为0.9 kg/m3时,钢纤维体积分数在0.5%～2.0%内按级差0.5%取4个水平,研究纤维的不同掺量对混凝土早龄期抗裂性能的影响以及试件裂缝形态的变化.结果表明,钢-聚丙烯纤维混杂具有耦合提高混凝土早龄期抗裂性能的作用,早龄期抗裂性能随纤维掺量的增加而提高;钢纤维体积分数和聚丙烯纤维掺量存在合理有效值.纤维混杂可以协同阻裂和限裂,使混凝土裂缝由宽、长形态调整为细、短形态.     

多元外加剂复掺对混凝土抗渗性的研究

为了改善混凝土抗渗性,采用多元矿物外加剂、聚丙烯纤维与引气剂组合复掺配制混凝土,并进行了混凝土渗透性试验．结果表明：多元矿物外加剂复掺,可有效提高混凝土的抗渗性;而多元矿物外加剂分别与一定量聚丙烯纤维和引气剂复掺,可使混凝土抗渗性得到进一步改善,且随着聚丙烯纤维和引气剂掺量在一定范围内的增加,混凝土抗渗性的改善程度愈加明显．     

Electromagnetic shielding and absorption properties of fiber reinforced cementitious composites

In order to investigate the electromagnetic shielding effectiveness (SE) and absorbing properties of fiber reinforced concrete, steel fiber, carbon fiber and synthetic polyvinyl alcohol (PVA) fiber reinforced concrete were researched. The results show that with the increase of fiber volume fraction, the SE and trend of frequency change of corresponding fiber reinforced concrete are enhanced. When the volume content of steel fiber is 3%, the SE of concrete is above 50 dB and its frequency is above 1.8 GHz. Moreover, in the range of 8-18 GHz, steel fiber, carbon fiber and PVA fiber all can improve the microwave absorption properties of concrete. The concrete with 0.5% carbon fiber can achieve the best absorbing property, the minimum reflectivity is about -7 dB; while steel fiber optimal volume fraction is 2%. The reflectivity curve of PVA fiber reinforced concrete fluctuates with the frequency, and the minimum value of the reflectivity is below -10 dB. The results show that fiber reinforced concrete could be used as EMI(electromagnetic interference) prevention buildings by attenuating and reflecting electromagnetic wave energy.     

碳化环境下钢纤维混凝土基本性能试验研究

以混凝土强度等级、钢纤维体积率、碳化时间为变化参数,进行了碳化环境下混凝土、钢纤维混凝土和钢纤维高强混凝土试件的基本性能试验,测试了不同碳化时间混凝土和钢纤维混凝土的抗压强度、劈拉强度、抗折强度以及碳化深度,探讨了钢纤维对混凝土碳化性能的增强机理.研究结果表明:混凝土强度等级、碳化时间等对钢纤维混凝土的基本力学性能和碳化深度具有较为显著的影响,高强钢纤维混凝土具有较高的抗碳化能力;钢纤维体积率对钢纤维混凝土的抗碳化性能具有一定程度的影响.     

钢纤维再生混凝土劈拉强度试验研究

通过钢纤维再生混凝土立方体试件的劈拉强度试验,研究了钢纤维体积分数(0.0%～2.0%)、3种钢纤维类型(MF,SF,BF)、再生粗骨料处理方式以及试件尺寸变化对再生混凝土劈拉性能的影响.结果表明:钢纤维的加入显著提高了再生混凝土的劈拉强度,当纤维体积分数超过1.5%后,钢纤维再生混凝土的劈拉强度接近甚至超过天然钢纤维混凝土;钢纤维类型对再生骨料钢纤维混凝土影响显著,钢纤维对再生混凝土和天然混凝土的增强效果比较接近,其中BF钢纤维增强效果最好;尺寸效应对钢纤维再生混凝土的影响比天然钢纤维混凝土显著;再生骨料处理方法对钢纤维再生混凝土的劈拉强度也有一定的影响;现行钢纤维混凝土劈拉强度计算公式仍适用于钢纤维再生混凝土.     

