短切碳纤维混凝土的力学强度实验与分析

为探究短切碳纤维对混凝土力学强度的影响机制,以C40和C50矿渣水泥混凝土为研究对象,考察了短切碳纤维长度和掺量对混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响规律,特别是与不掺纤维混凝土的强度对比.实验结果表明,碳纤维的加入可使混凝土的力学强度有不同程度的提高,其中以抗折强度的增长最为明显,劈拉强度次之,而抗压强度比的增幅相对最小,在高纤维掺量时抗压强度甚至低于不掺纤维混凝土;纤维长度的增大对混凝土的力学强度增长更为有利,在低强度等级(C40)混凝土中的表现更为明显.力学分析认为,随机分布的短切碳纤维可显著提高混凝土对劈裂或弯折式破坏的抵抗作用,但对受压时所发生的剪切式破坏却难以发挥明显效果.     

废PET塑料纤维对再生混凝土基本性能的影响

为了提高再生混凝土(RAC)的力学性能,将废聚对苯二甲酸乙二酯(PET)塑料瓶剪成纤维条制成纤维再生混凝土(FRRAC)。通过纤维再生混凝土与再生混凝土的坍落度试验和强度试验,研究废PET塑料纤维长度、掺量对再生混凝土基本性能的影响,并进行强度影响因素的显著性分析和混凝土微观结构分析。结果表明：与不掺纤维的再生混凝土相比,纤维再生混凝土的流动性降低,且随废PET塑料纤维掺量、长度的增大而下降;掺PET纤维后,再生混凝土的抗压强度总体上有所提高,劈裂抗拉强度明显大幅提高。对于抗压强度,废PET塑料纤维的掺量影响显著;对于劈裂抗拉强度,纤维掺量、长度及二者交互作用均影响显著。掺PET纤维虽然会引入薄弱的界面过渡区,但适量时可使再生混凝土结构致密。     

玄武岩纤维对混凝土的增强和增韧效应

采用φ100 mm 分离式Hopkinson压杆试验装置,研究了玄武岩纤维混凝土在冲击荷载作用下的动态力学性能,并将其与相同纤维掺量的碳纤维混凝土的冲击力学性能进行对比分析.结果表明:冲击荷载作用下,玄武岩纤维混凝土与碳纤维混凝土的强度与比能量吸收随平均应变率的增加而近似线性增长,体现了显著的应变率相关性;均匀分布的玄武岩纤维与碳纤维能够在混凝土内部形成致密的纤维网状结构,限制了混凝土内部微裂纹的产生和发展,对混凝土的冲击力学性能具有一定的改善效果;玄武岩纤维对混凝土的增强、增韧效果总体上优于碳纤维;当纤维掺量为0.1%(体积分数)时,玄武岩纤维对混凝土的增强、增韧效果最佳.     

玄武岩纤维对橡胶混凝土抗渗性的试验研究

文章利用评价混凝土抗渗性的电通量法,从玄武岩纤维对橡胶混凝土抗渗性影响的纤维掺量和纤维长度两个方面进行了试验研究,分析了纤维掺量和纤维长度对橡胶混凝土抗渗性影响的机理,研究了玄武岩纤维对橡胶混凝土影响的规律。研究结果表明:(1)在原生混凝土的基础上,加入橡胶粉可以大大提高混凝土的抗渗性。(2)对于橡胶混凝土,增加玄武岩纤维的掺量,其混凝土的抗渗性先增强后减弱。(3)对于橡胶混凝土,增加玄武岩纤维的长度,其混凝土的抗渗性先增强后减弱。(4)对于原生混凝土,掺入纤维和增加掺入纤维的长度都能大大提高混凝土的抗渗性,但是掺入纤维的方式,比增加掺入纤维长度的方式,效果更佳明显。     

碳纤维对自密实高强混凝土力学特性和微观特征的影响研究

纤维自密实混凝土能显著提高材料的抗拉、抗弯和抗裂等性能,但纤维种类及掺量对材料性能的影响规律和增强机理研究尚不成熟.本文研究了不同配比下碳纤维对自密实混凝土的填充性能、力学性能和微观结构的影响.结果表明:(1)忽略微弱纤维含量(0.5％)的影响,随着碳纤维含量从0.5％增加到2％,碳纤维自密实混凝土的坍落度和流动性有所...     

