玻璃纤维轻骨料混凝土早期力学性能试验研究

以内蒙古地区天然浮石为粗骨料,通过对不同掺量玻璃纤维轻骨料混凝土力学性能的试验,研究了玻璃纤维轻骨料混凝土的抗压强度、抗折强度及劈裂抗拉强度,并得出玻璃纤维掺量为0.5 kg/m3时,轻骨料混凝土的抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度比其它几种掺量下强度要高;从微观角度研究了轻骨料混凝土破坏后纤维表面及纤维与浆体界面粘结情况。

不同纤维对高强轻骨料混凝土力学性能影响及微观机理研究

为改善高强轻骨料混凝土的力学性能和弯曲韧性,研究了玄武岩纤维、细聚乙烯醇纤维、仿钢纤维、聚丙烯纤维和粗聚乙烯醇纤维的掺入对高强轻骨料混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗弯强度的影响规律。通过4点弯曲试验获取荷载-挠度曲线,基于韧性指标对比分析了5种纤维对高强轻骨料混凝土弯曲韧性的影响。通过扫描电子显微镜观察纤维破坏前后的表面微观形貌,阐释了不同纤维的增强增韧机理。研究结果表明:掺入纤维对高强轻骨料混凝土的力学性能均有提升,主要提升高强轻骨料混凝土的抗拉性能和弯曲韧性。粗聚乙烯醇纤维提升劈裂抗拉强度和抗弯强度程度最大,分别提高了83%和220%,使高强轻骨料混凝土破坏由脆性转为高延性。纤维对高强轻骨料混凝土抗拉性能和韧性的提升与纤维表面损伤程度成正比。

碳纤维轻骨料混凝土高温后动态压缩性能研究

目前针对碳纤维轻骨料混凝土在高温作用后的力学性能研究匮乏,考虑到火灾伴随的冲击和爆炸荷载对结构的破坏,采用直径74 mm的分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对轻骨料混凝土(LWAC)进行了动态压缩试验,研究了温度和碳纤维含量对LWAC动态压缩性能的影响,并通过SEM扫描电镜揭示了高温对LWAC微观结构的影响。结果表明:碳纤维掺量的增加提高了LWAC的静态抗压强度,而高温对其静态抗压强度具有劣化作用,纤维的掺入能够在一定程度上阻止高温强度劣化。LWAC的应力-应变曲线随着温度的升高趋于扁平,动态抗压强度降低而峰值应变和极限应变增大,动态抗压强度、峰值应变和极限应变随着碳纤维掺量的增加均出现先增大后减小的趋势。不同温度作用和碳纤维掺量下LWAC试样的DIF随应变率的增加呈线性增加,普通LWAC试件比碳纤维LWAC试样的速率敏感性更高。高温最初改善了LWAC的内部微观结构,但随着温度持续升高,试样内部微观结构严重劣化。

不同纤维掺量再生混凝土骨料轻质混凝土性能研究

为了研究聚丙烯(PP)纤维增强再生混凝土骨料轻质混凝土的性能,以普通硅酸盐水泥、再生废弃混凝土粗骨料、聚丙烯纤维、泡沫为主要材料,选取PP纤维掺量为变量,对试样进行室内试验研究。结果表明:随PP纤维掺量增加,浆体流动度呈下降趋势;当采用再生粗骨料级配(即粒径为9.5~16 mm、16~19 mm、19~26.5 mm、26.5~31.5 mm、31.5~37.5 mm的5类骨料的质量比)为2∶4∶8∶3∶3和30%体积率时,建议浆体流动度大于210 mm;试件抗压强度和劈裂抗拉强度随PP纤维掺量的增加均呈先增大后减小趋势,说明PP纤维对再生混凝土骨料轻质混凝土性能提升效果有限;PP纤维的掺入会使再生混凝土骨料轻质混凝土材料早期抗压强度和劈裂抗拉强度形成速度降低;当纤维掺量由0增大为0.2%时,增加了孔隙率,降低了平均孔径。

