玄武岩纤维混凝土基本力学性能试验研究

采用短切浸胶玄武岩纤维,按0、1、2、3、4、5 kg/m3等不同纤维掺量制作玄武岩纤维混凝土试件,进行了抗压强度、劈裂强度和抗折强度试验,研究了不同掺量与强度之间的关系。当纤维掺量为4 kg/m3,抗压强度提高率为46.3%;当纤维掺量为3 kg/m3,劈裂强度提高率为27.3%,抗折强度提高率为25.0%。试验结果表明,掺加玄武岩纤维后混凝土抗压强度、劈裂强度和抗折强度提高较明显。     

玄武岩纤维混凝土补强新老混凝土粘结性能试验研究

掺入玄武岩纤维作为一种改善混凝土收缩性能的有效手段,常常与添加减缩剂以及结合面增糙等手段联合应用于增大截面法的破旧混凝土修复工作中。从影响新老混凝土结合的3个主要因数（结合面粗糙度、减缩剂掺量以及玄武岩纤维掺量）开展混凝土试件的室内收缩试验。试验结果表明,新老混凝土试件收缩发展曲线大致经历了早期快速发展、后期平缓稳定发展两阶段,新老混凝土试件收缩随着结合面粗糙度的增加、减缩剂掺量的增加、玄武岩纤维掺量的增加而减小,其中玄武岩纤维掺量对新老混凝土粘结收缩性能影响最为显著。     

玄武岩纤维长度对喷射混凝土抗冻性能影响的试验研究

在喷射混凝土中掺入不同长度的玄武岩纤维,其抗冻性能会受到不同程度的影响,为对其进行研究,设立5组不同工况的室内试验：掺量一致(4 kg/m³)长度不同(6 mm、16 mm、50 mm)的3组玄武岩纤维(BF)喷射混凝土,以及一组钢纤维喷射混凝土(SF)和一组普通喷射混凝土(PC)。从质量损失率和相对动弹性模量出发,分析掺入不同长度玄武岩纤维后,喷射混凝土抗冻性能的变化,并建立玄武岩喷射混凝土损伤预测模型,得到冻融损伤最大次数预测值。根据结果表明：(1)BF16改善混凝土抗冻性能的效果最佳,与普通喷射混凝土相比,冻融循环100次时,质量损失降低37.6%,相对弹性模量提升幅度为31.99%,BF6与BF50的改善作用有限,其中BF50对质量损失为负作用。(2)根据建立的冻融损伤经验模型,5种工况的冻融损伤最大次数预测为：BF16>BF6>SF>BF50>PC。     

玄武岩纤维混凝土与钢筋粘结锚固性能试验与分析

为了研究玄武岩纤维混凝土(BFRC)与钢筋粘结锚固性能,对18个中心拔出试件和9个梁式试件进行加载试验,获得各级荷载下加载端、自由端滑移量及钢筋应变,得到了粘结应力-滑移曲线和粘结应力沿锚固长度的曲线分布。试验结果表明:随着玄武岩纤维的掺入,钢筋与混凝土粘结锚固性能未表现出有利影响,极限粘结强度有所降低;掺入长度为25mm纤维的混凝土与钢筋的极限粘结强度优于掺入长度为15mm纤维的混凝土与钢筋的极限粘结强度;混凝土强度的提高有利于改善玄武岩纤维混凝土与钢筋粘结锚固性能,混凝土相对保护层厚度对粘结锚固性能影响不大;锚固钢筋的应变曲线整体呈下凹形,沿锚固长度逐渐递减;粘结应力沿锚固长度呈多峰曲线;基于试验数据建立的玄武岩纤维混凝土与钢筋粘结应力-滑移本构关系可以为玄武岩纤维混凝土的理论与工程设计提供参考依据。     

高温后玄武岩纤维混凝土力学性能试验研究

为了研究高温后玄武岩纤维增强混凝土（BFRC）的力学性能,对其受压性能、弹性模量、劈裂受拉性能进行了试验研究。结果表明：随着温度升高,BFRC的抗压强度降低。在相同温度下,随着玄武岩纤维含量的增加,BFRC的抗压强度先增大然后减小。400℃后,BFRC的弹性模量随温度的升高而减小,其下降速度远快于抗压强度的下降速度。温度对BFRC的抗拉强度有很大的影响。随着玄武岩纤维含量的增加,在一定温度下混凝土的劈裂抗拉强度在增加。     

玄武岩纤维喷射混凝土力学性能及工程应用研究

为了研究玄武岩纤维(BF)对喷射混凝土力学性能和工作性的影响,对玄武岩纤维喷射混凝土(BFRS)进行了立方体抗压性能试验及SEM试验,并进行了现场支护应用。结果表明,BF加入后,BFRS坍落度降低、力学性能提升。当BF掺量达到最佳的3 kg/m~3时,BFRS 28 d抗压、劈裂抗拉及抗弯强度较普通喷射混凝土分别提升了22.4%、14.3%和13.4%。通过SEM试验发现,BF在喷射混凝土基体内部均匀分布,形成稳定的三维网状承力结构,可以有效抑制界面薄弱区开裂,降低BFRS内部缺陷。进行井下支护应用发现,BFRS复合支护体系具有较好的支护稳定性,二次支护区段内,BFRS巷道80 d变形量相较普通喷射混凝土巷道降低约56%。     

