纤维增强钢渣改性沥青混合料抗裂和水稳定性能研究

为研究钢渣掺量和纤维对开级配沥青混合料(OGFC)性能的影响,选用4种钢渣替代率和4种纤维掺量,基于析漏和分散试验法进行OGFC-13配合比设计,并分析其抗裂和水稳定性能。结果表明,由于沥青的温度敏感性,钢渣掺量会使得沥青混合料性能发生显著变化;钢渣掺入不利于混合料断裂能提升,而纤维则有积极作用;钢渣50%+纤维0.60%的组合能产生最佳的抗裂性能和水稳定性能,最大程度上可将断裂能、劈裂强度比提高30.2%,8.2%。

防火玄武岩纤维中空织物复合材料的制备及性能

采用手工铺料法制备了水性无机硅树脂/玄武岩纤维中空织物复合材料,在其表面涂覆防火涂料,三次固化制备出防火玄武岩纤维中空织物复合材料。采用电子万能试验机、氧-乙炔烧蚀试验机、热重分析仪表征了复合材料的力学性能、阻燃性能和耐高温性能。详细考察了防火涂料用量和固化工艺对复合材料力学性能和阻燃性能的影响,研究了材料的结构和耐高温性能。结果表明:防火涂料用量为14.5%,第一次固化温度80℃/固化时间5h,第二次固化温度120℃/固化时间4h,第三次固化温度120℃/固化时间1.5h,在上述固化工艺条件下复合材料的力学性能和耐烧蚀性能较好;其拉伸强度、弯曲强度、质量烧蚀率分别为34.97MPa、60.36MPa、61mg/s;复合材料热失重15%的温度为683.9℃;防火涂料的涂覆有助于提升复合材料的耐高温性能。

干掺纤维再生透水混凝土强度、透水性和耐磨性研究

为提高透水再生混凝土工程性能,对比研究了干掺玄武岩纤维和聚丙烯纤维对再生透水混凝土强度特性、透水性及耐磨性影响规律。研究结果表明:再生透水混凝土掺入纤维后抗拉强度提高,聚丙烯纤维再生混凝土抗压强度呈降低趋势变化,玄武岩纤维掺量0.3%时,再生透水混凝土抗压强度取得最大值,较未掺纤维再生透水混凝土抗压强度提高9.7%;纤维掺量超过0.43%时,掺聚丙烯纤维较玄武岩纤维再生透水混凝土抗拉性能要优;纤维掺量对再生混凝土孔隙率和透水系数影响较小,且满足CJJ/T 135-2009中透水混凝土设计要求;再生混凝土掺入纤维后的质量磨耗率减小,在玄武岩纤维掺量0.5%时,再生混凝土质量磨耗率取得最小值,较未掺纤维再生混凝土磨耗率降低29.2%;纤维掺量超过0.3%时,掺聚丙烯纤维较玄武岩纤维对再生混凝土耐磨性促进作用提高。建议玄武岩纤维最佳掺量为0.5%,聚丙烯纤维最佳掺量为0.7%。

巴基斯坦粉细砂在抗裂抹灰砂浆中的应用研究

通过试验探究粉细砂作为集料制备抗裂抹灰砂浆的可行性,研究胶砂比、纤维素醚、可再分散乳胶粉、聚丙烯纤维及其掺量对抗裂抹灰砂浆力学性能、保水性、抗裂性、粘结性以及干缩性能的影响。结果表明:直接利用该粉细砂制备的普通抹灰砂浆,收缩大、韧性低、易开裂。掺入纤维素醚、可再分散性乳胶粉、聚丙烯纤维可以大幅度提高抗裂抹灰砂浆的保水性、粘结性、柔韧性和抗裂性,并且能降低其干燥收缩。当胶砂比为0.5,纤维素醚的掺量为0.15%,可再分散性乳胶粉的掺量为0.8%,聚丙烯纤维掺量为0.9 kg/m3时,制备出的抹灰砂浆具有较高的抗裂性能。

玻璃纤维改性环氧沥青混合料路用性能试验研究

为了研究玻璃纤维对环氧沥青混合料路用性能的影响,采用车辙、小梁弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂及疲劳弯曲试验,考察了0~0.4%玻璃纤维掺量下不同AC级配环氧沥青混合料的路用性能。结果表明:玻璃纤维具有加筋、增韧、阻裂等作用,掺入玻璃纤维能够有效增强环氧沥青混合料的路用性能且高温抗稳定性、低温抗裂性以及抗疲劳性能的增幅效果较为明显;级配公称最大粒径越大,环氧沥青混合料的高温稳定性越好,但其低温抗裂性、水稳定性及抗疲劳性则会越差,因此环氧沥青混合料不建议选择公称最大粒径过大的级配;综合玻璃纤维环氧沥青混合料的路用性能可知,推荐采用掺量为0.3%的玻璃纤维改性,有助于提高环氧沥青混合料的服役质量及使用寿命。

