玄武岩纤维再生混凝土高温水冷损伤试验研究

为研究消防喷水灭火对纤维再生混凝土力学特性的影响,以玄武岩纤维(BF)体积掺量和历经最高温度为变化参数,共设计90个玄武岩纤维再生混凝土(BFRC)标准立方体试块,进行高温喷水冷却和抗压强度—声发射(AE)试验,探讨BF体积掺量和历经最高温度对BFRC力学性能的影响。结果表明,当温度升到1 000℃,试块表面脱落,骨料全部露出,试块的完整性遭到严重破坏;试块的剩余抗压强度在温度为200~400℃时下降趋缓,抵抗高温的效果明显;BFRC的高温喷水冷却受压损伤过程可分为初期压密与裂纹萌生阶段、裂纹扩展汇集阶段和峰后破坏阶段,各阶段的声发射振铃累计计数具有明显差异;拟合得到消防喷水灭火后BFRC抗压强度计算公式,可为评估不同BF体积掺量及历经最高温度对BFRC抗压强度的影响提供参考。

往复压载下纤维增强混凝土力学行为退化及本构关系

为研究钢纤维混凝土在往复轴压荷载下的力学性能及其本构关系,开展单轴往复压缩试验,以不同纤维掺量和长径比为变量,探究钢纤维混凝土的力学行为退化及损伤演化规律。结果表明,与单调加载相比,往复加载作用下钢纤维混凝土试件强度有轻微退化;混凝土塑性应变累积随钢纤维体积掺量的增加而大幅降低,弹性刚度退化率随之增大,但对纤维长径比的影响不显著;应力退化率随卸载应变呈先减小后增大的变化趋势;基于力学行为退化现象和纤维增强效应,建立了钢纤维混凝土往复轴压下混凝土损伤演化模型,与试验结果进行比较发现该模型与试验数据吻合较好。

早期受盐-冻耦合作用下掺玄武岩纤维混凝土耐久性劣化规律

针对西北寒旱区早期受冻混凝土在盐-冻耦合作用下耐久性快速降低等问题,本文基于室内快速冻融试验,以3.5%(质量分数,下同)NaCl+5.0%Na_(2)SO_(4)复合盐溶液为冻融介质,研究了不同玄武岩纤维体积掺量下混凝土的耐久性劣化规律,同时采用扫描电子显微镜、超声法缺陷检测和核磁共振孔径检测三种分析手段探究了玄武岩纤维在微观层面上对早期受盐-冻耦合作用下混凝土宏观性能的改善作用。研究结果表明:在早期受冻混凝土中掺加玄武岩纤维能够有效提高抗压强度,减小质量损失;随着纤维掺量的增加,抗压强度、相对动弹性模量呈先增加后降低的趋势;随着冻融循环次数的增加,不同体积掺量玄武岩纤维早期受冻混凝土试块的超声脉冲传播速度逐渐增大,各组试块的总孔隙率与冻融次数呈正相关,且掺加玄武岩纤维能增加无害孔,减少多害孔,从而提高混凝土抗冻耐久性;试验中纤维掺量为0.15%(体积分数)的试块表现最优越。该研究可为寒旱灌区早期受冻混凝土耐久性研究及后期维护提供参考。

河砂与石英砂对蒸养超高性能混凝土(UHPC)性能的影响及机理

本研究分别选用颗粒粒径分布相近的河砂与石英砂制备了不同胶砂比的超高性能混凝土(UHPC),探究了两种细集料对不同胶砂比情况下UHPC性能的影响。结果表明:(1)采用河砂制备的UHPC的扩展度稍大于采用石英砂者;(2)采用河砂制备的胶砂比为1.0的UHPC的抗压强度和抗拉强度最高,表现出明显的应变硬化现象,采用石英砂所制备的胶砂比为0.8的UHPC的抗拉强度最低,几乎无应变硬化现象;(3)细集料种类及胶砂比对水泥水化反应和掺合料火山灰反应的影响有限,蒸养条件下,硬化浆体中几乎无Ca(OH)_2存在;(4)UHPC内孔隙的直径大多小于1μm,胶砂比相同时,采用石英砂制备的UHPC所含孔径小于1μm孔的数量多于采用河砂者;(5)与石英砂相比,河砂与硬化浆体的界面过渡区较为致密,且采用河砂制备的UHPC中浆体对纤维的包裹性也较好。

