盐侵冻融循环下聚乙烯醇纤维混凝土孔结构分形特征

为研究聚乙烯醇(PVA)纤维对混凝土孔结构的影响及其与抗冻性能的联系,本文通过核磁共振技术对冻融循环作用下PVA纤维混凝土的微观孔结构进行了测试,分析了核磁共振T2谱和孔隙分布变化规律,并基于分形理论探究了其孔隙分形特征,揭示了冻融循环作用下PVA纤维混凝土孔结构与分形维数之间的关系。结果表明,PVA纤维混凝土在冻融循环前期表现出较好的抗冻性能;中孔(100 nm<r≤1000 nm)和大孔(r>1000 nm)的数量及占比增加,削弱了PVA纤维混凝土的抗冻性能;PVA纤维混凝土具有一定的分形特征,分形维数D_(max)在5次冻融循环前增大,而后随着冻融循环次数增加不断减小。

低掺量聚乙烯醇纤维混凝土抗冻性研究

采用快速冻融法,在水、氯化钠溶液分别作用下,研究聚乙烯醇(PVA)纤维对混凝土抗冻性能影响。结果表明:在200次水冻融循环实验中,当PVA纤维掺量在0.1%~0.5%(体积分数,以下同)时,随着PVA纤维掺量的增加,混凝土的抗冻耐久性呈现先改善后劣化的趋势,PVA纤维掺量为0.3%时混凝土抗冻性能最好;在经过200次水冻融循环作用后,空白组试件完全损坏,而PVA纤维掺量为0.3%的混凝土的相对动弹性模量损失率为32%,质量损失率为1.2%,冻融后的试件仍然表现出较好的性能;氯盐溶液冻融实验与水冻融实验具有相同趋势,但是氯盐-冻融联合作用下的混凝土比水冻融破坏更加严重;低掺量PVA纤维在混凝土浆体中可以均匀分散,在水泥基体中可承受由受冻膨胀产生的拉应力,减少基体内部裂缝的出现,从而改善混凝土的抗冻耐久性。

复合盐溶液侵蚀与干湿耦合作用下聚乙烯醇纤维混凝土抗盐蚀性能试验研究

将聚乙烯醇纤维(PVA纤维)以不同体积掺量(0、0.1%、0.2%、0.3%)掺入混凝土中,开展PVA纤维混凝土试件在不同浓度复合盐溶液(Na_(2)SO_(4)+NaCL)浸泡与烘干作用下的宏-微观腐蚀劣化试验,探究南疆极端干旱盐渍土环境下PVA纤维混凝土的抗盐蚀性能。结果表明:(1)PVA纤维在混凝土内部的拉结作用降低了试件表面砂浆层的剥蚀速率,减少了试件表层裂缝及孔洞的生成数量。(2)PVA纤维的掺入提高了混凝土抵抗复合盐侵蚀的能力,随着复合盐溶液浓度的增大,纤维掺量为0.3%试件的相对动弹性模量和质量损失率波动幅度最小,其宏观耐久性能表现最稳定。(3)复合盐溶液侵蚀下,PVA纤维混凝土发生物理腐蚀和化学腐蚀破坏,产物主要是钙矾石(AFt)和石膏,并且纤维的掺入减少了腐蚀产物的生成量,这与试件宏观耐久性能评价指标的变化规律具有一致性。研究成果可为PVA纤维混凝土在南疆盐渍土地区实际工程中的应用提供参考依据。

C50聚乙烯醇纤维混凝土力学性能与工程应用研究

聚乙烯醇纤维混凝土是一种新型复合材料,具有良好的抗拉、抗弯、耐冲击、抗疲劳和高韧性等优点,已广泛应用于梁体桥面,结合西部山区铁路大型枢纽建设项目,配制掺量不同的聚乙烯醇纤维混凝土,对其基本力学性能进行试验,并与普通混凝土进行对比。

钢-聚乙烯醇纤维混凝土与钢筋粘结性能研究

通过钢-聚乙烯醇纤维混凝土试件的中心拉拔试验,研究钢-聚乙烯醇混杂纤维混凝土与钢筋的粘结性能,分析钢筋种类,混杂纤维体积率对钢筋与混凝土粘结性能的影响并根据试验结果拟合出相应的钢筋与混凝土粘结-滑移曲线,提出了粘结滑移的本构关系。试验结果表明,在一定范围内,随着混杂纤维体积率的增大,钢筋与混凝土之间的粘结性能逐步提高,变形钢筋与混凝土之间的粘结性能优于光圆钢筋。

