碳纤维掺量及长度对混凝土力学性能的影响

使用搅拌机将不同长度的碳纤维掺入混凝土中制备纤维混凝土,养护28 d后测试纤维混凝土的力学性能,以碳纤维掺量(质量分数为0～0.6%)和碳纤维长度(10,15,20 mm)作为变量,研究混凝土的抗压强度、劈拉强度和抗拉强度随碳纤维掺量和碳纤维长度的变化规律。结果表明:随着碳纤维掺量和碳纤维长度的增加,纤维混凝土的抗压强度、劈拉强度和抗拉强度均呈现先增加而后降低的趋势;碳纤维长度一定时,碳纤维质量分数为0.2%的纤维混凝土的抗压强度、劈拉强度和抗拉强度均为最大;碳纤维掺量一定时,掺入纤维长度为15 mm的纤维混凝土的抗压强度、劈拉强度和抗拉强度均为最大;当掺入碳纤维质量分数为0.2%、碳纤维长度为15 mm时,纤维混凝土的力学性能最佳,其抗压强度、劈拉强度和抗拉强度分别为82.4 MPa、7.1 MPa和11.7 MPa。     

粉煤灰地质聚合物混凝土的强度特性

本文研究了骨料掺量、砂率、养护温度、高温养护时间对粉煤灰地质聚合物混凝土抗压强度,以及劈拉强度、抗折强度、弹性模量、泊松比等力学性能.结果表明:粉煤灰地质聚合物混凝土的抗压强度随骨料掺量及砂率的增加先增大后减小,存在一个相对最优值;强度随养护温度的升高而增大,100℃时达到最大值,且强度增长在高温养护24 h内基本完成.粉煤灰地质聚合物混凝土早期强度较高,7d以后强度增长较小;劈拉强度随着骨料掺量的增加而提高,抗折强度、弹性模量、泊松比都随骨料掺量的增加先增大后减小,掺量为70％时达到峰值.     

玄武岩纤维纳米SiO_2增强混凝土力学性能试验研究

以玄武岩纤维体积掺量和纳米SiO_2取代率为考虑因素,通过立方体抗压强度、劈裂抗拉强度以及抗折强度试验,研究了玄武岩纤维与纳米SiO_2增强混凝土的力学性能。研究发现:玄武岩纤维的掺入改变了纳米SiO_2混凝土的破坏形式;复合掺入玄武岩纤维与纳米SiO_2时,混凝土基体的立方体抗压强度、劈拉强度与抗折强度均有一定的提高。纤维体积掺量为0.10%的玄武岩纤维与取代率为1.0%的纳米SiO_2共同掺入时,玄武岩纤维纳米SiO_2混凝土的立方体抗压强度与抗折强度增强效果最优;当玄武岩纤维体积掺量为0.15%、纳米SiO_2取代率为1.5%时,玄武岩纤维纳米SiO_2混凝土的劈拉强度增强效果最优,较素混凝土提高了22.97%,基于试验数据建立了玄武岩纤维掺量纳米SiO_2增强混凝土的立方体抗压强度预测模型。     

聚丙烯纤维对轻骨料混凝土物理力学性能的影响研究

为研究聚丙烯纤维对轻骨料混凝土力学性能和工作性能的影响,通过掺加体积分数0、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%的聚丙烯纤维开展劈拉强度、坍落度的试验研究。探讨劈拉强度、坍落度在不同纤维掺量下的变化规律,利用细观扫描成像分析劈拉试件破坏机理和流动性的变化原因,并通过能量耗散分析纤维对混凝土各阶段的耗能能力。结果表明：随着纤维掺量的增加,坍落度持续降低;劈拉强度先增大后减小变化,且劈拉强度值均高于对照组,当纤维掺量0.25%时,劈拉强度增长率最大为27.3%;细观分析表明聚丙烯纤维起到了桥接作用,改变了试件的破坏形态,增强了混凝土韧性。能量耗散结果表明纤维提高了轻骨料混凝土的耗能能力,减弱了卸载阶段承载力的衰减程度。     