低温下玄武岩纤维水工混凝土的力学性能试验研究

为研究低温养护条件下玄武岩纤维水工混凝土的力学特性,进行了不同养护温度(20℃、5℃、0℃、–5℃、–10℃、–15℃)、不同养护龄期(3d、7d、14d、28d)下试件的立方体抗压强度和劈裂抗拉强度试验。试验结果表明,养护温度对玄武岩纤维水工混凝土的强度影响较大。相同养护龄期下,玄武岩纤维水工混凝土的抗压和抗拉强度均随养护温度的升高而逐渐增大,且不同养护龄期、相同养护温度的试件强度的差值愈加明显;此外,试件的早期(3d、7d)抗压和抗拉强度发展较快,而在14d龄期后其强度发展变缓。超声波检测试验发现,玄武岩纤维水工混凝土的强度与超声波波速之间存在一定的相关性,两者呈现较好的二次函数关系。该试验可为寒冷地区或冬期施工的水利工程建设与检测提供进一步参考。

复杂环境下纤维混凝土改性及耐久性试验研究

为解决在盐蚀等复杂环境下混凝土性能下降的问题,试验利用网状聚丙烯纤维、玄武岩纤维及碳酸钙晶须对混凝土进行改性,制备一种改性纤维混凝土并研究不同晶须掺量下混凝土的性能。结果表明,在纤维混凝土中掺入碳酸钙晶须,混凝土的坍落度下降,工作性能提高,并且抗压、抗折强度提升;试验制备的碳酸钙晶须改性纤维混凝土综合性能较好,可以应用于高浓度盐碱等复杂环境。

同长度纤维改性混凝土性能的对比研究

为了探索纤维长度相同时,无机玄武岩纤维(BF)与有机聚乙烯醇(PVA)纤维在混凝土工程中的应用价值,选择长度为12 mm的BF、PVA纤维,在混凝土基体中体积掺量为0、0.1%、0.2%、0.3%,研究混凝土试块的抗折强度、抗压强度及弹性模量的变化规律。结果表明,混凝土坍落度随着BF、PVA纤维体积含量的增加呈逐渐下降的趋势。BF、PVA混凝土试块的7 d、28 d抗折强度随着纤维体积掺量的增加呈先增强后降低的趋势,在纤维掺量为0.2%时混凝土试块强度均最大。BF0.2%、PVA0.2%试块的28 d抗折强度较空白试块分别提升26.25%、18.58%。BF0.3%、PVA0.3%试块的28 d抗压强度值最大分别为36.52、38.22 MPa,与空白试块相比分别增加18.64%、24.17%。掺入BF,混凝土的刚性显著增强,PVA纤维无法提升试块的刚性。纤维长度为12 mm时,BF纤维对混凝土基体的抗折强度、抗压强度及弹性模量等力学性能增强效果更显著,因此优先使用BF作为混凝土体系的增强材料。

水闸上下游坡顶防渗材料性能研究

文中依托水闸上下游坡顶防渗材料的应用场景,通过室内试验,研究添加不同掺量聚酯纤维混凝土的抗压、抗弯及抗渗性能,探讨其与普通混凝土的差异。试验结果表明,聚酯纤维能够限制水分在混凝土内渗透、扩散及迁移,有效遏制混凝土内部裂隙发展,对改善混凝土抗压、抗弯及抗渗性能具有积极作用。