纤维混掺改性高强自密实混凝土试验与分析

为研究不同结构层次纤维混掺对混凝土力学性能的改善作用,以镀铜微丝钢纤维和纳米碳纤维的掺量为参数,设计制备了纤维混掺改性高强自密实混凝土.试验表明:相较对照组,纤维改性混凝土的工作性能略有降低,而力学性能有不同幅度的提高,立方体抗压、轴压、劈裂、抗折强度的最大增幅分别为18.52％、21.10％、57.17％和54.40％.将数值分析与非线性回归结合,获得非样本纤维掺量下混凝土强度分析值的基础上,确定不同纤维的最优掺量.研究结果显示:适当掺量且分散良好的镀铜微丝钢纤维和纳米碳纤维混掺对高强自密实混凝土抗压、劈拉及抗折强度的提高分别存在超叠加、叠加及负混杂效应.     

不同骨料分维与碳纤维掺量对混凝土力学性能的影响

通过骨料分维值的不同和碳纤维掺量的不同,研究骨料分维值和碳纤维掺量对混凝土基本力学性能的影响。结果表明,骨料分维2.3的抗压强度和抗折强度是最大的;碳纤维的掺入对混凝土抗折强度的影响明显优于其对抗压强度的影响,并且纤维掺量在0.08%时效果最好。     

基于建筑施工造价管理的碳纤维复合材料开发与应用

基于建筑施工造价管理需要对建筑工程用碳纤维进行了表面改性处理,研究了碳纤维掺量和碳纤维长短对复合材料抗压强度和抗折强度的影响。结果表明,碳纤维与 SiO₂涂层改性碳纤维掺量对水泥基复合材料强度的影响趋势相同,即水泥基复合材料的抗折强度随着碳纤维掺量或者碳纤维长度增加逐渐增大,而抗压强度随碳纤维掺量增加先增大后减小,在碳纤维或 SiO₂涂层改性碳纤维掺量达到 0.6% 时取得抗压强度最大值。相同纤维掺量和相同纤维长度前提下,SiO₂涂层改性碳纤维对水泥基复合材料的改善效果优于未改性的碳纤维。涂层改性碳纤维和碳纤维增强水泥基复合材料的破坏机制都为纤维拔出破坏和断裂破坏,但是 SiO₂涂层改性碳纤维与基体的粘合力更强而造成拔出破坏更为显著。     

短切玄武岩纤维对矿渣粉煤灰混凝土力学性能和微观结构的影响

以聚丙烯纤维为参照,研究了不同长度(12 mm、18 mm)和体积掺量(0.50％、0.10％、0.20％和0.30％)的短切玄武岩纤维对矿渣粉煤灰混凝土工作性能、抗压强度、劈裂抗压强度和抗折强度的影响,并采用扫描电镜(SEM)和压汞法(MIP)对纤维混凝土的微观形貌和孔结构进行了分析.结果表明:掺入玄武岩纤维可以显著提高矿渣粉煤灰混凝土的抗折强度和劈裂抗拉强度,但对抗压强度的改善并不明显,且以长度为18 mm的玄武岩纤维,体积掺量为0.20％时,对混凝土的抗压、抗折和劈裂抗拉强度的增强效果最为显著.SEM和MIP分析结果显示:一定掺量范围内,玄武岩纤维与基体界面黏结性能良好,能够有效抑制裂纹扩展,且玄武岩纤维的掺入能够降低混凝土中有害孔的比例,改善孔结构.     