玄武岩纤维改性沥青及其混合料力学性能研究

文中分析了冻融循环作用下玄武岩纤维对沥青抗裂性能和水稳定性能的改善效果、沥青混合料力学性能的衰减规律;研究了冻融循环作用下玄武岩改性沥青与基质沥青极限张力的变化规律以及力学性能;同时采用浸水马歇尔、冻融劈裂等方法,对其水稳定性进行了研究。研究发现,沥青中加入玄武岩纤维后,其抗拉张力得到了显著提高,抗压、低温抗裂、水稳性能均得到了明显改善。

玄武岩-聚丙烯混杂纤维混凝土抗水渗透试验

采用渗水高度法对纤维掺加量为0.3%、0.6%、0.9%和1.2%的玄武岩纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土以及混杂比分别为1∶1、1∶2、2∶1的玄武岩-聚丙烯混杂纤维混凝土进行28d龄期的抗水渗透性能试验.得到各系列混凝土的渗水高度变化规律.结果表明:玄武岩纤维系列对混凝土基体抗渗性有较小的提高;聚丙烯纤维系列对基体混凝土抗渗性有很大提高;1∶1混杂纤维系列在小掺量时与聚丙烯纤维系列相差不大,但随掺量的增大,对基体的抗水渗透性能有降低作用;1∶2混杂纤维系列对基体的抗水渗透能力在掺量0.6%左右提高了21%;2∶1混杂纤维系列在掺量0.3%时,对基体混凝土的抗水渗透性能提高了25%.通过分析试验数据,阐述玄武岩纤维和聚丙烯纤维改善混凝土抗渗性能的机理,以及发生混杂效应的原因.

纤维喷射混凝土的耐久性试验研究

依托于某隧道单层衬砌工程,对普通喷射混凝土、钢纤维喷射混凝土以及钢-聚丙烯复合纤维喷射混凝土进行耐久性试验研究。对试验结果进行比较分析,抗渗试验及碳化试验表明纤维喷射混凝土具有更好的密实性,抗硫酸盐侵蚀试验也可以间接证明这一结论。纤维的掺入不仅提高了喷射混凝土的抗渗性、抗碳化性能及早期抗裂性能,也改善了喷射混凝土的受压性能。在硫酸盐的侵蚀下,普通喷射混凝土的损伤速率快于纤维喷射混凝土。与普通喷射混凝土相比,纤维喷射混凝土具有更优的耐久性,更适合做单层衬砌的材料。

不同废纸木质纤维素纤维的性能评价

木质纤维素纤维是世界上最大的可再生资源,因其具有较好的吸水性和无定型结构,被广泛应用于水泥基材料中。废纸的主要组成是木质纤维素纤维,兼具了木质纤维素纤维自身的优势,可以考虑作为水泥基材料抗裂纤维来使用。本文以废纸为原料、纤维长度为疏解效率指标,采用正交试验方法确定了最佳的废纸疏解工艺,并根据其特定使用领域,有针对性的研究了几种废纸浆纤维制备的木质纤维素纤维抗碱性、吸水性及其形态尺寸的分布规律。研究结果表明:12%浆浓、温度60℃、疏解时间40 min,碎浆机转速300 r/min的试验条件下,废纸纤维疏解效果最佳;在浓碱条件下,几种再生纤维的α-纤维素得率均在70%以上,抗碱性能较好;新闻纸、牛皮纸和箱板纸浆再生纤维平均长度相近且高于办公纸浆纤维长度;4种木质纤维素纤维的吸水率均在自身重力的6倍左右,基本满足水泥基材料的减缩抗裂使用要求。

玄武岩短纤维对玻化微珠保温砂浆性能影响的研究

研究了玄武岩短纤维对玻化微珠保温砂浆的稠度和分层度、干湿表观密度、抗压抗折强度、粘结强度、软化系数的影响。结果表明,玄武岩短纤维能降低保温砂浆的稠度和分层度,改善保温砂浆的保水性,提高保温砂浆的抗压抗折强度、粘结强度和软化系数。当掺量为2%时,抗压强度、抗折强度、粘结强度分别提高24.5%、31.2%、22.7%,软化系数提高7%,保温砂浆的抗裂性和耐水性得到明显改善。

