聚丙烯混凝土增强纤维网的优良特性和应用

本文提出了聚丙烯混凝土增强纤维网的叉枝纤维和二次分散理论 ,并论述了标题产品对混凝土抗裂性、抗渗性、抗冲击性和抗冻融性的作用机理及其优良特性。

碳纳米管/聚丙烯腈纤维增强混凝土的抗裂性能

结合PTS-E0系统、WA-1000B试验机,测试碳纳米管/聚丙烯腈复合纤维增强混凝土的抗裂性能和力学性能,建立混凝土综合抗裂模型,结果显示:掺入复合纤维后,混凝土的抗压强度和劈裂强度均得到有效提升,且表面裂缝问题得到有效缓解;随复合纤维掺量的增大,混凝土的抗裂性能和力学性能均不断提升,但在工程实践应用时需要结合实际要求确定复合纤维的用量。

聚丙烯纤维增强混凝土的力学性能研究

为了更好地提升混凝土的力学性能,以不同体积分数(0、0.25%、0.5%、0.75%、1%、1.25%)下的聚丙烯纤维增强混凝土为试验材料,通过立方体抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验和弯拉强度试验,探究纤维混凝土试块的强度变化规律。试验结果表明,混凝土的抗压、抗拉和弯拉强度随着纤维体积分数的不断增加,均表现出先升高后降低的趋势,纤维体积分数在0.75%时对混凝土力学性能的提升最明显。

聚丙烯纤维混凝土纤维增强作用机理研究

为分析混凝土添加聚丙烯纤维后的应用效果,以水泥、粉煤灰等为材料,掺杂0.05%、0.10%、0.15%添加量的网状聚丙烯纤维,制备聚丙烯纤维混凝土试件。试验结果表明,添加聚丙烯纤维后混凝土的抗压、抗折、抗剪强度均得到不同程度的提升;添加0.10%纤维含量的试件在收缩时的裂缝面积、最大缝宽以及失水速率均低于普通混凝土试件;当试件经过拉伸试验后,添加聚丙烯纤维含量为0.10%的混凝土试件拉伸应力最高;在不同高温环境下,聚丙烯纤维混凝土试件的强度、质量损失率均低于普通混凝土试件,0.10%含量混凝土试件抗渗性最高。综合试验各方面分析可知,0.10%聚丙烯纤维含量的混凝土性能最佳。

玄武岩-聚丙烯纤维混凝土孔隙结构分形维数及力学性能研究

本文基于试验探讨了玄武岩-聚丙烯纤维对混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,并利用光学方法的分形模型计算混凝土孔隙结构的分形维数。试验结果表明:混杂纤维能够提高混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度,当玄武岩纤维(BF)和聚丙烯纤维(PF)含量各为0.05%时,混杂纤维的协同效应最强,抗压强度和劈裂抗拉强度的最大增量分别为5.97%和8.46%,然而当纤维含量过高时,混杂纤维会对试件力学性能产生不利影响。玄武岩-聚丙烯纤维增强混凝土(BPFRC)的孔隙结构表现出明显的分形特征,其分形维数在2.297~2.482范围之间。分形维数与孔隙率和间距系数具有很强的相关性,随着孔隙率的增加而显著降低,随着间距系数的增加而增加。分形维数还与抗压强度和劈裂抗拉强度具有正相关关系。因此,孔隙结构的分形维数可用于评价混凝土的微观孔隙结构,也可以反映孔隙结构的复杂性对混凝土宏观力学性能的影响。

纤维编织网增强混凝土(TRC)加固锈蚀RC柱研究进展

钢筋混凝土柱是混凝土结构中最重要的承重构件及抗侧力构件,尤其是滨海环境的混凝土结构,长期处于氯盐环境中的钢筋混凝土柱很容易出现外部混凝土性能劣化、内部钢筋锈蚀等问题。如不进行加固修复处理,将危及整个结构的安全。纤维网增强混凝土(TRC)作为一种新型纤维增强复合材料,应用于锈蚀钢筋混凝土柱的加固,不仅能够提高锈蚀钢筋混凝土柱的力学性能,而且能够有效阻止氯离子对构件的进一步侵蚀。对现阶段TRC加固锈蚀钢筋混凝土柱研究现状进行梳理,介绍了TRC加固锈蚀钢筋混凝土柱的受压性能和低周反复加载下的抗震性能,并提出了后续研究亟待解决的问题。