聚丙烯纤维混凝土抗冲耐磨试验研究

聚丙烯纤维掺入混凝土中能有效抑制混凝土塑性收缩开裂,改善混凝土抗渗、抗冻、抗冲磨、抗冲击、柔韧性和抗疲劳等性能.试验中,混凝土设计为三级配C40,混凝土试验有5组,即聚丙烯纤维掺量分别为0,0.6,0.9,1.2kg/m3试验组,以及掺0.9kg/m3聚丙烯纤维同时掺37kg/m3.HLC-Ⅲ硅粉混凝土抗磨蚀剂试验组.抗冲磨试验仿照ASTMC1138—89方法进行.结果表明,掺加聚丙烯纤维能够显著地改善混凝土的抗冲磨和抗冲击性能.当聚丙烯纤维和HLC-Ⅲ硅粉抗磨蚀剂共掺时可使混凝土的抗冲磨和抗冲击性能有进一步的提高.

掺PVA纤维的水工混凝土抗冻性能研究

文章通过冻融循环试验,探究了三种体积掺量(1.0%、1.5%、2.0%)和两种长度规格(8mm、12mm) PVA纤维对水工混凝土抗冻性的影响规律。试验表明,水工混凝土相对动弹模量均随着冻融次数的增加整体呈递减趋势,并以未掺纤维组的降幅更显著;冻融75次时未掺PVA纤维试件已发生破坏,此时的相对动弹模量减小到56.5%,而冻融150次时掺PVA纤维试件依然未被破坏,相对动弹模量仍> 85%,研究成果可以为解决东北地区水工结构冻融破坏问题提供一定参考。

钢纤维混凝土深梁非线性有限元分析在ANSYS中的实现

运用大型有限元软件ANSYS对钢纤维混凝土深梁进行非线性分析,详细地探讨了钢纤维混凝土和钢筋的本构模型、单元特性,并基于Nilson黏结滑移理论,考虑钢筋与钢纤维混凝土之间的相互作用。采用ANSYS参数化设计语言(APDL)参数化建模,完成了非线性分析。与试验结果比较表明,在ANSYS中钢纤维混凝土采用Solid65单元、钢筋采用Pipe20单元及其相应的本构关系和破坏准则模拟钢纤维混凝土受力全过程,并用Combin39三维非线性弹簧单元模拟钢筋与钢纤维混凝土之间的黏结滑移可取得满意的结果。

钢纤维混凝土热性能及其防裂作用的研究

本文通过一系列的钢纤维混凝土热性能及温度试验研究,得到了不同掺量钢纤维混凝土的绝热温升曲线,给出了不同掺量钢纤维混凝土的水化热温度及温度变形的时程线,揭示了钢纤维掺量与钢纤维混凝土的导热率之关系,最后得出钢纤维混凝土内的温度梯度小于对应的普通混凝土,有助于减小结构的温度应力,对防止混凝土表面开裂起到良好作用的结论。综合其的力学性质,作者认为:该材料对于温度应力具有早期"放"、后期"抗"的特点,在实际工程中充分利用钢纤维混凝土上述特性,做到物尽其用,符合环保与可持续发展的理念。

纤维增强塑料筋混凝土梁正截面抗裂性能的研究

根据纤维增强塑料筋混凝土梁正截面抗裂度的试验结果 ,建立与钢筋混凝土梁正截面抗裂度计算方法相衔接的纤维增强塑料筋混凝土梁正截面抗裂度的计算方法 ,提出的统一计算公式可供修订我国的《钢纤维混凝土设计与施工规程》以及供设计与施工参考。

聚丙烯纤维混凝土性能的试验研究

结合水电工程对聚丙烯纤维混凝土的基本性能进行试验研究 ,结果表明 ,在混凝土中掺入一定量的聚丙烯纤维是克服混凝土开裂的有效途径 .纤维在混凝土中所形成的乱向支撑体系 ,产生一种有效的二级加强效果 ,能较大幅度提高混凝土的抗裂性能 ,改善混凝土的抗渗、抗冲击及耐磨性能等 .在水工混凝土中掺加一定量的聚丙烯纤维可以有效地提高混凝土的整体性能 .

