混杂纤维混凝土力学性能研究

纤维以其塑性变形小、强度高、韧性大等优点在混凝土中得到越来越广泛的应用,但由于不同纤维的尺度与性能不同,导致其对混凝土的力学性能影响结果不同,因此本文分别对单掺、双掺仿钢纤维和聚丙烯纤维混凝土、钢纤维混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度进行了试验研究,并将其与普通混凝土的力学性能进行比较。结果表明,纤维混凝土较普通混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度都有明显提高,且混杂纤维较单一纤维混凝土的强度提高更为明显,混杂纤维混凝土的强度与钢纤维混凝土强度相差不大,并以成本低、分散性好、不易锈蚀等优点可以取代钢纤维在某些工程中的应用。     

桥梁工程用混杂纤维混凝土力学性能研究

为了改善桥梁工程施工用混凝土的力学性能,并降低混凝土的综合使用成本,提出了以聚乙烯醇纤维和钢纤维作为混杂纤维掺入混凝土的思路,并考察了单一纤维和混杂纤维对混凝土抗压强度、抗折强度和抗拉强度的影响。试验结果表明,单一聚乙烯醇纤维或者钢纤维的掺入均能有效提高混凝土试件的力学性能,并且随着纤维掺量的不断增大,抗压强度和抗折强度均先升高后降低,存在一个最佳的纤维掺量使抗压强度和抗折强度达到最大,而抗拉强度则逐渐升高。当钢纤维的质量分数为1.0%时,改变聚乙烯醇纤维的掺量,混凝土试件的力学性能会发生变化,当聚乙烯醇纤维的质量分数同样达到1.0%时,混杂纤维对混凝土抗压强度、抗折强度和抗拉强度的提升效果较好。研究结果表明,混杂纤维的掺入能够有效改善桥梁工程用混凝土的力学性能,建议在施工过程中不断优化混杂纤维的掺量。     

混杂纤维轻骨料混凝土力学性能试验研究

本试验研究了玻璃纤维和聚丙烯纤维单一掺入以及混合掺入时对轻骨料混凝土力学性能的影响.结果表明,玻璃纤维对轻骨料混凝土坍落度的影响要大于聚丙烯纤维的影响,并且玻璃纤维对轻骨料混凝土强度提高效果要优于聚丙烯纤维,当混合掺入0.6 kg/m3的玻璃纤维和0.6 kg/m3的聚丙烯纤维时,立方体抗压强度值最高.这两种纤维混杂后,聚丙烯纤维成为影响其混杂效应的最主要因素.在聚丙烯纤维掺量在不大于0.9 kg/m3时,混杂纤维轻混凝土体现出良好的正混杂效应.     

混杂效应对混杂纤维混凝土力学性能的影响

讨论了玄武岩纤维与聚丙烯纤维的"纤维混杂效应"对混凝土基体力学性能的影响。结果表明,玄武岩-聚丙烯混杂纤维混凝土(B-P HFRC)的劈裂抗拉强度和抗折强度明显高于玄武岩纤维混凝土(B FRC)和聚丙烯纤维混凝土(P FRC)。提出了"纤维混杂效应函数"的概念,利用MATLAB数据拟合的方法求得了玄武岩-聚丙烯纤维混杂效应函数,对其求极值获得了玄武岩-聚丙烯混杂纤维对混凝土力学性能改善最佳的体积掺加率。     

超细钢-聚丙烯混杂纤维混凝土力学性能研究

为研究超细钢-聚丙烯纤维对混凝土力学性能的影响,进行了9组超细钢-聚丙烯混杂纤维混凝土试件的立方体抗压强度和劈裂强度试验,分析了超细钢纤维、聚丙烯纤维体积掺量对混凝土力学性能的影响。结果表明:混杂纤维的掺入使混凝土的立方体抗压强度、劈裂强度及拉压比均有提高,混杂纤维混凝土破坏产生明显延性特征;超细钢纤维体积掺量对混凝土力学性能的影响最大,混凝土强度及拉压比随超细钢纤维掺量增加而增大;聚丙烯纤维体积掺量增加对混凝土力学性能的影响并非线性提高,混掺0.1%聚丙烯纤维和1.5%超细钢纤维的混凝土获得最佳力学性能,抗压强度提高19.42%,劈裂抗拉强度提高56.78%,拉压比提高30.16%。     

