玄武岩纤维混凝土弯曲疲劳性能研究

对4种纤维掺量的玄武岩纤维混凝土试件在3种不同应力水平下进行三点弯曲疲劳试验,利用数理统计方法对疲劳试验数据进行了弯曲疲劳寿命的威布尔分布检验,并拟合了不同失效概率下的双对数疲劳方程。结果表明：玄武岩纤维混凝土的弯曲疲劳寿命均符合两参数威布尔分布,且随着应力水平的减小,威布尔形状参数先减少后增大,弯曲疲劳寿命离散性先增大后减小;随着纤维掺量的增加,混凝土的弯曲疲劳寿命分布更加均匀,离散性更小,疲劳寿命大幅度增加。     

玄武岩纤维机场道面混凝土弯曲疲劳性能试验研究

通过弯曲疲劳试验,对比分析研究了玄武岩纤维道面混凝土和普通道面混凝土的弯曲疲劳性能,并得出疲劳方程。试验结果表明:掺入玄武岩纤维后能明显提高普通道面混凝土的抗弯曲疲劳性能,玄武岩纤维道面混凝土的疲劳寿命是普通道面混凝土的2.15～5.95倍,且疲劳寿命均服从两参数威布尔分布。本文的试验研究结果为玄武岩纤维在机场道面混凝土中的实际应用提供了依据。     

玄武岩纤维再生混凝土循环加载变形与疲劳寿命预测

为改善再生混凝土(RAC)的疲劳性能,掺入玄武岩纤维制成玄武岩纤维增强再生混凝土(BFRAC),对不同纤维体积率的BFRAC弯曲疲劳性能进行研究,分析了BFRAC的疲劳变形规律,并采用响应面法(RSM)研究了纤维体积率和应力水平对其疲劳寿命的影响。结果表明：BFRAC的疲劳应变和疲劳模量都呈三阶段发展;随着应力水平和循环比的增大,疲劳应变逐渐增大,疲劳模量逐渐减小;随着纤维体积率的增大,疲劳应变和疲劳模量发展减缓,其中纤维体积率为0.3%时效果最佳;在相同应力水平下RAC疲劳寿命低于天然混凝土(NAC),玄武岩纤维的掺入可显著提高RAC疲劳寿命,随着纤维体积率的增大,BFRAC疲劳寿命呈现先增大后减小的趋势;通过RSM建立的BFRAC疲劳寿命预测模型经检验证明具有良好精度;纤维体积率和应力水平的交互作用对BFRAC疲劳寿命有一定影响,但应力水平的大小对BFRAC疲劳寿命的影响更为显著;采用渴求函数对BFRAC进行多目标优化得出在0.6、0.7、0.8应力水平下的最优纤维掺量分别为0.321%、0.317%、0.313%。     

冻融对玄武岩纤维混凝土损伤研究

通过对相同配合比的普通混凝土和玄武岩纤维混凝土试件进行冻融循环试验,对不同循环次数后的试件进行质量损失测试和单轴抗压强度测试。对比分析冻融循环后混凝土试件的力学性能,阐述玄武岩纤维对混凝土抗冻性能的增强机理。选取抗压强度为损伤变量,建立混凝土冻融损伤方程,定量分析混凝土损伤演化规律,为低温环境下建筑结构可靠性分析和灾害预测提供依据。     

玄武岩纤维加固混凝土梁的冻融试验研究

FRP在土木工程加固中的应用越来越广泛,玄武岩纤维是一种新型的FRP材料,其长期的加固性能未得到证实.在我国北方较寒冷地区,冻融破坏是造成潮湿环境中混凝土结构破坏的主要原因,因此研究冻融循环对玄武岩纤维加固的混凝土构件的影响很有现实意义.基于此,在研究玄武岩纤维对混凝土梁加固作用的同时,采用快速冻融试验的方法,分析冻融循环对混凝土梁及玄武岩纤维加固梁的性能影响.试验研究显示玄武岩纤维基本能够满足寒冷地区的加固要求.     