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.     

Mechanical properties of layered steel fiber and hybrid fiber reinforced concrete

To explore a new structure form of fiber reinforced concrete, namely, the layered steel fiber and layered hybrid fiber reinforced concrete （LSFRC and LHFRC）, the mechanical properties of LSFRC and LHFRC, such as compressive strength, tensile strength, flexural strength, fatigue and durability were focused on. The experimental results show that LSFRC and LHFRC can improve the flexural strength of concrete by 20%-50%. In the aspect of improving the flexural strength of concrete, adulterant rate has more obvious effect than length/diameter ratio. Double logarithmic fatigue equation considered liveability was founded. The impermeability of LHFRC is superior to LSFRC and plain concrete （C）. However, the porosity of LHFRC is lower than LSFRC and C. The shrinkage of LHFRC at every age is obviously lower than C. The antifreeze durability of LHFRC is also better than C.     

离心成型钢纤维混凝土轴心抗压强度试验研究

通过试验研究了离心成型钢纤维混凝土环形截面构件的轴心抗压性能,分析了离心成型中速阶段离心时间、离心加速度、骨料级配、钢纤维长度、钢纤维体积率等因素对钢纤维混凝土轴心抗压强度的影响作用.结果表明:当钢纤维长度小于25 mm时,延长离心时间有利于提高钢纤维混凝土的轴心抗压强度;增大离心加速度不利于钢纤维混凝土轴心抗压强度的提高;粗骨料粒径5~10 mm时的钢纤维混凝土轴心抗压强度高于粗骨料粒径5~15 mm时的钢纤维混凝土轴心抗压强度;从材料的性价比角度考虑,宜选取长度为25~32 mm、体积率为1.2%左右的钢纤维.     

钢纤维对C60高性能混凝土弯曲韧性的影响

简要综述了国内外关于钢纤维混凝土弯曲韧性指数的计算方法,并选取我国现行的规程JGJ/T 221—2010试验方法,通过钢纤维高性能混凝土的弯曲韧性试验,研究了钢纤维体积分数和钢纤维类型对钢纤维高性能混凝土弯曲韧性的影响.结果表明:钢纤维高性能混凝土峰值荷载与弯曲韧性均随着体积分数的增大而提高;微细型钢纤维提高混凝土弯曲强度指标幅度最大,端钩型钢纤维提高混凝土弯曲韧性指标幅度最大.     

SFRC subjected to domestic sewage and sustained load

The article aimed to study the durability of steel fiber reinforced concrete under the coupled sewage-loading according to compressive strength,flexural strength,compressive strength corrosion coefficient,flexural strength corrosion coefficient,compressive strength balance coefficient,flexural strength balance coefficient.Through the homemade load frame applied to design specimens,the pre-loading level are equivalent the damage intensity of 0%,10%,30% and 50% four different ways.The experimental results show that the performance of concrete down gradually and sustaining load aggravated the degree of domestic sewage attacking concrete after six month;under different stress states,the more loading levels,the more serious domestic sewage attacked the steel fiber reinforced concrete.It is proved that the concrete damage can be inhibited by adding the steel fiber,when steel fiber volume fraction is 1.0%,the corrosion resistance of concrete is best.     

纤维混凝土弹性模量的细观力学求解方法

应用细观力学理论中的Mori-Tanaka法和Eshelby等效夹杂法求解了纤维混凝土的弹性模量,对影响纤维混凝土弹性模量的若干参数进行讨论,得出纤维混凝土的弹性模量为砂、石、纤维和水泥（基体）4种组分物理性能和体积率等不同参数的函数。通过比较理论解和已有试验数据可知,二者吻合较好,证明利用细观力学的理论求解纤维混凝土弹性模量是一种可行并有效的方法。