PVA纤维掺量对水工混凝土抗裂性能的影响

为考察聚乙烯醇(PVA)纤维掺量对水工混凝土抗裂性能的影响,测试了0(基准)、0.1%、0.2%和0.3%等PVA纤维掺量下混凝土的力学、变形和早期抗裂性能。结果表明:0.1%掺量时混凝土坍落度由175 mm下降到80 mm,下降幅度超过了50%;PVA纤维混凝土抗压强度、轴向抗拉强度和抗拉弹性模量略有降低,极限拉伸值变化不明显,与基准组相比,0.1%、0.2%和0.3%掺量时混凝土单位面积上的总开裂面积分别降低了38%、60%和45%;0.1%掺量时干缩率最低,0.2%和0.3%掺量时略有增加。基于上述结果,建议PVA纤维体积掺量为0.1%。

混杂钢纤维二级配混凝土断裂性能试验研究

通过混杂钢纤维二级配混凝土的三点切口梁断裂试验,研究不同钢纤维体积掺量(0.5%,0.8%,1.0%,1.2%)、不同钢纤维长度(30mm,60mm)混杂使用以及水灰比对钢纤维二级配混凝土的P-CMOD曲线、起裂韧度、失稳韧度和断裂能的影响,并基于损伤力学理论,建立混杂钢纤维混凝土断裂损伤弯拉应力-应变关系。结果表明:掺入钢纤维的二级配混凝土相比于基体混凝土延性更好;不同长度钢纤维混杂使用对二级配混凝土的断裂韧度和断裂能有不同影响,试验范围内,钢纤维二级配混凝土断裂韧度提升最佳的优化组合为钢纤维掺量1.2%、长纤维占比50%、水灰比0.58;断裂能提升最佳的优化组合为钢纤维掺量1.2%、长纤维占比65%、水灰比0.33;文中建立的混杂钢纤维二级配混凝土弯拉应力-应变模型与试验结果吻合较好。

聚丙烯纤维对大型渡槽高性能混凝土的性能影响研究

针对南水北调工程大型渡槽高性能混凝土抗裂、防渗与抗冻的要求,试验分别研究了粉煤灰和聚丙烯纤维掺量对C50高性能混凝土工作性和抗压强度的影响,以及在最佳掺量下的聚丙烯纤维增强C50高性能混凝土力学、变形和耐久性能。结果表明:0.9 kg/m3聚丙烯纤维增强的C50高性能混凝土,其工作性最好,28 d抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度较普通混凝土分别提高6.5%、20.8%、24.3%,弹性模量和干缩率有所下降,抗氯离子渗透性能和抗冻性也得到改善。

剑麻纤维水泥混凝土性能试验研究

剑麻纤维是一种绿色、环保、经济、性能优良的植物纤维,可以替代人工纤维和矿物纤维作为水泥混凝土的改性材料。本试验通过不同掺量剑麻纤维水泥混凝土物理性能、各项力学性能、干缩性能等试验,确定最佳剑麻纤维的掺量范围。同时,通过剑麻纤维水泥混凝土的性能试验发现,在水泥混凝土中掺入一定量的剑麻纤维能够显著提高混凝土工作性、劈裂抗拉强度、抗折强度、抗干缩和抗冲击等性能。

型钢-钢纤维混凝土黏结性能及界面损伤分析

为了解决型钢混凝土结构中型钢与钢筋相互干扰、混凝土浇筑困难等施工难题,将型钢混凝土结构中的钢筋笼全部换成钢纤维,形成无配筋型钢-钢纤维混凝土组合结构.通过16个试件的标准推出试验,研究了在不设置钢筋笼的情况下型钢与钢纤维混凝土之间的黏结性能与界面损伤全过程.结果表明:型钢-钢纤维混凝土试件的加载端与自由端受力不同步,界面的黏结受力不均衡;名义黏结强度随钢纤维混凝土保护层厚度的增大而增大,随黏结界面长度的增大而有规律地减小;钢纤维混凝土保护层越厚,黏结界面长度越大,界面在试验中后期的损伤发展越缓慢.