混杂纤维粉煤灰混凝土基本力学性能与耐久性研究

建筑工程中,水泥混凝土等建材的使用和消耗十分巨大,然而水泥混凝土的使用会带来大量的温室气体和粉尘污染。粉煤灰作为传统火力发电和金属冶炼工业的主要废渣,污染环境影响生态。将粉煤灰和水泥混合不仅减少粉煤灰的排放和水泥的消耗,还可以通过混杂纤维的方式增加水泥的强度和韧性。该文对混杂纤维粉煤灰混凝土的发展和背景做了简单介绍,并总结了近年来不同混杂纤维粉煤灰混凝土的性能。     

混杂纤维混凝土高温后性能劣化分析与强度预测

为研究高温对混杂纤维混凝土(HFRC)残余强度与微观结构演变规律的影响,测试了HFRC在不同温度作用后的基本力学性能,借助扫描电子显微镜研究了纤维-水泥浆体界面的微观结构,并利用BP神经网络对HFRC在不同温度作用后的抗压强度进行了预测。结果表明：纤维的混杂效应显著改善了混凝土的耐高温性能,高温后HFRC的抗压强度和劈裂抗拉强度均高于素混凝土;当纤维素纤维和玄武岩纤维体积掺量均为0.15%时,HFRC的抗压强度和劈裂抗拉强度均达到最大值;HFRC内部结构密实,玄武岩纤维填充在孔隙处且与基体的黏结较好,有效抑制了裂缝的扩展;基于神经网络的预测数据与试验数据吻合,BP神经网络较好地预测了高温后HFRC的抗压强度。     

混杂纤维对活性粉末混凝土高温后抗压强度的影响

对混杂纤维活性粉末混凝土(RPC)不同温度等级作用并烧透(试件中心内置热电偶达到目标温度)后抗压强度进行了测试,研究了钢纤维和聚丙烯掺量对RPC抗压强度的影响.结果表明,RPC混凝土的抗压强度随着作用温度的升高总体呈下降趋势,钢纤维可以有效提高RPC混凝土抗压强度,而聚丙烯纤维可以改善RPC高温后性能和抑制爆裂,混杂纤维可优势互补.基于实验结果,给出了在钢纤维体积掺量2％,同时混掺聚丙烯体积掺量0、0.1％和0.2％下的RPC平均抗压强度与受火温度的关系式.     

钢-高强高模量聚乙烯纤维混凝土高温后力学性能研究

利用钢纤维与高强高模量聚乙烯纤维结合,研发了新型的混杂纤维增强混凝土,对其在常温、高温条件下的力学性能展开试验研究,并得到了纤维掺量对其力学性能的影响规律.结果表明,在常温下当两者掺量比为50:1时,混凝土抗压强度达到最大值;当温度为550℃时,混杂纤维混凝土相对抗压强度达到峰值,温度高于550℃后,混杂纤维混凝土相对抗压强度明显下降.     

混杂玄武岩-聚丙烯纤维增强再生混凝土力学性能研究

为有效改善再生混凝土(RC)的力学性能,室内制备了不同玄武岩纤维(BF)、聚丙烯纤维(PPF)掺量条件下的再生混凝土,并对其展开了立方体抗压、劈裂抗拉、吸水性及微观电镜扫描。研究结果表明：(1)单掺BF能够增大RC的抗压强度,而单掺PPF会导致RC的抗压强度;相较于普通RC(0BF+0PPF),掺入BF和PPF材料后会导致RC的劈裂抗拉强度增大。(2)RC的吸水性随BF材料掺量增大而减小,但随着PPF掺量增大呈先减小后增大的变化趋势。当吸水性试验结束时,不同BF掺量(0PPF)RC的吸水率分别达到3.24%、2.43%、2.27%和1.78%,不同PPF掺量(0BF)RC的吸水率则分别为3.24%、2.70%、3.99%及6.25%。(3)基于微观电镜扫描试验结果可知,BF能够为水泥浆体提供附着点,从而增大水泥浆体的分布范围;而PPF具有疏水性质,会导致RC结构弱化。复掺玄武岩-聚丙烯纤维在RC中呈交叉-网状结构分布,有效限制了混凝土混合物的分离和沉降裂缝的产生,能够提高混凝土基体的强度和韧性。     