混杂纤维高强轻骨料混凝土单轴受压试验研究

为了改善高强轻骨料混凝土(HSLC)的脆性破坏特征,采用钢纤维(SF)和聚丙烯纤维(PF)对HSLC进行增强,通过单轴受压试验研究两种纤维对HSLC单轴受压性能的影响。结果表明:SF和PF的体积掺量分别为2.0%和0.2%时具有最优的混杂效应,应力-应变曲线拐点处应力和收敛点处应变较单掺SF时分别提高了10.0%和56.5%,较单掺PF时分别提高了99.1%和150%;混杂纤维使HSLC的峰值应力、峰值应变和弹性模量最高分别提升了19.0%、1.20%和16.9%。最后,基于试验数据,提出了考虑两种纤维混杂效应的峰值应力、峰值应变和弹性模量的计算公式,建立了双参数混杂纤维增强HSLC的单轴受压本构模型,并且其与试验曲线吻合较好。该研究结果可为纤维增强HSLC的结构设计提供理论参考。

碳纤维掺量对轻骨料混凝土抗压强度的影响

为探究轻骨料混凝土掺入不同量碳纤维后的抗压强度变化,取不同量碳纤维制备轻骨料混凝土并根据相关试验规范分别制作棱柱体试件和立方体试件,测定各组试件的抗压强度,分析各组试件抗压强度随碳纤维掺量的变化规律。试验结果表明:掺加适量碳纤维能够强化轻骨料混凝土抗压强度,但掺量过大反而会导致结构强度下降,其中碳纤维质量分数取0.1%时性能达到较高值;立方体试件相较棱柱试件具有更优良的强度性能,但工程实践中所用混凝土结构通常为近似棱柱体形状,建议后续进一步研究棱柱体混凝土强度性能的主要影响因素。

聚丙烯纤维和硅灰对轻骨料混凝土性能的影响

研究了聚丙烯纤维(PF)掺量(0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 kg/m^(3))与硅灰掺量(0、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%)对轻骨料混凝土(LAC)抗压、抗折强度和抗冻性能的影响。结果表明:同时掺入适量的PF和硅灰有效提高了LAC的抗压、抗折强度,其中,对于抗压强度,最佳PF和硅灰的掺量分别为0.8 kg/m^(3)和5%;对于抗折强度,最佳PF和硅灰的掺量分别为1.0 kg/m^(3)和5%;当PF和硅灰的掺量分别为1.0 kg/m^(3)和5%时,LAC试件的抗冻性能相对最优。

钢-无机纤维对轻骨料混凝土力学性能及耐久性能的影响

为了研究钢-无机纤维对轻骨料混凝土力学性能和耐久性能的影响,设计不同掺量的单掺陶瓷纤维和玄武岩纤维以及不同掺杂方式的混杂钢-玄武岩纤维和钢-陶瓷纤维增强轻骨料混凝土试件。结果表明,钢-玄武岩纤维对轻骨料混凝土抗压强度和60d透水时水压强度提高最明显,最大增幅分别达14.5%、42.9%;掺入1.35kg/m^(3)玄武岩纤维对抗折强度增幅为62.2%;掺入陶瓷纤维降低了抗压强度和抗渗性能,但提高了抗折强度及抗冻性能;钢-陶瓷纤维对抗渗性能和抗冻性能提升效果较好。

自密实纤维轻骨料混凝土耐久性试验

自密实纤维轻骨料混凝土的耐用程度与抗渗、抗冻、抗氯离子渗透等多项性能有关,本文按照水泥、粉煤灰、砂、轻骨料、水、外加剂(减水剂)质量比为384.5:187.6:765.7:436.8:183.1:8.5的配合比,制作了自密实轻骨料混凝土。根据混凝土的体积,分别掺入0%、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%的纤维,得到5种不同纤维掺量的自密实纤维轻骨料混凝土。在此基础上制作试件,分别进行了抗渗性能试验、抗冻融性能试验和氯离子渗透性能试验。结果表明,当纤维掺量在0.10%时,混凝土耐久性最佳。

钢纤维轻骨料混凝土早期抗裂性能的试验研究

为研究钢纤维轻骨料混凝土的早期抗裂性,文中采用带隔板的部分约束收缩环装置试验得到环形试件的环向拉应力及应变。试验表明,此装置可以加速混凝土试件的开裂,当试件未开裂时,可使用环向拉应力与劈裂抗拉强度的比值比较钢纤维轻骨料混凝土的早期抗裂性能,比值越大,早期抗裂性能越差。