玄武岩纤维混凝土力学性能试验研究

玄武岩纤维是一种纯天然的无机非金属材料,被誉为2l世纪无污染的"万能"纤维,将玄武岩纤维用水泥净浆包裹,再与混凝土搅拌而制成的玄武岩纤维混凝土(BFRC),其基本力学性能有较好的提高.随着玄武岩纤维掺量的增加,BFRC的抗压强度逐渐增加,尤其早期强度提高明显,劈拉、弯拉强度也有不同幅度的增加;SEM照片显示,BFRC中纤维与水泥石界面的联结性比较好,且混凝土的孔隙率低.最后进一步分析了玄武岩纤维对混凝土基本力学性能的增强机理.     

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.     

玄武岩纤维布约束混凝土柱体的轴压性能试验研究

为了掌握玄武岩纤维(BFRP)布对混凝土柱体的约束效果,通过玄武岩纤维布约束混凝土圆柱体、棱柱体的轴压试验,研究了其破坏形态、应力-应变曲线、峰值应力及峰值应变.试验结果表明:①相比未约束混凝土试件,玄武岩纤维布粘贴2～7层时,约束圆柱体和棱柱体试件的抗压强度分别提高了78.8％～255.1％和125.1％～365.2％,峰值应变分别提高了335.2％～839.4％和418.9％～958.5％;②混凝土试件的抗压强度与约束层数之间近似线性关系;纤维布约束层数相同时,圆柱体试件的抗压强度高于棱柱体;③基于试验数据拟合了玄武岩纤维约束混凝土圆柱体和棱柱体的强度模型,模型与试验数据吻合良好.     

玄武岩纤维复合筋与混凝土握裹强度的试验研究

玄武岩纤维复合筋是我国战略性新兴产业重点产品。玄武岩纤维复合筋为无机材料,与混凝土基体有很好的兼容性,耐海水腐蚀性好,在替代钢筋用于海洋地材混凝土方面具有很大潜力。对比测试了玄武岩纤维复合筋与淡水河砂混凝土、玄武岩纤维复合筋与海水海砂混凝土、钢筋与淡水河砂混凝土、钢筋与海水海砂混凝土的握裹强度,试验发现玄武岩纤维复合筋与混凝土握裹强度比钢筋与混凝土握裹强度高;玄武岩纤维复合筋与海水海砂混凝土的握裹强度比玄武岩纤维复合筋与淡水河砂混凝土握裹强度高;玄武岩纤维复合筋与混凝土握裹强度极差较大。     

玄武岩纤维混凝土冲击劈拉特性研究

利用直径100 mm的SHPB试验系统,对不同纤维体积掺量的玄武岩纤维混凝土进行平台巴西圆盘试验,研究其在冲击荷载作用下的劈裂拉伸特性。试验结果表明:BFRC的静态劈拉强度和静态抗压强度随纤维体积掺量的增大呈先增大、后减小的变化趋势;随着冲击弹速的提高,BFRC的冲击劈拉强度及冲击劈拉韧度不断增大,表现出明显的冲击强化效应;掺入玄武岩纤维可以有效提高BFRC的冲击劈拉性能,使得同一弹速下BFRC的冲击劈拉强度和冲击劈拉韧度较素混凝土普遍增大;基于本文的试验条件及配合比,玄武岩纤维的相对最优体积掺量为0.2%。     

玄武岩纤维掺杂自密实炉渣混凝土的制备及其性能研究

与普通混凝土相比,自密实轻骨料混凝土具有密度小、质量轻以及施工噪音小等优势,在建筑中具有很好的应用前景。以水泥、粉煤灰、炉渣、玄武岩纤维等为原材料,采用正交试验设计方法,制备出适合建筑使用的玄武岩纤维掺杂自密实炉渣混凝土。试验结果表明:水胶比和纤维掺量对混凝土拌合物性能影响较为显著,试验最优方案为水胶比为0.42,粉煤灰取代率为70%,玄武岩纤维掺量1.5 kg/m^3,其抗压强度为21.89 MPa,抗折强度为2.61 MPa,符合轻集料混凝土隔墙条板的强度和面密度要求。     