混杂纤维复合材料的力学性能研究

采用盐酸和乙酸对金属纤维表面进行活化处理后，使之与环氧树脂的粘结性大为改善。研究了玻璃纤维与金属网混杂增强环氧树脂复合材料的力学性能。     

共聚甲醛纤维超高性能混凝土高温后残余力学性能

研究了掺入6、8、12 mm共聚甲醛纤维及钢纤维的超高性能混凝土(UHPC)高温后残余力学性能及微观结构.结果表明:400℃时,仅素混凝土发生爆裂;500℃时单掺钢纤维UHPC试件发生爆裂,单掺共聚甲醛纤维及混掺2种纤维的UHPC试件仍能保持相对完整,后者高温残余强度较高.UHPC中共聚甲醛纤维在高温蒸汽养护后,能与基...     

不同弹性模量纤维混杂增强活性粉末混凝土的力学性能研究

为了提高活性粉末混凝土的韧性,通过掺杂不同弹性模量的纤维,制备了纤维增强混凝土。采用ASTMC1018韧性指数法,评价了增韧效果。结果表明:碳纤维能够在微观尺度上,减少混凝土中缺陷的数量,改善混凝土内部结构,增强、阻裂作用明显,基体强度较高。钢纤维在宏观尺度上,对于混凝土的阻裂作用明显,混凝土的延展性显著提高。混掺碳-钢纤维,虽然能提高基体的初裂强度,但是韧性却有所降低。     

混杂纤维增强超高性能混凝土的高温性能试验研究

本文对混杂钢纤维(SF)-聚丙烯纤维(PPF)-硫酸钙晶须(CSW)增强超高性能混凝土(UHPC)进行高温试验(200～800℃),研究了混杂纤维增强UHPC高温前后的物理力学性能,并借助光学显微镜和扫描电子显微镜进行微观形貌观测,探讨了基体裂缝发展过程中多尺度纤维的作用机理。结果表明：随着温度升高,UHPC的质量损失率呈增大趋势,而超声波速则呈下降趋势,同时混杂SF-PPF-CSW对基体超声波速的降低有一定减缓作用;当温度小于400℃时,混杂SF-PPF-CSW增强UHPC的弯曲强度变化微弱(<5%),超过400℃后则迅速下降,在800℃下仅为初始强度的19.2%～24.7%;残余抗压强度随温度升高呈先上升后下降趋势,在400℃时达到峰值,较常温时提升了48.9%～62.0%;各温度下,掺加SF-PPF-CSW的UHPC物理力学性能均得到了有效提升,其中混杂1.7%(体积分数)SF、0.3%(体积分数)PPF、1.0%(体积分数)CSW对UHPC力学性能提升效果最佳。     

玄武岩纤维编织网增强混凝土高温后力学性能及损伤机理

通过制备普通及高铝水泥玄武岩纤维编织网增强混凝土(TRC)薄板,采用四点弯曲试验、XRD衍射和扫描电镜微观分析,探究玄武岩TRC在高温作用后的力学性能和损伤机理。研究结果表明:玄武岩纤维织物能有效减小TRC薄板在高温下的变形,抑制裂纹的扩张,且高铝水泥玄武岩TRC高温后的变形及质量损失均小于普通水泥TRC;玄武岩TRC的抗弯承载力随着温度的升高近似呈线性降低,降低的主要原因是高温下混凝土基体损伤、纤维编织网高温劣化及纤维与基体的黏结劣化三者的共同作用;扫描电镜分析可知,高铝酸盐水泥基TRC比普通硅酸盐水泥基TRC更致密,对高温有更强的抵抗作用。本研究可为TRC在高温环境中的设计和应用提供借鉴。     