玄武岩纤维对橡胶再生混凝土力学性能的影响

以C35普通混凝土为设计配合比基准,研究了10%掺量的橡胶颗粒、40%掺量的再生骨料,及掺量为2、4 kg/m3的玄武岩纤维对混凝土基本力学性能的影响规律,并分析了橡胶颗粒、再生骨料以及玄武岩纤维对混凝土性能的影响机理。试验结果表明:橡胶颗粒和再生骨料降低了混凝土的抗压强度、劈拉强度和抗折强度,当二者混掺时,表现更明显,依次降低了27.1%、20.5%、19.5%;玄武岩纤维对掺加橡胶颗粒混凝土的增强效果明显好于普通混凝土,当掺量为4 kg/m3时,橡胶再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度依次提高了11.3%、15.8%和19.4%,对其弹性模量的改善效果也较明显,橡胶再生混凝土的弹性模量最大可提高8.1%。     

冻融损伤对混凝土疲劳性能的影响

采用快冻法将混凝土盐冻或水冻至不同损伤程度后进行弯曲疲劳试验。以相对动弹性模量为损伤变量,从损伤的角度分析冻融循环作用对混凝土疲劳寿命的影响,对疲劳试验数据进行威布尔分布检验,建立冻融损伤混凝土的疲劳方程。结果表明,在疲劳荷载相同的情况下,混凝土的真实应力水平随冻融损伤的增加而显著变大,疲劳寿命则急剧降低;在损伤度相同的情况下,盐冻对混凝土疲劳寿命的影响比水冻大;冻融损伤混凝土的疲劳寿命服从两参数威布尔分布,但其离散性要大于未损伤混凝土的离散性;当损伤混凝土与未损伤混凝土的真实应力水平相同时,两者的疲劳寿命基本接近;冻融损伤后混凝土的疲劳寿命与真实应力水平之间的关系可用未损伤混凝土的疲劳方程进行表示。     

玄武岩纤维改善再生水泥混凝土抗裂性能研究

交通运输业发展和建筑物拆除重建产生了大量的建筑垃圾.如何利用建筑工程垃圾成为亟待解决的问题.本文研究不同添加量玄武岩纤维对再生混凝土结构的基本机械性能和裂纹性能的影响.结果表明,玄武岩纤维可提高再生混凝土的抗裂性能.     

再生粗骨料玄武岩大纤维混凝土梁的抗弯性能试验研究

将玄武岩大纤维(BMF)应用到再生粗骨料混凝土中(RCA),采用不同的再生混凝土骨料取代率以及不同的BMF体积掺量,制作了共16根试件梁和若干立方体与棱柱体混凝土试件,研究了混凝土抗压强度和抗弯强度随BMF体积掺量和RCA取代率的变化规律,对16根试件梁的裂缝出现和发展情况进行了观测.探讨了利用不同取代率RCA以及不同...     

冻融循环作用后玄武岩纤维混凝土的断裂性能

在带切口梁的三点弯曲试验中,采用数字图像相关(DIC)技术观测玄武岩纤维混凝土(BFRC)试件的全场变形,基于DIC技术的水平应变云图和水平位移云图确定试件的起裂荷载和裂缝开口位移,并研究冻融循环次数和玄武岩纤维掺量对BFRC试件断裂能、延性指数和等效断裂韧度的影响.结果表明:玄武岩纤维的掺入能够提高BFRC试件在冻融条件下的断裂能,但提高程度不如冻融损伤带来的下降程度大;BFRC试件的延性指数随玄武岩纤维掺量的增加呈现先增大后减小的趋势,而随冻融循环次数的增加呈现上升趋势;冻融损伤主要降低了BFRC试件在微变形阶段和小变形阶段的等效断裂韧度,在中变形阶段的降低程度有限,在大变形阶段降低程度已不显著,而玄武岩纤维的增韧作用在混凝土变形的各个阶段都比较显著,且增韧程度为微变形阶段最小,小变形阶段较低,中变形阶段较高,大变形阶段最高.     

双掺钢纤维和玄武岩纤维混凝土试验研究

对钢纤维和玄武岩纤维双掺混凝土、钢纤维混凝土和普通混凝土的抗折、抗压强度,抗裂、抗渗性能进行了对比试验研究.试验结果显示:由于钢纤维的加入,增加了混凝土的抗压强度和抗裂、抗渗能力,大大提高了混凝土的抗折强度,玄武岩纤维取代部分钢纤维后,试件的强度降低不大,但改善了混凝土的和易性,也有助于提高抗裂和抗渗能力.     