南疆盐渍土地区聚乙烯醇纤维混凝土损伤研究

针对南疆地区既有混凝土建筑物长期遭受盐渍土侵蚀情况,根据当地土样有害离子含量配制了不同浓度复合盐侵蚀溶液,研究了同种聚乙烯醇纤维规格下四种不同体积掺量(0%,0.1%,0.2%,0.3%)的混凝土抗复合盐侵蚀性能,进行室内干湿循环试验和现场暴露试验。结果表明:掺入聚乙烯醇纤维能提高混凝土抗干湿循环能力,其中PVA体积掺量为0.2%时抗干湿循环性能最佳。

聚乙烯醇纤维混凝土的应用前景

本文结合相关文献的研究结果对聚乙烯醇纤维作用下混凝土的抗裂性能、抗渗性能、抗硫酸盐侵蚀性能、抗冻融性能等进行说明。通过对聚乙烯醇纤维混凝土工程案例及应用情况进行分析说明,可看出聚乙烯醇纤维混凝土在建筑行业中具有广阔的应用前景。

钢筋聚乙烯醇纤维混凝土梁斜截面受力性能研究

本研究围绕钢筋聚乙烯醇纤维混凝土梁斜截面的受力性能展开,旨在探究其在现代建筑结 构中的应用潜力。通过对该材料的配制、力学性能试验、斜截面受力机理分析、数值模拟与参数分析, 以及梁斜截面的受力性能实验研究,本文提出了针对性的梁斜截面受力优化策略,并通过实验验证了其 有效性。结果表明,钢筋聚乙烯醇纤维混凝土在斜截面受力时具有良好的延性和韧性,优化后的梁斜截 面在承载能力和延性上表现出色。研究结果不仅为相关工程实践提供了理论和实验依据,也拓展了该材 料在工程领域应用的前景。

3D打印聚乙烯醇纤维混凝土凝结时间优化及数值模拟研究

为系统研究多种因素对3D打印聚乙烯醇纤维混凝土凝结时间的影响,设计了考虑水胶比、硫铝酸盐水泥掺量与硅酸盐水泥掺量的比值、硅灰掺量与胶凝材料质量的比值、减水剂掺量以及聚乙烯醇纤维掺量五种因素四水平的正交试验,通过极差分析与方差分析了各种因素对其凝结时间的影响机理。研究表明:水胶比是影响3D打印聚乙烯醇纤维混凝土凝结时间的最主要因素,其次分别是纤维体积掺量、减水剂掺量、硅灰质量与胶凝材料质量的比值和硫铝酸盐水泥质量与普通硅酸盐水泥质量的比值,水胶比与减水剂掺量的增加会延长其凝结时间,而其他因素的增加会对凝结时间有一定的抑制作用。最后根据最优水平得到最优配合比,将试验数据与数值模拟相验证,并将最优配合比应用于实际,为相关理论研究提供指导。

干湿循环下聚乙烯醇纤维混凝土抗Cl-渗透性能研究

为了研究不同掺量时不同干湿循环周期下,聚乙烯醇(PVA)纤维混凝土在氯盐溶液中的抗Cl^-渗透性能及其机理,采用核磁共振技术(NMR),并借助扫描电镜(SEM)观察,对18 mm长PVA纤维在不同掺量成型的混凝土内部孔隙和氯盐分布情况进行研究分析。结果表明:相同干湿循环周期下,随着纤维掺量的增加,纤维对混凝土抗Cl^-渗透性的改善作用呈先增大后减小的趋势。1.2 kg/m^3掺量的纤维混凝土试件其Cl^-最大浸入深度为4.1 mm,自由Cl^-含量峰值为0.17%,较基准混凝土分别下降29.3%和32%,但当纤维掺量超过1.2 kg/m^3后,1.6 kg/m^3掺量的纤维混凝土试件中Cl^-最大浸入深度为5.2 mm,抗Cl^-渗透性能较基准混凝土提高10.3%。随着干湿循环周期的增加,相同PVA纤维掺量混凝土试件其自由Cl^-含量的峰值点不断右移,Cl^-最大浸入深度和自由Cl^-含量明显增加。干湿循环周期和纤维掺量对PVA纤维混凝土抗Cl^-渗透性能有较明显的影响。

冻融循环作用下聚乙烯醇纤维增强快硬混凝土的力学性能

为了揭示冻融下快硬聚乙烯醇纤维混凝土的力学性能及其变化规律,对不同纤维体积掺量的纤维增强快凝混凝土开展了冻融循环研究,测得不同冻融循环次数后的抗压强度、抗折强度、相对动弹性模量与质量损失率,并提出了聚乙烯醇纤维早强混凝土相对动弹性模量冻融损伤模型.研究结果表明:掺入0.2%～0.4%的聚乙烯醇纤维可以有效提高混凝土整体密实度及抗冻融能力,试件从脆性破坏过渡到延性破坏;150次冻融循环后,聚乙烯醇纤维增强快硬混凝土的抗压强度损失率小于17.8%;200次冻融循环后,抗折强度损失率及纵波波速下降幅度分别小于16%和10.6%.所提指数模型具有较高的适用性及拟合精度,能较好地反映聚乙烯醇纤维快凝混凝土冻融损伤的演化规律.