硅灰掺量对预制混凝土界面黏结性能影响研究

为提高砂浆垫层与预制混凝土墩柱、承台界面间的黏结性能,在连接处涂刷一层界面剂,采用水泥净浆为基准,以不同硅灰掺量为变量,研究硅灰掺量对预制混凝土界面黏结性能的影响,通过实验分别测试了抗折强度、抗压强度、劈拉强度及剪切强度。结果表明,从力学性能上看,同一龄期下,抗折及抗压强度均随着硅灰掺量的增加呈现先提升后下降的趋势,硅灰掺量为8%时的抗折与抗压强度值最大,分别为9.5,63.6 MPa,表现为力学性能最好;从黏结性能上看,劈拉及剪切强度均随着硅灰掺量的增加出现先增加后减小的现象,掺量为8%时,28 d强度值分别为1.7 MPa和1.65 MPa,黏结性能最优,28 d强度增长率较7 d分别提高了40%和65%。综合分析力学性能和黏结性能,得出硅灰掺量为8%时,界面黏结效果最优。     

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%。     

玄武岩纤维RPC基本力学性能研究

为了研究玄武岩纤维在RPC(reactive powder concrete,活性粉末混凝土)中的作用效果,以玄武岩纤维体积掺量、纤维长度、RPC水胶比和养护龄期为参数,对玄武岩纤维RPC的劈裂抗拉强度和立方体抗压强度进行了试验研究.试验结果表明:对于掺入12 mm长玄武岩纤维的RPC,最佳水胶比为0.22,最佳纤维体积掺量为0.10%,其劈拉强度较未掺纤维的RPC提高了38.53%.对于掺入6 mm长玄武岩纤维的RPC,最佳纤维体积掺量为0.05%,其劈拉强度较未掺纤维的RPC提高了27.16%.     

活性粉末混凝土高温后强度退化规律试验研究

为研究活性粉末混凝土(RPC)高温后强度退化规律,对高温后RPC试件的质量损失、抗压性能和劈裂抗拉性能进行测试,并分析温度和纤维掺量对RPC强度的影响。结果表明:随着温度的升高,RPC试件的表观颜色由深逐渐变浅,质量损失率逐渐增大;而强度损失率均随着温度升高呈先减小后增大的趋势,但临界温度不同,立方体抗压强度和劈裂抗拉强度的临界温度为300 ℃,而轴心抗压强度的临界温度为200 ℃,此外,300 ℃后轴心抗压强度损失率高于立方体抗压强度,800 ℃后强度损失率均超80%,宏观强度退化的根本原因是基体微观形貌的劣化;掺有聚丙烯(PP)纤维的RPC试件高温后强度损失率相对较小,且当钢纤维掺量为2%(体积分数)时,PP纤维的最佳掺量为0.15%(体积分数)。通过回归分析,建立了RPC强度损失率与温度和PP纤维掺量间的计算公式。     

纳米碳纤维在预应力混凝土结构中的增强作用研究

纳米碳纤维作为复合材料增强体,可改善混凝土的强度、弹性和耐久性等方面。文章在预应力混凝土材料中掺入不同质量分数的纳米碳纤维,制备了纳米碳纤维掺量改性预应力混凝土材料,探究纳米碳纤维在预应力混凝土结构中的增强作用。结果表明：随着纳米碳纤维掺量的增加,试样的抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度呈现先上升后降低的趋势;预应力混凝土的磨损量呈现先下降后上升的趋势。当纳米碳纤维掺量为0.3%时,预应力混凝土的孔隙率和磨损量均为最低,分别为26.23%和1.2 kg/m2。因此,适量添加纳米碳纤维（质量分数为0.3%）可有效提高预应力混凝土的力学性能和磨损性能。     