干、湿喷混凝土和湿喷仿钢纤维混凝土强度性能比较分析

针对干、湿喷混凝土支护强度低、黏结强度低与韧性差等问题,对干、湿喷混凝土与湿喷仿钢纤维进行强度试验及柔韧性分析,并将其与干、湿喷混凝土强度与柔韧性进行对比。采用试验的方法,利用RMT力学试验机对干喷、湿喷混凝土及湿喷仿钢纤维混凝土从抗压强度、抗拉强度及抗折强度三方面力学性能进行试验,通过对试验数据的分析,可以得出湿喷仿钢纤维混凝土力学性能优于湿喷混凝土、湿喷混凝土优于干喷混凝土;其中仿钢纤维的掺入使得混凝土的力学性能大幅增强,相较于干喷混凝土抗压强度提升86.3%、抗拉强度提升85.9%、抗折强度提升132.9%;相较于湿喷混凝土抗压强度提升25.8%、抗拉强度提升24.5%、抗折强度提升45.8%;其柔韧性与抗裂性经折压比比较可知有所提高。     

玄武岩纤维增强机场道面混凝土力学性能试验研究

针对当前机场混凝土道面使用过程中存在的部分问题,为提高道面强度及耐久性能,试验利用纤维增强混凝土技术,对比分析研究了两种规格的玄武岩纤维分别以0.05%,0.10%,0.15%的体积掺量对机场道面混凝土抗折、抗压强度性能的影响规律。试验结果表明:玄武岩纤维对机场道面混凝土有较好的力学增强性能,28 d抗折强度提高6.09%～19.80%,对抗压强度影响不明显,并且长度40 mm、直径40μm的短切玄武岩纤维较长度20 mm、直径20μm有更好的增强效果,可以在机场混凝土道面施工中使用,其最佳体积掺量为0.10%。     

承载喷射混凝土碳化试验研究

通过对承载喷射混凝土进行快速碳化试验,分析了施工方式、钢纤维、应力水平对混凝土碳化深度的影响规律,同时对其碳化后的力学性能进行了探讨。试验结果表明,承载喷射混凝土的碳化深度与碳化时间的平方根成正比;其抗碳化能力优于同条件下的浇筑混凝土,但是劣于喷射钢纤维混凝土;弯拉应力水平越高,混凝土碳化深度也越大;建立了应力加速因子与应力水平的关系。碳化使喷射混凝土的抗折强度降低,但掺入钢纤维后,其抗折强度相对有所改善。     

玄武岩纤维改性HSCC柱偏心受压试验研究

为研究玄武岩纤维的加入对高强自密实混凝土长柱受力性能的改善作用,以玄武岩纤维体积掺量0.1%和0.2%、长度15mm和30mm为参数,设计制作了10个长细比为6的高强自密实混凝土长柱,进行偏心受压试验。结果表明:玄武岩纤维的加入,可明显改善高强自密实混凝土柱偏心受压的受力性能、延性;大、小偏心受压构件开裂荷载分别提升20.7%、11.8%,极限承载力最大增幅为18.2%、16.7%;大、小偏心构件受压过程中,玄武岩纤维的加入使应力峰值对应的混凝土应变受到较为显著的影响,当达到大极限承载力时,最大的拉、压应变下降25.0%、15.0%;由于玄武岩纤维的作用,大偏心受压试件达到极限承载力时,跨中最大挠度提升7.6%,提高了构件变形能力,但纤维长度、体积掺量改变引起的挠度效应不大。     

基于可视化分析的玄武岩纤维#br# 喷射混凝土微观结构研究

玄武岩纤维(BF)掺入引起的孔隙结构变化是影响玄武岩纤维喷射混凝土(BF/SC)力学性能提高的关键因素。纤维与基体密度相近,CT扫描图像区分度较小,传统方法无法直接识别纤维原位分布。可采用分水岭算法和骨架提取算法相结合突破这一瓶颈。文章采用喷射混凝土制作方式,研究了不同BF掺量对BF/SC力学性能的影响;借助CT扫描技术对 BF/SC 微观结构进行可视化分析,测定了BF不同掺量下的孔隙大小组分结构、纤维分布;分析纤维掺量与孔隙结构的响应关系,揭示纤维增强微细观机理。结果表明：玄武岩掺量比为3kg/m3时,喷射混凝土的抗压和抗折性能最好;此时孔隙率为4.36%,大孔隙占比最少;内部结构的纤维分散的比较均匀,且纤维分布方向有利于控制裂缝的产生。当BF掺量大于该值时,其抗压和抗折性能大大降低,引起了总孔隙率提高,出现纤维严重结团现象,导致BF/SC内部大孔隙的增加,这是导致混凝土力学性能恶化的主要原因。     

掺玄武岩纤维混凝土隧道喷射施工技术研究

通过掺加玄武岩纤维材料能够明显提升素混凝土的强度、抗回弹、粘附力等指标,非常适用于隧道衬砌喷射混凝土施工工况。本文以掺玄武岩纤维混凝土衬砌喷射施工技术为研究对象,对玄武岩纤维的改性特性进行了针对性分析,并就相应的衬砌喷射施工环节的部分问题进行分析,提出了相应的施工建议。