高吸水树脂玄武岩纤维混凝土力学性能试验研究

为了研究高吸水树脂(SAP)玄武岩纤维混凝土的力学性能,对不同玄武岩纤维长度(6 mm、18 mm、30 mm)、不同玄武岩纤维掺量(0.1%、0.2%、0.3%)以及不同SAP掺量(0.1%、0.2%、0.3%)的SAP玄武岩纤维混凝土进行了立方体抗压、劈裂抗拉、抗折试验。试验结果表明:掺入长为18 mm,掺量为0.1%的玄武岩纤维对混凝土抗压强度的提高效果较好,提高率为9.67%;掺入长为18 mm,掺量为0.2%的玄武岩纤维对混凝土抗拉、抗折性能的增强效果较为显著,相比于素混凝土分别提高了20.82%、18.04%。对于SAP玄武岩纤维混凝土,随着SAP掺量的增加,其抗压、抗拉、抗折强度均呈先上升后下降的趋势。基于试验数据,得出了玄武岩纤维的最佳长度、掺量以及SAP的最佳掺量。     

镀镍碳纤维水泥基材料的电热性能研究

采用镀镍碳纤维(Ni-CF)制备导热水泥基复合材料,研究水灰比、纤维掺量和长度对水泥净浆试件升温值的影响,分析了Ni-CF掺量对水泥净浆试件电热升温和电热转化率的提升效果。结果表明:随着Ni-CF掺量的增加,试件的最大升温值呈先升高后降低的趋势,纤维掺量为0.4%(质量分数)时试件升温效果的提升最明显;当Ni-CF长度从4 mm增至8 mm时,水泥净浆试件的最大升温值逐渐降低;水灰比(W/C)为0.5时,Ni-CF水泥净浆试件通电发热的温度最高;Ni-CF提高水泥净浆试件电热转化率的效果较好,最高可达71.98%,是同配合比下碳纤维(CF)水泥净浆试件电热转化率的两倍。     

增强型砂加气混凝土材料性能试验研究

在普通砂加气混凝土的基础上，以金尾矿砂为硅质材料，玄武岩纤维和气凝胶为增强材料，制备增强型砂加气混凝土，分析玄武岩纤维掺量、玄武岩纤维长度和气凝胶掺量对增强型砂加气混凝土性能的影响。结果表明：随着玄武岩纤维掺量(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%,质量分数)和玄武岩纤维长度(3、6、9、12 mm)的增加，砂加气混凝土的干密度、抗压强度、抗折强度以及导热系数随之增大，玄武岩纤维的最优掺量为0.3%,最优长度为6 mm,此时砂加气混凝土的抗压强度较未掺纤维时提高9.64%,抗折强度较未掺纤维时提高21.42%,力学性能较好，导热系数变化较小；气凝胶的最佳掺量为1.5%,此时导热系数降低10.68%,抗压强度、抗折强度略有降低，但仍满足相关强度要求。     

碳纤维增强水泥混凝土导电机理的研究

研究了沥青碳纤维掺量及外加剂对碳纤维混凝土复合材料导电性的影响，讨论了碳纤维混凝土复合体的导电机理。结果表明：碳纤维掺量对复合材料的导电性有一个临界值(Vfe)，外加剂能降低复合材料的电导率。     

钢筋玄武岩纤维混凝土短柱轴心受压承载能力试验研究

为了研究玄武岩纤维对钢筋混凝土受压构件中增强功能,推进玄武纤维的应用,本文首先对添加0.1%体积掺量的5种长度玄武岩纤维混凝土进行纤维最佳长度研究;得到最佳长度为12 mm玄武岩纤维对混凝土立方体强度增强效果最佳;其次选择12 mm和24 mm的两种玄武岩纤维混凝土最佳掺量进行研究,得到最佳掺量0.15%.在此基础上,本文以体积掺量0.15%,长度为12 mm和24 mm玄武岩纤维混凝土各制作了3根钢筋玄武岩纤维短柱,制作普通钢筋混凝土短柱3根,并对所有试验柱进行了轴心受压极限承载力试验,结果发现,钢筋玄武岩纤维混凝土短柱的轴心受压极限承载能力较普通钢筋混凝土柱最大提高了28%;玄武岩纤维提高了钢筋混凝土短柱的延性.另外,钢筋玄武岩纤维混凝土短柱轴心受压极限承载力试验值大于理论计算值,说明玄武岩纤维不仅提高了混凝土抗压性能,也提高了钢筋和混凝土共同作用效能.     

