水泥基体中仿生钢纤维的拔出试验

从仿生学的角度制备端部具有不同锥角(0°,2°,5°,7°)的异形钢纤维,根据纤维表面是否处理分为有化学黏结与无化学黏结2种,并使用MTS万能试验机测试了仿生异形钢纤维从水泥砂浆基体中以不同速率(2.5 mm/min,25 mm/min,250 mm/min)拔出的力和位移,并计算得到最大拔出力和拔出功.结果表明,当钢纤维端部锥角从0°增加到5°时,最大拔出力有明显的增加,但7°时稍有减小;对于5°及7°锥角的钢纤维,随着加载速率从2.5mm/min增大到250mm/min,钢纤维的最大拔出力分别增大20.2%和13.4%;而0°及2°锥角钢纤维在加载速率增加到250 mm/min时,最大拔出力相对于加载速率为25 mm/min时的最大拔出力分别减小25.9%和8.2%;0°,2°和5°有黏结钢纤维的最大拔出力与相同锥角无黏结钢纤维的最大拔出力相比,分别增加64.1%,22.2%和6.7%,而7°锥角有黏结钢纤维的最大拔出力比无黏结钢纤维的最大拔出力减小6.2%;3种加载速率下,2°锥角钢纤维拔出力所做的功最大,纤维表面是否处理对拔出功无明显影响;本文设计的异形钢纤维能有效增强钢纤维与水泥砂浆基体的等效黏结强度.

干热环境下钢纤维-水泥基材料增强增韧效果影响研究

为了研究干热环境下钢纤维对水泥基材料的增强增韧效果,以高地温隧道干热环境为背景,通过调研将隧道的围岩温度分为4个等级(40℃、60℃、80℃和100℃)并设置相应的模拟环境,通过力学性能试验研究不同干热环境对水泥砂浆强度、钢纤维与水泥砂浆界面黏结性和钢纤维拔出功的影响,分析干热环境的劣化机理,最后通过钢纤维混凝土断裂性能试验进行对比验证。主要得到结论:(1)干热环境在早期有利于水泥砂浆抗压强度及钢纤维与水泥砂浆界面黏结强度的增长。7 d龄期以后,干热环境下水泥砂浆抗压强度及钢纤维与水泥砂浆界面黏结强度明显低于标准养护环境,下降的程度与温度呈正相关。(2)干热环境下的钢纤维-水泥砂浆的拔出功大于标准养护条件下的拔出功,表明干热环境可以提高钢纤维的增韧效果,但是温度过高钢纤维的增韧效果下降。(3)随着温度的升高钢纤维-混凝土试件的断裂能均呈现先增大后减小的趋势,且断裂能在60℃时出现最大值。

钢纤维与水泥砂浆界面粘结性能的试验研究

对6种不同外形特征的钢纤维和普通硅酸盐水泥砂浆的粘结性能进行试验研究,分析了在拉拔过程中钢纤维脱粘与拔出的全过程,计算并分析了不同外形的钢纤维与水泥砂浆界面的粘结强度和钢纤维粘结脱粘与拔出时做的功.为提高钢纤维—水泥基间的界面粘结,探讨了纤维外形对提高钢纤维混凝土综合力学性能的作用,提出开发高效异形钢纤维是提高纤维增强混凝土的强度、韧性和阻裂效应的重要途径.

玄武岩微筋对磷酸镁修补砂浆弯曲性能的增强增韧效应研究

为了探究玄武岩微筋(Basalt minibar)对磷酸镁修补砂浆(MPCRM)的增强增韧改性效果,通过四点弯曲试验分析纤维类型、纤维掺量、基体水胶比及养护条件对MPCRM弯拉强度和弯曲韧性的影响规律。试验结果表明:玄武岩微筋对MPCRM的弯曲增强增韧性能优越,且其增韧效果优于玄武岩单丝纤维;当玄武岩微筋掺量不低于1.0%(体积分数)时,MPCRM弯拉强度和弯曲韧性均随着玄武岩微筋掺量增加而提高;随着水胶比提高,玄武岩微筋增强MPCRM的弯曲韧性降低,弯拉强度先增加后减小,水胶比为0.18和体积掺量为1.5%的玄武岩微筋增强MPCRM的弯拉强度最大;掺入玄武岩微筋能够部分弥补低温养护MPCRM的受冻损伤。