基于基面力元法钢纤维轻骨料混凝土损伤分析

以势能原理的基面力元法为基础,本文建立了钢纤维轻骨料混凝土的分析模型,使用该模型对轴压作用下钢纤维轻骨料混凝土的破坏及力学性能进行了数值模拟,将计算结果与试验结果进行了对比,并对钢纤维混凝土的受压破坏进行了分析,探究了钢纤维长度对钢纤维轻骨料混凝土受压强度的影响。结果表明,采用该方法,钢纤维轻骨料混凝土的力学分析结果与宏观试验结果基本吻合,钢纤维长度过短或过长均会使混凝土受压强度下降。该模型可较为准确地反映钢纤维轻骨料混凝土的单轴受压破坏过程,为分析钢纤维轻骨料混凝土的力学性能提供了新路径。

废弃黏土砖骨料轻质混凝土正交试验研究

将废弃黏土砖骨料应用于轻质混凝土中,可实现建筑垃圾再利用,同步节省建筑材料,改善轻质混凝土性能。以废弃黏土砖颗粒为骨料,开展轻质混凝土制备试验,研究不同水灰比、泡沫掺量、纤维掺量对废弃黏土砖骨料轻质混凝土的物理力学性能影响。结果表明:水灰比对吸水率影响显著,随着水灰比的增大,吸水率增加了27.03%,泡沫掺量对干密度、抗压强度和劈裂抗拉强度影响显著,随泡沫掺量的增加,干密度、抗压强度和劈裂抗拉强度减小了17.78%、52.52%和34.83%,并建立了抗压强度与干密度、劈裂抗拉强度之间的对应关系式。

机制砂混凝土中轻质骨料成分的分析

近年来,人们对建筑结构功能的要求越来越高,使得工程复杂程度也不断提高,功能性、特种性混凝土使用量随之不断增加,其中机制砂轻骨料混凝土作为功能性混凝土也逐渐受到行业的重视。机制砂轻骨料混凝土通常用于增强建筑结构的表达或构造,对于建筑物而言通常用于悬臂式地板、富有表现力的屋顶设计、超高的建筑或额外的楼层结构中;对于桥梁,一般用于在现有桥面上结构支撑上铺设更宽的桥面(额外车道),且由于可施工性的提高,也可用于悬臂桥中跨度更长的桥墩一侧施工;当储存热水、石油或建筑隔热等热敏应用对隔热要求更高时,亦可首选机制砂轻骨料混凝土。基于现有新建构筑物对结构不断提高的要求,机制砂轻骨料混凝土的应用越来越广泛,本文对机制砂混凝土中轻质骨料成分进行多方面分析。

火山渣粒径和DPS掺量对轻骨料混凝土性能的影响

以火山渣作为粗骨料制备了轻骨料混凝土,研究了火山渣粒径(4.75~9.50、4.75~19.00、4.75~26.00 mm)对轻骨料混凝土坍落度、吸水率和抗压强度的影响,优选出了最佳火山渣粒径。在此基础上,研究了渗透结晶型无机防水剂(DPS)的掺量(0、0.6%、0.8%、1.0%)对轻骨料混凝土性能的影响,并分析了其作用机理。结果表明:随着火山渣粒径的增大,轻骨料混凝土的坍落度降低,吸水率增大,抗压强度先增大后减小,最佳火山渣粒径为4.75~19.00 mm;随着DPS掺量的增加,轻骨料混凝土的坍落度和吸水率降低,抗压强度增大;掺入适量DPS可以有效提高混凝土基体的密实度,从而改善混凝土的性能。

轻骨料混凝土的研究进展与应用前景

介绍了轻骨料混凝土的特性,分析了轻骨料配合比设计方法,综述了国内外近年来不同轻骨料混凝土受各因素影响的性能研究进展,探究了轻骨料混凝土的微观表象,指出了轻骨料混凝土存在的如工作性较差、可泵送性易受阻等缺陷不足,给出了合理建议,对轻骨料混凝土的未来发展方向和应用前景做出了展望。