低温养护下矿物掺合料湿喷混凝土力学性能及配比优化研究

为系统研究粉煤灰掺量、硅灰掺量及养护温度对湿喷混凝土力学性能的影响规律,通过设计正交试验对湿喷混凝土抗压强度进行极差和方差分析。结果表明:湿喷混凝土抗压强度随养护龄期增加而增大,但抗压强度增幅随养护龄期延长而减弱;增加硅灰和粉煤掺量均能有效提高湿喷混凝土抗压强度,但粉煤灰掺量超过10%(质量分数,下同)后,粉煤灰掺量的增加对混凝土后期抗压强度没有显著的影响;三因素对湿喷混凝土抗压强度影响程度顺序为硅灰掺量>养护温度>粉煤灰掺量;湿喷混凝土抗压强度对矿物掺合料的敏感性与养护温度呈正相关,增大养护温度能够提高矿物掺合料对湿喷混凝土抗压强度的改善效果;随着养护温度的提高,团絮状胶凝物质大量生成,水化产物黏结得更为密实,混凝土的抗压强度和承载性能得到进一步增强;构建多元非线性回归模型能够对混凝土抗压强度进行预测,并且湿喷混凝土在硅灰掺量、粉煤灰掺量及养护温度分别为15%、15%和10 ℃时具有最佳的抗压强度。     

双掺粉煤灰及聚羧酸减水剂再生混凝土性能试验研究

通过测试混凝土立方体抗压强度、劈拉强度、轴心抗压强度、弹性模量、抗弯强度、渗透系数、碳化深度、相对动弹性模量及质量损失,研究了双掺粉煤灰及聚羧酸减水剂对再生骨料混凝土性能影响。同时分析了粉煤灰和聚羧酸减水剂对混凝土性能的作用机理。研究结果表明:当粉煤灰掺量为胶凝材料的30%、聚羧酸减水剂掺量为胶凝材料的1.2%时,相比普通混凝土,复掺粉煤灰及聚羧酸减水剂再生混凝土28d抗压强度提高了7.1%、劈拉强度提高了8.3%、轴心抗压强度提高了6.5%、弹性模量提高了4.5%、渗透系数降低81.0%、碳化深度降低34.4%,200次冻融循环后,相对动弹性模量提高16.7%、质量损失降低43.8%。双掺粉煤灰及聚羧酸减水剂适用于制备高性能再生混凝土。     

超高性能混凝土的制备

采用超低水胶比和高强度水泥常温养护制备超高性能混凝土,以水胶比、钢纤维的体积掺量为变化参数分析了其对超高性能混凝土抗压强度、抗折强度及拉伸性能的影响.研究结果表明:在最大密实度的情况下,混凝土的抗压强度随水胶比的增大而降低.本文钢纤维体积掺量2％,水胶比在0.12～0.22范围内,28d抗压强度随水胶比的增大先升高后降低,水胶比为0.18时,UHPC的抗压强度最大,达152.8 MPa;钢纤维体积掺量在1.7％ ～2.9％时,随掺量的增加,抗压强度、抗折强度均呈增大的趋势,在2.9％ ～3.5％时,抗压强度和抗折强度有下降的趋势,体积掺量为2.9％时,28 d抗压强度和抗折强度达到最大值,分别为153.5 MPa和37.1 MPa.综合经济性、施工性能、力学性能来看,2％为钢纤维最佳体积掺量.在最佳掺量下,拉伸应力达到峰值8.94 MPa时,拉伸应变达0.012％.     

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。     

玻璃粉对再生混凝土力学性能的影响

为了实现城市固体垃圾废玻璃资源化,本文研究了不同掺量(0%、5%、10%和20%,质量分数)玻璃粉(GP)取代水泥对再生混凝土抗压强度、劈拉强度和弹性模量等力学性能的影响,并通过压汞法(MIP)和扫描电子显微镜(SEM)分析了再生混凝土的内部微观结构。研究结果表明,玻璃粉降低了再生混凝土早期的力学性能,但掺入适量的玻璃粉有利于提高再生混凝土后期的力学性能。含10%(质量分数)玻璃粉试样90 d的抗压强度、劈拉强度和弹性模量均高于普通再生混凝土,同时总孔隙率降低19.3%。玻璃粉的二次火山灰活性和微集料填充作用改善了再生混凝土的微观结构。     