聚乙烯醇纤维掺量对混凝土力学性能宏微观破坏特征的影响

试验研究聚乙烯醇纤维(PVA纤维)掺量对混凝土力学性能的影响,将长度为12 mm的PVA纤维以不同体积掺量(0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)掺入设计强度等级为C30的混凝土中,开展3 d、7 d、28 d龄期时PVA纤维混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度对比试验。同时,利用扫描电镜(SEM)分析不同PVA纤维掺量的混凝土在不同养护龄期时的微观结构特征。结果表明:(1)PVA纤维的掺入会降低混凝土的立方体抗压强度,而且掺量越大降低越多,相较于0%掺量的基准试件(0%PVA试件),下降幅度依次为1.4%、2.5%、7.9%、9.8%、15.3%;(2)PVA纤维提升混凝土抗折强度和劈裂抗拉强度的最佳掺量均为0.3%,且相较于掺量为0%的基准试件的抗折强度和劈裂抗拉强度分别提高了3.9%和22.17%;(3)PVA纤维增强了混凝土的韧性,将脆性破坏转变为延性破坏;(4)PVA纤维能够有效地改善混凝土的内部结构,通过纤维的拉结作用可增强混凝土的韧性。上述研究成果可为PVA纤维混凝土在实际工程中的应用提供参考和借鉴。

钢-聚乙烯醇混杂纤维混凝土剪力墙抗震性能试验研究

本文设计了1片普通混凝土剪力墙试件和5片混杂纤维混凝土剪力墙试件,进行低周往复加载试验,研究混杂纤维混凝土分布位置和高度对剪力墙抗震性能的影响。根据拟静力试验数据,分析了墙体试件的滞回曲线、骨架曲线及关键点、位移延性、刚度退化性能、耗能能力以及关键位置钢筋应力应变分布情况。结果表明:(1)剪力墙试件中采用混杂纤维混凝土的区域以均匀的水平裂缝为主,有效控制了剪力墙的斜裂缝的产生,最终表现出弯曲破坏模式。(2)相比混杂纤维混凝土分布在约束边缘区域,混杂纤维混凝土分布在底部的试件滞回曲线更加饱满,耗能能力更好。(3)混杂纤维混凝土分布高度越高,滞回曲线越饱满。当分布高度大于0.3h(h为全长)时,混杂纤维混凝土分布高度的提升对承载能力和变形能力的影响较小。(4)混杂纤维混凝土的掺入提高了剪力墙的抗剪性能,在一定程度上可替代水平分布筋。

沿空留巷聚乙烯醇纤维喷射混凝土快速封闭支护技术研究

沿空巷道邻煤侧封闭施工对于防止瓦斯渗入,保证巷道安全具有重要的意义。目前封闭施工多采用喷射混凝土施工,喷厚8～12cm,施工效率低。聚乙烯醇(PVA)纤维喷射混凝土渗透特性试验表明,当纤维掺量为0.2%～0.6%时,渗透率低于1×10^(-15)m^2,满足封闭施工要求。劈拉试验表明,PVA纤维可以有效提高喷射混凝土的抗拉强度,当纤维掺量为0.4%～0.6%时,封闭厚度4cm即可满足要求。东滩煤矿1309轨顺的PVA纤维喷射混凝土的现场施工表明,封闭施工速度可以提高至50m/班。

钢-聚乙烯醇混杂纤维混凝土单轴受力应力-应变曲线研究

既有研究表明,在混凝土基体中同时加入钢(S)纤维和聚乙烯醇(PVA)纤维,形成S-PVA混杂纤维混凝土,可以显著提升混凝土的综合性能。在此基础上,依据钢纤维、PVA纤维长度和掺量的不同,设计了17组试验组,完成了单轴受力全过程试验。根据试验结果,定量分析了钢纤维、PVA纤维对于改善混凝土弹性模量、材料韧性、抗拉抗压强度及其峰值应变的影响;提出了实用的S-PVA混杂纤维混凝土单轴受拉和受压应力-应变曲线数学表达式。提出的计算公式与试验结果吻合较好,可以为混杂纤维混凝土结构的设计和非线性分析提供理论基础。