镁渣矿粉复合对混凝土早期抗裂的影响研究

针对镁渣利用率低,以及对现代混凝土尺寸稳定性要求高的问题,以镁渣掺量,矿粉取代率为因素,设计正交试验方案,试验研究镁渣矿粉复合混凝土的早期抗裂性。结果表明：混凝土的水分蒸发率、单位面积的裂缝数目和总开裂面积均随矿粉取代率的增加近似线性增大,随镁渣掺量的增加呈非线性减小。镁渣掺量0~20%时,减小幅度大,镁渣效应高;镁渣掺量20%~40%时,减小幅度小,镁渣效应低。混凝土的总开裂面积与水分蒸发率有很好的线性相关性。矿粉对混凝土的早期抗裂不利,镁渣能有效补偿和抑制混凝土的早期开裂,保水性好是其提高混凝土早期抗裂性的重要机制。

钢纤维混凝土抗裂性能试验研究

钢纤维可用于提高传统水泥基建筑材料的强度和韧性。钢纤维掺量影响水泥基材料性能,研究最佳钢纤维掺量在水泥基中的作用具有重要意义。试验采用相同水胶比进行了5组不同钢纤维掺量(0%、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%)的混凝土3 d、7 d和28 d抗压强度及抗裂试验。试验研究结果表明,钢纤维掺量0.8%~1.2%的混凝土抗压强度增长幅度最大,钢纤维混凝土7 d和28 d的抗压强度变化规律相近;钢纤维的掺入提高了混凝土的抗裂性能,随着钢纤维掺量增加,试件单位面积的裂缝条数和开裂面积都显著减小。

抗剥落剂和纤维对热(温)再生沥青混合料水稳定性及抗裂性能的影响

为了改善高RAP掺量热再生和温再生沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性及抗疲劳耐久性,基于沥青表面能测试和黏附功计算,研究了老化沥青、温拌剂、纤维、抗剥落剂对沥青-集料黏结强度的影响,进而采用车辙试验、低温弯曲试验、冻融循环试验和四分点加载疲劳试验研究了纤维和抗剥落剂对热再生混合料路用性能和抗疲劳耐久性的影响,并揭示了纤维和抗剥落剂对热再生混合料水稳定性和低温抗裂性能的影响机理。研究结果表明,导致热再生和温拌再生水稳定性较低的原因是沥青老化后表面能的降低,掺加温拌剂降低了沥青的表面能,降低了沥青-集料界面的黏结强度;掺加抗剥落剂、纤维剂纤维与抗剥落剂复合改性剂可显著改善沥青表面能、增大沥青与集料之间的粘附功,提高沥青与集料之间的粘附性;将抗剥落剂与纤维复配可显著改善热(温)再生沥青混合料的低温性能,纤维与抗剥落剂不仅显著提高了热(温)再生混合料的劈裂强度和水稳定性,也延缓了冻融循环作用下热(温)再生混合料劈裂强度的衰变历程;掺加抗剥落剂、纤维剂纤维与抗剥落剂复合改性剂均可显著改善热(温)再生混合料的弯曲劲度模量和抗疲劳寿命,,纤维与抗剥落剂复合改性热再生混合料的各项路用性能均满足规范要求,建议优先采用玄武岩与抗剥落剂复配方案来改善高RAP掺量热(温)再生混合料的耐候性。

玻璃纤维耐水性测定方法的研究

建立一种测定玻璃纤维耐水性的方法,通过设计合理的实验装置实现与玻璃纤维作用的水为流动状态,通过改变水流量来确保玻璃纤维与水的作用始终为水解反应,试验条件为98℃±2℃下反应6h±0.17h,最后以质量损失或单丝拉伸断裂强力保留率表征玻璃纤维的耐水性。

基于纤维增强的水稳基层抗裂性能提升技术研究

为提升基层材料的抗裂性能,分别制备了含有玻璃纤维、聚酯纤维和聚丙烯腈纤维的三种水泥稳定碎石混合料,设置普通水泥稳定碎石混合料为对照组,通过无侧限抗压强度试验,分析不同纤维对水泥稳定碎石混合料强度的影响;对上述四种水泥稳定碎石混合料进行干缩试验,分析不同纤维对水泥稳定碎石混合料的干缩性能影响;最后对优选出的纤维水泥稳定碎石混合料进行温缩试验,进一步验证其对水稳碎石混合料收缩性能的影响。结果表明,三种纤维的加入可有效地提升水稳碎石的无侧限抗压强度,较普通水泥稳定碎石混合料分别提升了20.0%,14.3%和14.3%。聚丙烯腈纤维对水泥稳定碎石混合料的收缩性能提升最显著,其中干缩系数降低了73%(7d),温缩系数降低了52%。综合试验结果及材料成本,建议选聚丙烯腈纤维作为水稳材料添加剂。水泥用量为3.5%时,建议聚丙烯腈纤维体积掺量为0.07%。