高低温循环作用下纤维增强面板混凝土力学性能研究

防止抽水蓄能电站堆石坝面板混凝土的开裂是电站长期安全运行的重要保障,在电站运行过程中,温差循环对面板混凝土耐久性的影响通常容易被忽视。在面板混凝土中掺入聚丙烯纤维,采用环境试验箱模拟5~85℃高低温循环作用,研究该高低温循环作用对纤维增强面板混凝土力学性能的影响。结果表明:450次高低温循环作用后,普通混凝土和聚丙烯纤维增强混凝土抗压强度较90次高低温循环时分别下降了29.1%、26.3%,极限拉伸应力分别下降了43.1%、32.5%;聚丙烯纤维的掺入可以明显降低混凝土的力学性能损失,且对混凝土拉伸性能的改善程度是抗压强度的5倍左右;聚丙烯纤维在抵抗大温差循环作用下混凝土的拉伸破坏中起到了良好的阻裂和桥架作用,纤维增强混凝土表现为延性破坏特征。

聚丙烯纤维网喷射混凝土性能和衬砌试验

聚丙烯网状纤维喷射混凝土与传统素喷混凝土相比,抗拉、抗弯、抗渗水压力强度分别提高了56.2%,92.9%,100%;增加了密实性和质量稳定性;喷射作业回弹损失量减少10%～20%,粉尘减少1倍以上。在铁路、公路隧道中,已多次成功地将聚丙烯纤维网喷射混凝土用作隧道初期支护和永久衬砌,形成了完善的施工工艺,提高了隧道结构强度和质量。

基于SHPB试验的聚丙烯纤维增强混凝土动态力学性能研究

采用变截面大尺寸Hopk inson压杆,对直径100 mm的两种聚丙烯纤维混凝土和素混凝土试件进行了冲击压缩试验,得到了不同应变率下试件的动态压缩强度及应力应变全过程曲线。从能量耗散的角度讨论了聚丙烯纤维对混凝土的增韧作用,用弹簧一摩擦块复合模型对聚丙烯纤维对混凝土的增韧机理进行了探讨。结果表明,在冲击压缩的高应变率加载条件下,在冲击压缩的初始阶段,聚丙烯纤维的增韧作用并不明显,在卸载阶段,聚丙烯纤维混凝土韧性要明显好于素混凝土。试验为聚丙烯纤维混凝土在防护工程领域与军事领域的应用提供了参考。

聚丙烯纤维增强混凝土概述

聚丙烯纤维以其极好的化学稳定性和优良的技术经济性能,在水泥基复合材料中得到日益广泛的应用。系统论述了用于增强混凝土的各种聚丙烯纤维的特点及主要性能,对国内外聚丙烯纤维增强混凝土的理论研究进展和应用研究进行了概述。

聚丙烯纤维增强混凝土早期抗裂性能及其评价

通过试验,比较了未加纤维的基准混凝土和聚丙烯纤维增强混凝土早期开裂的各项指标,对聚丙烯纤维增强混凝土的抗裂效果进行了详细分析。结果表明:混凝土中加入聚丙烯纤维,可显著增强混凝土早期的抗裂性能。在此基础上进一步提出了综合评价纤维增强混凝土抗裂性能的方法。

聚丙烯纤维网湿喷混凝土隧道衬砌的应用研究

针对传统喷射混凝土用于隧道衬砌存在的质量离散性大、抗拉强度低、密实性和耐久性差等问题，研究采用在混凝土中掺入聚丙烯纤维网的解决方案。通过对不同掺量的聚丙烯纤维网混凝土试件进行实验分析，结果表明，在混凝土中掺入体积掺量为0．1％～0．2％的聚丙烯纤维网，可使抗拉强度提高50％以上，抗渗性能提高55．6％以上。在宝兰铁路东巨寺沟隧道直接喷射聚丙烯纤维网混凝土，并对喷层厚度测量和外观质量观察表明，喷层厚度均匀，表面平整；3个分段试件的强度值离散性小，平均抗压强度分别为43．2，44．3，44．2MPa，平均抗折强度分别为5．7，5．9，5．9MPa。聚丙烯纤维网混凝土既可用于隧道开挖后的支护，又能用于隧道的永久衬砌。