高温后混凝土力学性能的研究进展

目前,火灾已成为发生频率最高、危害最大的一种灾害。本文简述了高温后混凝土性能的研究现状,分析、总结了高温后混凝土的物理及力学性能随温度的变化规律,并结合工程实际对需要进一步研究的问题进行了展望。     

高温后混凝土气体渗透性及力学性能研究

火灾高温不仅会降低混凝土结构的力学性能,还会对混凝土的耐久性产生重大的影响.通过高温电阻炉模拟火灾试验,研究高温下混凝土的气体渗透性、弹性模量和轴心抗压强度的变化特征,以及气体渗透性和力学性能的相互关系.试验结果表明:混凝土气体渗透性随火灾温度的升高而逐渐增大,且在500℃时气体渗透性增长72.6倍;在200 ℃高温下,混凝土的弹性模量和轴心抗压强度略有提高,而在350 ℃及以上高温下,其力学性能大幅降低.     

混杂纤维对NC的力学性能影响研究

纤维因其具有变形小、韧性大以及强度高等优点在混凝土中被广泛应用,但是由于不同种类的纤维性能和尺寸不相同,从而导致其普通混凝土力学性能的差异,因此通过对单一纤维、二元混杂纤维、三元混杂纤维混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、变形性能进行试验研究,从而总结纤维混凝土的增强规律。研究结果表明:添加不同种类纤维后,纤维的抗拉阻裂作用使得混凝土避免了脆性破坏形态,具有延性破坏的特征;对抗折强度的增强最为敏感,其抗折强度均高于普通混凝土,且混杂纤维较单一纤维混凝土增幅更为明显,最大增幅达普通混凝土相应强度的1.3倍;对于峰值应力、峰值应变、弹性模量,纤维混凝土基本均低于普通混凝土;其中纤维混凝土的切线模量随着应力的增加而逐渐降低。     

纤维素-玄武岩混杂纤维喷射混凝土力学性能及能量演化

为研究纤维素纤维和玄武岩纤维掺量对喷射混凝土力学性能的影响,对不同纤维掺量下的喷射混凝土开展工作性能和力学性能试验,根据能量演化曲线对比分析喷射混凝土不同阶段的能量变化,并结合宏观试验和SEM分析纤维对喷射混凝土的增韧阻裂机理。结果表明：掺入纤维素纤维和玄武岩纤维会导致喷射混凝土坍落度降低,喷射混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度随两种纤维掺量增加呈先升高后降低的趋势;在荷载作用下,喷射混凝土能量演化曲线大致经历四个阶段,分别为初始损伤阶段、线弹性阶段、突变损伤阶段和破坏阶段,掺入适量纤维素纤维和玄武岩纤维增强了喷射混凝土的阻裂耗能能力;掺入纤维素纤维后,喷射混凝土界面过渡区水化产物颗粒分布更加均匀,界面结构更加平整致密;纤维与基体间的摩擦为裂缝拓展提供了所需要消耗的能量,增强了喷射混凝土的延性与抗裂性。     

混杂纤维增强高强混凝土性能研究

为研究钢纤维、聚乙烯醇纤维混杂比例对高强混凝土性能的影响,通过合理设计坍落度试验、力学强度试验、收缩试验、抗裂试验、抗氯离子侵蚀试验,对比评价了纤维混杂比例对高强混凝土工作性、抗折强度、收缩性、抗裂性能以及氯离子渗透系数的影响。结果表明,钢纤维和聚乙烯醇纤维降低了新拌混合物的工作性。与单掺纤维相比,混杂纤维对高强混凝土力学性能改善效果不明显,但可明显改善混凝土抗裂性能,开裂面积抑制率最大为95.8%,同时能使高强混凝土收缩率和氯离子分别降低27.7%和66.5%,明显提高高强混凝土的耐久性能。通过扫描电镜试验分析探讨了纤维增强混凝土的作用机理,结果表明混杂纤维对基体内部结构的改善实现了对混凝土宏观性能的提升,最终推荐采用0.75%(体积分数)钢纤维和0.25%(体积分数)聚乙烯醇纤维。