石粉和碳纤维对超高强高性能混凝土耐磨性的影响研究

研究了石粉和碳纤维对混凝土的抗压强度及耐磨性的影响.研究表明:石粉掺量低于20％,会提高混凝土的强度,石粉掺量大于20％,混凝土强度有所降低;石粉掺量为10％,可显著提高混凝土的耐磨性;碳纤维改性石粉混凝土的抗压强度高于空白混凝土,但低于掺10％石粉的混凝土;碳纤维改性石粉混凝土的耐磨性明显高于空白混凝土和单掺10％石粉的混凝土.石粉掺量为10％的石粉混凝土和碳纤维改性石粉混凝土可用于磨损环境中的混凝土工程.     

碳纤维掺量与混凝土结构设计之间的验算关系

混凝土强度随着碳纤维掺量的增加而呈现明显增大,当混凝土强度最佳时的碳纤维含量称为最优纤维含量。研究以西宁市某办公楼项目设计为依托,针对确定的碳纤维增强混凝土配合比及强度测定结果,进行结构设计验算,发现最优碳纤维含量并不满足设计要求,研究认为,只有经过混凝土结构设计验算后进行逆推反算,才能确定最优纤维含量。     

纤维掺量对混凝土力学性能和热工性能的影响

在常温下,使用搅拌机将水泥、纤维、粉煤灰、骨料和水等进行混合搅拌,随后放入振动台上进行振动,养护28 d,制备纤维混凝土,其中掺入的粉煤灰质量分数为0～20％、纤维质量分数为0～10％;研究了粉煤灰、碳纤维、棉纤维和聚丙烯纤维的掺量对混凝土的力学性能和热工性能的影响.结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,混凝土的抗压强度和抗...     

玄武岩纤维混凝土早期裂缝试验研究

为了研究玄武岩纤维混凝土早期开裂性能,对不同长度纤维和不同体积掺量的玄武岩纤维混凝土进行试验,结果显示:玄武岩纤维混凝土相对于普通混凝土裂缝降低明显,玄武岩纤维混凝土早期收缩裂缝随纤维长度增加先减小后缓慢增加,最佳阻裂纤维长度为18 mm,早期收缩可见裂缝随纤维体积掺量的增加而减小,当体积掺量到0.2%时可见裂缝基本消失.随着混凝土强度提高纤维混凝土的抗裂指标逐渐降低,裂缝更加短小.     

玄武岩纤维对透水混凝土基本性能的影响研究

选取12、24 mm两种长度的玄武岩纤维，以0.05%、0.1%、0.15%、0.2%等四种体积掺量制备透水混凝土，通过测定透水混凝土28 d的抗压强度、抗折强度、孔隙率和透水系数，研究玄武岩纤维的长度和掺量对透水混凝土各项性能的影响。结果表明：玄武岩纤维的掺入有效提高了透水混凝土的强度，随着玄武岩纤维掺量的增加，抗压强度和抗折强度均呈现出先上升后下降的趋势；随着玄武岩纤维掺量的增加，透水性能逐渐下降，玄武岩纤维的掺入对透水性能产生不利影响；综合考虑强度和透水性能，适宜掺入的玄武岩纤维长度为24 mm,掺量在0.1%～0.15%之间。     

碳纤维喷射混凝土硫酸盐冻损伤分析

为了研究碳纤维混凝土硫酸盐冻侵蚀损伤，以川藏铁路喷射纤维混凝土工程环境为依托进行室内盐冻试验，盐冻最低、最高温度设置为(-37.12、17℃)，(-32.12、12℃)，(-25.12、5℃)，(-20.12、0℃)，硫酸盐质量分数分别为5%、7.5%、10%，纤维体积分数分别为0、0.10%、0.20%、0.24%、0.30%。通过宏观强度试验结果和微观分析可知，随着硫酸盐浓度的增加，碳纤维混凝土损伤越严重。与普通混凝土相比，碳纤维混凝土能够有效阻止开裂，其中0.3%的体积分数为最佳掺量。通过微观分析，揭示碳纤维在混凝土结构内起到类似梁的作用机制，并据此建立损伤模型。