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。     

聚合物改性自密实混凝土的工作性能及力学性能

聚合物改性水泥混凝土具备较好的抗拉性能和耐久性,其应用较为广泛,而聚合物改性自密实混凝土的应用较少。本文主要针对环氧树脂改性自密实混凝土基本力学性能和工作性能进行研究,试验采用四种掺量(0%、5%、10%、15%,质量分数)的环氧树脂,得到不同环氧树脂掺量对改性自密实混凝土基本力学性能和工作性能的影响。结果表明:与普通自密实混凝土相比,当环氧树脂的质量分数为5%时,对抗压强度有一定的改善作用;当环氧树脂的质量分数为10%时,抗折强度增强效果最优;当环氧树脂的质量分数大于等于10%时,混凝土中大孔转变为微孔;当环氧树脂的质量分数达到15%时,环氧树脂会固化成团,破坏混凝土内部结构。自密实混凝土的弯曲韧性随着环氧树脂掺量的增加而提升。虽然环氧树脂的掺量较多时,会减小自密实混凝土的流动度,但适当增加减水剂可增大流动度。     

碳纤维聚氨酯水泥复合材料力学性能试验研究

为进一步研究碳纤维聚氨酯水泥(CPUC)复合材料的力学性能,采用正交试验方法讨论了影响CPUC压缩、劈拉、抗折强度的主要因素,确定其最优配合比。试验结果表明:硅灰掺量是影响CPUC压缩强度的主要因素,碳纤维掺量是影响CPUC劈拉和抗折强度的主要因素。CPUC作为抗压加固材料时,最优组合为聚灰比1∶0. 7、8%硅灰替代水泥; CPUC作为抗拉加固材料时,最优配合比为聚灰比1∶0. 7、3%硅灰替代水泥并添加质量分数不大于2%的碳纤维。     

高活性矿物掺合料混凝土力学性能试验

利用正交试验的方法对高活性矿物掺合料混凝土(以下简称掺合料混凝土)的强度进行试验.研究偏高岭土掺量、超细粉煤灰掺量、硅灰掺量对掺合料混凝土7d、14 d、28 d抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,并对数据结果进行系统分析.试验结果表明,偏高岭土对掺合料混凝土早期的力学性能影响最大,力学性能随着偏高岭土掺量的增加而增加.通过多元线性回归,建立不同因素对掺合料混凝土各龄期抗压强度、劈裂抗拉强度的数学表达式,得到偏高岭土和硅灰对掺合料混凝土均为正影响,而超细粉煤灰为负影响的结果.当偏高岭土的掺量为10％(质量分数),超细粉煤灰掺量为15％(质量分数),硅灰掺量为5％(质量分数)时,掺合料混凝土力学性能达到最佳.最后进行微观分析得出,矿物掺合料的复合化具有超叠加效应,能增强掺合料混凝土各龄期的力学性能.     

掺玄武岩纤维高强高钛重矿渣混凝土力学性能试验与分析

通过不同体积掺量玄武岩纤维(0.2%、0.4%和0.6%)的掺玄武岩纤维高强高钛重矿渣混凝土和普通高钛重矿渣的抗压、劈裂抗拉和抗折来分析玄武岩纤维的不同体积掺量对掺玄武岩纤维高强高钛重矿渣混凝土力学性能的影响。结果表明,玄武岩纤维可显著改善试件劈裂抗拉性能和抗折性能,对抗压性能影响不大。抗压强度和抗折强度随玄武岩纤维掺量的增加呈先增加后降低趋势,纤维掺量为0.4%时达到最大值,28d强度较基准混凝土分别增长了14.26%和28.89%,而劈裂抗拉强度随玄武岩纤维掺量的增加而持续增加,纤维掺量为0.6%时,28d强度较基准混凝土增长了39.24%。该种纤维混凝土可解决混凝土开裂的施工问题。     

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.