高温后钢-PVA混杂纤维高性能混凝土与变形钢筋黏结性能试验

为研究高温后钢-聚乙烯醇(polyvinyl alcohols,PVA)混杂纤维高性能混凝土(hybrid fiber high performance concrete,HFHPC)与变形钢筋的黏结性能退化规律,以200、400、600、800℃为目标温度,选取钢纤维体积率、PVA纤维体积率、矿粉掺量为正交试验因素设计并制作25组HFHPC试件,完成了单调荷载下的中心拉拔试验。结果表明:高温后各组HFHPC试件黏结破坏形态均表现为钢筋拔出破坏;试验温度范围内,对HFHPC试件黏结强度的影响程度均为:钢纤维体积率最大、矿粉掺量次之、PVA纤维体积率最小;随着温度的升高,HFHPC试件黏结强度逐渐下降,且在相同温度条件下,HFHPC试件黏结强度和峰值滑移相比于未掺纤维的混凝土试件均有所提升,其中,200℃时HFHPC试件的黏结强度提升最为显著,分别提升了33.69%、35.76%、37.54%和46.03%;混杂纤维能显著提高高温后高性能混凝土与钢筋的峰值界面能,明显改善黏结延性和耗能能力;提出的考虑温度作用后的混杂纤维混凝土与钢筋黏结-滑移模型与试验实测结果吻合较好,可为火灾后混杂纤维高性能混凝土结构损伤评估及加固方案提供参考。

浅谈PVA纤维对混凝土力学性能及耐久性能的影响

混凝土是当代建筑工程中不可或缺的材料之一,随着社会经济的飞速发展,环境保护方面也显得尤为重要,因此新型绿色建筑材料已经成为世界各国主要研究对象。结合众多学者的研究成果,本文对聚乙烯醇纤维(简称PVA纤维)混凝土的发展历程、力学性能及耐久性能进行了详细地阐述。

超高韧性水泥基复合材料—纤维混凝土组合靶体抗两次打击试验研究

超高韧性水泥基复合材料(ultra high toughness cementitious composites, UHTCC)具有超高的韧性、良好的耐久性和优异的耗能效果,这些特性使得UHTCC在防护工程中具有广阔的应用前景。为了更好地研究UHTCC与纤维混凝土组合结构在二次打击条件下的抗侵彻性能,首先测量了UHTCC和聚乙烯醇纤维增强混凝土(polyvinl alcohol fiber reinforced concrete, FRC)的基本力学参数。然后采用25 mm口径的弹道滑膛炮对直径为750 mm、高为600 mm的圆柱形UHTCC靶体、FRC靶体、UHTCC-FRC组合靶体(UHTCC-FRC composite target)进行了弹体速度为550 m/s的二次侵彻试验,得到了弹体和三类靶体的破坏数据,包括弹体的侵彻深度、弹体的磨蚀、靶体迎弹面的开坑直径和面积、弹坑深度、迎弹面的裂纹数量以及裂纹最大宽度。在此基础上分析了骨料、结构形式和两次打击的间距对UHTCCFRC组合靶体抗侵彻性能的影响。结果表明:相同试验条件下,与普通混凝土和超高性能混凝土相比,UHTCC能够有效的减小迎弹面的开坑直径,但会增加弹体侵彻深度;将50 mm的UHTCC置于组合靶的迎弹面可以有效地减少迎弹面的开坑直径;弹体二次侵彻深度大于弹体一次侵彻深度,靶体在二次冲击下的开坑面积小于靶体初次冲击下的开坑面积。

纤维超高强混凝土的制备及力学性能试验研究

为提高高强、超高强混凝土的韧性和抗开裂性能,采用复合超叠加技术在配制出抗压强度110MPa以上基体混凝土的基础上,分别配制出了钢纤维增强超高强混凝土、PVA纤维增强高强混凝土,同时对不同体积掺量的两种纤维混凝土进行了立方体抗压、轴向抗压、劈裂抗拉、抗弯性能和弹性模量等力学性能的测试,并对超高强纤维混凝土进行了弯曲韧性的试验研究。结果表明,钢纤维对高强混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度有一定的增强作用,PVA纤维却降低了高强混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度。两种纤维都能明显改善基体混凝土的劈裂抗拉强度、抗弯强度及弯曲韧性。对此种超高强基体混凝土,钢纤维的增强增韧效果明显好于PVA纤维。

国产某PVA纤维对混凝土早期开裂和干燥收缩的影响

目前,聚乙烯醇纤维混凝土(Polyvinyl Alcohol Fiber Concrete)主要使用进口PVA纤维,其高昂的成本限制了其工程应用,使用国产PVA纤维可以有效降低成本。以纤维掺量(0%、0.9%、1.2%、1.6%)及纤维长度(8mm、12mm)为参数,设计制作了6组PVA纤维混凝土平板法早期开裂试件及6组干燥收缩试件,研究了PVA纤维对混凝土早期抗裂性能和抗干燥收缩性能的影响。结果表明:PVA纤维混凝土早期抗裂性能高于普通混凝土,且在掺加纤维长度为8mm,掺量为1.6%时,纤维抗裂性能提升最大;抗干燥收缩性能高于普通混凝土,且存在最佳纤维掺量,使抗干燥收缩性能提升最大。