冻融循环作用下玄武岩纤维网增强混凝土梁弯曲性能试验研究

采用四点弯曲加载的方式研究BTRC梁纤维网层数、Tex含量、冻融循环次数等因素对梁弯曲性能的影响。结果表明:布置纤维网可以提高梁的开裂荷载,但层数和Tex含量的增加对开裂荷载的继续提高影响很小;纤维网层数和Tex含量的增加,均能使BTRC梁的极限承载力和刚度不断提高;随冻融循环次数增加,梁的承载力不断降低,增加纤维网层数和Tex含量可以改善梁的冻融损伤情况,并通过SEM技术探究了冻融循环作用下纤维束与混凝土界面细观结构的变化,解释了冻融循环对纤维编织网增强混凝土的损伤现象。建立了单层纤维编织网的BTRC梁的极限弯矩计算模型,计算值与试验结果吻合得较好,可为相关的工程设计提供参考依据。

低温冰冻条件下聚丙烯纤维网混凝土疲劳性能试验研究

在实验室内,利用液压伺服疲劳试验机,对水泥混凝土试件,采取三分点加载法,研究在常温、冻融循环后和-40℃冰冻状态下,两种纤维掺入量(0.9 kg/m31、.8 kg/m3)的聚丙烯纤维网混凝土和0掺入量的基准混凝土疲劳性能。试验表明纤维掺入量为0.9 kg/m3的混凝土性价比较高。

低温冰冻条件下聚丙烯纤维网混凝土断裂能试验研究

在实验室内利用液压伺服疲劳试验机,对带有中心裂纹水泥混凝土试件,采取三点加载法,研究在常温、冻融循环后和-40℃冰冻状态下,两种纤维掺入量(0.9 kg/m31、.8 kg/m3)的聚丙烯纤维网混凝土和0掺入量的基准混凝土断裂能,并尝试将weibull分布引入断裂能分析。试验表明纤维掺入量为0.9 kg/m3的混凝土性价比较高。

钢-聚丙烯混杂纤维超高性能混凝土受压细观数值模拟

为深入研究钢-聚丙烯混杂纤维超高性能混凝土(hybrid fiber reinforced ultra-high performance concrete,HFR-UHPC)受压力学性能及纤维增强机理,本文利用ABAQUS软件建立了HFR-UHPC三维细观数值模型,对其轴心受压过程进行了数值模拟。通过对比轴心受压试验结果,验证了模型的合理性。在此基础上,拓展分析纤维掺量、长径比等参数对超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)受压特性的影响,进一步分析压力作用下纤维增强机理。结果表明:随着钢纤维体积掺量增加,超高性能混凝土损伤发展变缓,单轴受压峰值强度略有提高,峰后延性明显增加;钢纤维长径比对超高性能混凝土受压应力-应变曲线的影响较小,但是更长的纤维更好地发挥了阻裂作用;在超高性能混凝土单轴受压过程中,钢纤维在峰值点前主要发挥骨架作用,在峰值点后主要发挥阻裂作用。

聚丙烯纤维在增强混凝土材料中的应用

介绍了纤维增强混凝土的发展和国内外现状 ,阐明了改性聚丙烯纤维增强混凝土的作用机理及其在国内外的广泛应用 。

聚丙烯纤维网湿喷混凝土施工方法

介绍采用聚丙烯纤维网湿喷混凝土作为铁路隧道永久性衬砌的施工方法 ,并与整体式、复合式衬砌作了经济效益比较 。

隧道用聚丙烯纤维网混凝土力学性能的试验研究

研究了不同掺量聚丙烯纤维网混凝土的抗压、抗弯和初裂性能。试验证明 ,混凝土中掺入聚丙烯纤维网能显著降低混凝土的脆性 ,提高混凝土的抗弯、初裂和破坏强度。

引入新材料 提高水利工程质量——聚丙烯纤维网超高性能混凝土

聚丙烯纤维网是经过近百种材料的筛选,用特殊工艺加工而成。试验证明:将其掺入混凝土,可形成一种高性能纤维增强水泥基复合材料,它使混凝土的整体性能,如:抗压、抗拉、抗弯、抗震、防爆破、抗冲击、抗疲劳、抗冻融、抗渗等得到全面提升,已在水利工程中应用,在正在实施的南水北调中线工程可能采用的大型PCCP中,如掺入该材料可减小壁厚,可大大降低造价。