单面冻融下玄武岩纤维混凝土抗冻性能研究

通过玄武岩纤维混凝土单面冻融试验,分析了不同冻融次数、冻融介质(水、盐、飞机除冰液)和纤维掺量下混凝土的质量损失、动弹性模量及抗压强度,研究了玄武岩纤维混凝土的单面抗冻性及其损伤规律。试验结果表明:随着冻融次数的增加,3种冻融介质下玄武岩纤维混凝土的相对动弹性模量、抗压强度均减小,而质量损失出现相反情况。3种冻融介质对混凝土的损伤程度最严重为盐溶液,其次分别为水溶液、飞机除冰液。对于水冻与盐冻,混凝土掺入玄武岩纤维能够提升其抗冻性。通过拟合发现,二次多项式模型的拟合精度高于指数型模型,说明二次多项式模型更能准确表征单面冻融下玄武岩纤维混凝土的损伤程度。     

玄武岩纤维混凝土的发展及研究前景

玄武岩纤维相较于其他纤维材料而言具有更加优越的特性。本文介绍了玄武岩纤维的发展概况和主要特点,着重阐明了玄武岩纤维混凝土的力学性能、耐久性和耐高温性,并介绍了目前玄武岩纤维混凝土在土木工程领域的主要应用,还提出了玄武岩纤维高性能混凝土在土木工程领域中的研究前景。     

冻融循环下玄武岩纤维混凝土的耐久性寿命预测

针对我国西北地区混凝土结构在盐冻侵蚀下耐久性降低的问题,选取不同掺量的玄武岩纤维混凝土和普通混凝土进行冻融试验研究,对其在3种冻融工况下的耐久性寿命进行预测。结果表明:清水冻融工况下对混凝土造成的损伤要低于盐冻侵蚀;玄武岩纤维的掺入可以有效地减缓混凝土在盐冻侵蚀作用下力学性能的衰减速率,当纤维掺量达到0.15%时效果最优;纤维的掺入对裂缝的扩张、孔隙的增加等有阻碍作用,使混凝土的抗冻耐久性得到提升;灰色预测和威布尔两种模型的寿命预测结果大致相似,其中灰色预测模型所需样本容量较小,威布尔模型预测结果较为精确。     

再生粗骨料钢筋混凝土梁疲劳性能试验研究

对5根再生粗骨料钢筋混凝土梁及1根普通钢筋混凝土梁的弯曲疲劳性能进行了试验研究,比较了再生粗骨料钢筋混凝土梁与普通钢筋混凝土梁的开裂荷载、疲劳破坏特征、疲劳寿命、疲劳荷载作用下的跨中挠度、裂缝宽度等,研究结果可为再生粗骨料钢筋混凝土梁的设计和应用提供参考。     

超高强玄武岩纤维混凝土抗火性能

为了研究高温对超高强玄武岩纤维混凝土(UHSBFC)抗火性能的影响,分别掺入0、2、4 kg/m3玄武岩纤维的超高强混凝土进行抗火性能试验。试验结果表明:加入玄武岩纤维提高了超高强混凝土的强度,当玄武岩纤维为2 kg/m3时,320℃时抗压强度达到常温时的1.24倍。UHSBFC抗压强度随着温度的提高先是稍微降低而后提高,强度达到最大值之后呈现出急剧下降,500℃的时候几乎都崩裂了。     

连续玄武岩纤维在水泥混凝土中的应用

较为系统地介绍了玄武岩纤维的基本性能、玄武岩纤维在公路工程中的研究和应用情况,并对玄武岩纤维在土木工程中的应用提出了建议,通过玄武岩纤维的应用,从而推动高性能混凝土技术的发展。     

关于玄武岩纤维混凝土的增强机理研究

为探究短切玄武岩纤维对混凝土基本力学性能的影响机制,分析出短切玄武岩纤维对混凝土的增强机理。以C35普通混凝土为研究对象,短切玄武岩纤维长度和掺量为变量,通过静态力学性能试验将玄武岩纤维混凝土与素纤维混凝土的基本力学性能进行对比分析。并通过光学显微镜对玄武岩纤维混凝土的微观结构进行观察与分析,找出在混凝土中掺加玄武岩纤维的最佳纤维长度区间与最佳的纤维掺量区间。掺入玄武岩纤维后,抗压强度普遍降低,最高降低幅度达8.4%。劈拉强度和抗折强度明显提高,劈拉强度最大可提高23.8%。抗折强度最大可提高34.7%。光学显微镜下,玄武岩纤维分散均匀。在混凝土基体材料中呈各向异性,呈现出良好的密闭空间网状结构。