瓜尔豆胶固化纤维黄土的抗侵蚀特性及生态护坡试验研究

为了改善纤维黄土的水力特征,维持黄土边坡坡面的长期稳定,促进植物护坡潜能的充分发挥,提出采用瓜尔豆胶对纤维黄土进行固化处理。通过开展直剪试验、崩解试验、渗透试验、土水特征试验以及生态护坡试验,对比分析不同方式处理下黄土的抗侵蚀特性和土水保持能力。试验结果表明:瓜尔豆胶的加入可以有效提升纤维黄土的抗侵蚀特性和水土保持能力,随着瓜尔豆胶掺量增加或养护龄期增长,抗剪强度先增加后减少或稳定,而崩解率和饱和渗透系数均先减小后稳定,最优掺量和最佳龄期分别为1.0%和14 d;最优处理的瓜尔豆胶固化纤维黄土具有较好的持水能力,同时在自然大气降雨条件下表现出优良的生态护坡效果;瓜尔豆胶的固化处理既能促进纤维加筋作用的发挥,又能填充孔隙,黏结黄土颗粒,综合提升纤维黄土的力学及水力性能,可以在黄土高原的工程安全建设和水土保持过程中发挥积极作用。

聚丙烯纤维高水材料力学性能的试验研究

在充填开采中,高水材料作为一种新型的充填材料,近年来得到广泛应用。但纯高水材料充填体在受压后往往裂隙较多,导致其受压后的强度不高,强度保持不稳定。利用聚丙烯纤维对高水材料进行掺杂,借助ETM力学试验系统,对掺杂聚丙烯纤维后的高水材料的破坏过程、压缩强度和变形特性等进行测试研究。结果表明:聚丙烯纤维的长度和掺量对高水材料试样的强度均有影响;聚丙烯纤维几乎不会改变高水材料的破坏形式和应力—应变曲线的形状,掺杂试样依然是"X"型剪切—劈裂破坏;纤维的掺入使得试样的峰后力学性能表现增强,掺杂纤维试样的残余强度占峰值强度的65%~84%;聚丙烯纤维的阻裂效应使得高水材料具有更好的完整性和连续性,聚丙烯纤维对高水材料有补强效应,适合作为采空区高水材料充填体的补充材料。

水性聚氨酯成膜剂对连续玄武岩纤维性能的影响

以聚醚醇与二异氰酸酯为主要原料、N-甲基二乙醇胺(MDEA)为亲水扩链剂合成了应用于连续玄武岩纤维浸润剂中主成膜剂的水性聚氨酯。采用激光粒度仪、热失重分析仪等表征了水性聚氨酯粒径大小、热力学性能等;用傅里叶红外光谱仪、万能试验机、扫描电镜等表征了浸润剂处理前后连续玄武岩纤维的表面化学元素组成、力学性能、表面形貌变化等。探究了MDEA质量分数(w(MDEA))对水性聚氨酯以及连续玄武岩纤维性能的影响,以及浸润剂处理前后的连续玄武岩纤维耐酸、碱性等。结果表明,当w(MDEA)=6.0%时,水性聚氨酯稳定性较好,浸润剂处理过的连续玄武岩纤维断裂强度提升了75%,耐酸、碱腐蚀性明显增强。

姚江水利枢纽工程掺纤维水工混凝土性能试验研究

为给姚江防涝排涝调控水利枢纽工程的设计与施工提供必要的技术依据,对该工程所用掺纤维水工混凝土展开了力学性能、绝热温升及抗裂试验。试验结果表明:其他条件一定、掺入纤维时,混凝土的引气剂用量比未掺纤维时高约0.002%;掺纤维的C20与C35混凝土的7 d抗压强度低于未掺纤维时的强度值,但28 d时的抗压强度比未掺纤维时高约1.0 MPa;掺纤维混凝土的28 d极限拉伸值均高于未掺纤维时,且增长幅度比抗压强度的增长幅度大。掺入纤维后,混凝土绝热温升均有降低,混凝土表面仅出现非常细的裂纹,但混凝土自生体积变形较大,且随龄期有较大幅度地缩减。因此,建议工程中适量掺入纤维,以提高混凝土力学性能,降低绝热温升,提高抗裂性能。

复合耐温耐盐颗粒AM/AMPS/MMT/BF的合成及性能研究

以丙烯酰胺(AM),2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,二乙二醇二乙烯基醚为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,加入钠基膨润土(MMT)、玄武岩纤维(BF),合成一种耐温耐盐复合颗粒。在120℃,2×10^(5)mg/L条件下,考察交联剂、引发剂、m(AM)∶m(AMPS)、膨润土、纤维加量对复合颗粒吸水性能的影响。对比AM/AMPS/MMT复合颗粒和AM/AMPS/MMT/BF复合颗粒流变及吸水性能可知,AM/AMPS/MMT/BF复合颗粒强度及韧性增大,吸水倍数为20.69 g/g,具有良好的耐温耐盐性能。通过岩心实验证明,AM/AMPS/MMT/BF复合颗粒具有良好的耐冲刷和封堵性能。