纤维增强碱矿渣轻骨料混凝土宏细观力学性能

对碱矿渣轻骨料混凝土(AAS-LWAC)的宏观力学性能及微观结构特征进行了研究。设计并完成了54个AAS-LWAC试件,研究了轻骨料种类及纤维类别对AAS-LWAC抗压强度、劈裂抗拉强度及抗折强度影响规律,分析了微观结构对宏观力学性能影响。研究结果表明:相比页岩陶粒及黏土陶粒,以粉煤灰陶粒为粗骨料的AAS-LWAC整体力学性能更优;相比聚丙烯纤维及玄武岩纤维,掺入钢纤维可显著提高AAS-LWAC基本力学性能。相比未掺纤维混凝土,钢纤维掺量0.6%时AAS-LWAC抗压强度、劈裂抗拉强度及抗折强度分别提高35%、59%及42%。微观分析结果显示:玄武岩纤维相比聚丙烯纤维分散性差是导致玄武岩纤维碱矿渣轻骨料混凝土力学性能劣于聚丙烯纤维碱矿渣轻骨料混凝土的根本原因。

预置轻骨料混凝土中灌浆料与轻骨料的匹配机制研究

本文制备了不同强度等级(60、75、90、100、110、120 MPa)的轻质高强灌浆料,通过与不同类型、强度的轻骨料(高强球形粉煤灰陶粒、低强球形粉煤灰陶粒、碎石形页岩陶粒)复合,研究了预置轻骨料混凝土中灌浆料与轻骨料之间的匹配机制。结果表明,预置轻骨料混凝土强度与灌浆料强度存在分段线性关系,拟合曲线斜率可近似反映对灌浆料强度的利用效率。随着灌浆料强度等级提高,所配制混凝土对灌浆料强度的利用率下降。骨料的筒压强度与粒形也会影响灌浆料强度的利用率。由于嵌锁效应,碎石形页岩陶粒制备的轻骨料混凝土强度显著高于相近筒压强度球形粉煤灰骨料制备的混凝土。采用高强球形粉煤灰陶粒与碎石形页岩陶粒可分别制备出抗压强度为81.2 MPa、干表观密度为1 735 kg/m^(3)与抗压强度为68.2 MPa、干表观密度为1 520 kg/m^(3)的预置轻骨料混凝土。

轻骨料混凝土泵送稳定性测试与评价方法研究

文中针对当前用于泵送压力作用下轻骨料混凝土工作性能稳定性的测试与评价方法存在的局限,提出了一种操作简便、可量化表征的轻骨料混凝土泵送稳定性测试与评价方法,通过大量轻骨料混凝土生产数据的采集、跟踪与分析,验证了所提出方法的准确性与可靠性。结果表明,该方法可用于轻骨料混凝土泵送施工性能的表征。

玻璃纤维增强轻骨料混凝土力学性能及疲劳损伤研究

通过室内试验研究了玻璃纤维掺量对轻骨料混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度等力学性能,以及玻璃纤维掺量和应力比对轻骨料混凝土疲劳寿命的影响。试验结果表明:玻璃纤维的加入在一定程度上虽然降低了轻骨料混凝土的抗压强度,但使抗折强度和折压比显著增大,明显改善了轻骨料混凝土的弯曲韧性;轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度随玻璃纤维掺量的增大呈现先增大后减小规律,当玻璃掺量为1.5时,劈裂抗拉强度达到最大值。同一应力比下,玻璃纤维掺量越大轻骨料混凝土的疲劳寿命越长;当玻璃纤维掺量相同时,应力比越大,轻骨料混凝土的疲劳寿命越短;随着玻璃纤维掺量的增多,疲劳方程的斜率和截距都逐渐增大,表明疲劳寿命对应力比的敏感性逐渐增大。

玄武岩纤维增强轻骨料混凝土墙板研究

文章从玄武岩纤维混凝土和轻骨料混凝土预制墙板两个方面,对近些年来国内外学者们进行的试验和研究进行总结。综述了国内外学者对玄武岩纤维混凝土力学性能及耐久性能、轻骨料预制墙板的研究现状。分析玄武岩纤维对混凝土的性能影响,并根据玄武岩纤维材料对混凝土性能影响,提出玄武岩纤维增强轻骨料混凝土预制墙板的性能进一步研究发展的看法与建议。