钢纤维磷酸镁水泥混凝土梁受弯性能研究

磷酸镁水泥混凝土可应用于桥梁抢建工程中的受弯构件,为研究钢纤维磷酸镁水泥混凝土梁的受弯性能,对5片不同钢纤维掺量(0%、0.5%、1.0%、1.5%和2.0%)的磷酸镁水泥混凝土梁进行了四点弯曲加载试验,分析了钢纤维掺量对磷酸镁水泥混凝土梁破坏形态、裂缝分布、受弯承载力以及延性等受弯性能的影响。试验结果表明:试验梁的破坏模式均为典型的弯曲破坏;在同等荷载作用下,掺有钢纤维的试验梁裂缝数量更多,但裂缝宽度更小且分布更加密集,改善了梁体开裂状况;随着钢纤维掺量的增加,试验梁的开裂荷载、屈服荷载和峰值荷载以及延性系数均得到提高,其中延性系数的提高尤为显著。基于ABAQUS有限元分析,与试验结果进行对比,并以钢纤维掺量和纵筋配筋率为参数进行了有限元参数化分析,结果表明:纵筋配筋率增加可以显著提高磷酸镁水泥混凝土梁受弯承载力,但会降低梁的延性,而提高钢纤维掺量则能显著改善梁的延性。最后,通过探究钢纤维在混凝土中的作用机理,提出了钢纤维在载荷方向上贡献的抗拉强度,建立了钢纤维磷酸镁水泥混凝土梁的受弯承载力计算公式,且计算结果与试验结果吻合良好。

钢纤维增强磷酸镁水泥砂浆的性能与应用

研究钢纤维对磷酸镁水泥砂浆流动性、强度、收缩性能及耐磨性能的影响,分析钢纤维增强磷酸镁水泥砂浆的水化及钢纤维作用机理,并探讨该材料在工程应用中应当注意的问题。研究结果表明,掺入钢纤维可显著提高磷酸镁水泥砂浆的强度,降低砂浆的收缩率及提高砂浆的耐磨性能;当钢纤维体积掺量不超过1%时,不会明显降低磷酸镁水泥砂浆的流动性。

聚丙烯纤维掺量对磷酸镁水泥混凝土性能影响

目的研究聚丙烯纤维掺量对磷酸镁水泥混凝土力学性能和耐久性能的影响,得出其在磷酸镁水泥混凝土中的最佳掺量.方法在磷酸镁水泥混凝土中掺入不同掺量的聚丙烯纤维,通过抗折、抗压、耐磨、抗冻等试验,分析其产生的影响.结果当聚丙烯纤维掺量分别为0.9 kg/m^3和1.1 kg/m^3时,磷酸镁水泥混凝土试块的抗折强度比不掺加聚丙烯纤维时分别提高了33.3%和18.5%;当聚丙烯纤维掺量为1.1 kg/m^3时,磷酸镁水泥混凝土的单位面积磨损量比不掺加聚丙烯纤维的混凝土试块降低了25.4%;当磷酸镁水泥混凝土试块中聚丙烯纤维掺量为1.1 kg/m^3时,混凝土的相对动弹性模量损失最小,抗冻性能最好;聚丙烯纤维在磷酸镁水泥混凝土中的最佳掺量为1.1 kg/m^3.结论聚丙烯纤维是一种弹性模量低、强度高、耐磨、耐腐蚀的合成纤维,掺入到磷酸镁水泥混凝土中可以有效地提高混凝土的抗压强度、抗折强度、耐磨和抗冻等性能.

微细钢纤维磷酸镁水泥砂浆的基本力学性能

为发挥磷酸镁水泥快硬早强、高粘结特性和微细钢纤维优异的增强增韧作用,配制了微细钢纤维磷酸镁水泥砂浆,研究了龄期、砂灰比、水灰比、纤维掺量及缓凝剂类型对磷酸镁水泥砂浆抗压、抗折强度及折压比的影响,并探索了微细钢纤维对不同水泥类型砂浆的增强效果。结果发现:微细钢纤维磷酸镁水泥砂浆早强特性显著;磷酸镁水泥水化物与钢纤维粘结性能突出,微细钢纤维对磷酸镁水泥基体的增强增韧效果优于对普通硅酸盐和硫铝酸盐水泥的效果,随纤维掺量增加,抗压和抗折强度显著提高,折压比逐渐增大;相对硼砂缓凝剂,掺量合适的复合缓凝剂可改善磷酸镁水泥基体与钢纤维界面,使钢纤维增韧效果更突出。

钢纤维水泥砂浆加固钢筋混凝土足尺梁抗弯性能

为了使钢纤维水泥砂浆这种新的加固材料能早日在土木工程领域得到应用,对采用此材料加固的梁的抗弯性能进行了试验研究.试验包括1根对比梁和6根用钢纤维水泥砂浆钢筋网加固的试验梁,试验梁采用三面U形加固形式,量测主要项目为试验梁裂缝分布形态,荷载-挠度曲线,钢筋、混凝土及加固砂浆的应变发展规律等.通过改变加固梁的加固配筋率和受力形态,研究了这种加固技术对钢筋混凝土梁的承载力、破坏形态、截面刚度及裂缝分布等的影响.试验结果表明:采用钢纤维水泥砂浆对足尺钢筋混凝土梁进行抗弯加固,能较大幅度地提高钢筋混凝土梁正截面承载力和刚度;钢纤维水泥砂浆中的钢纤维能有效地抑制裂缝的产生,使试件具有良好的抗裂性能.

超高性能磷酸镁水泥混凝土的制备和力学性能研究

深入探讨超高性能镁磷水泥混凝土(UHPMPCC)中钢纤维掺量以及长径比等因素对其物理力学特性的影响,并详细阐述其增强原理和影响规律。试验证明,钢纤维的掺量和长径比在UHPMPCC的力学性能中起着关键作用。具体而言,引入25 mm的钢纤维能够提高其早期抗压强度,而13 mm的钢纤维则显著提升了其长期力学性能。具体而言,在13 mm钢纤维掺量为2.5%时,6 h抗压强度可超过60 MPa,抗折强度>25 MPa,并且经过28 d养护后,抗压强度可以达到120 MPa,抗折强度可以达到38 MPa。钢纤维的增强机制主要体现在其对UHPMPCC基体和钢纤维之间界面粘结的增强作用上。研究发现,UHPMPCC的MPC浆体呈酸性,可引起刻蚀,并在其内部形成鸟粪石等杂质。这些物质的存在可有效地改善UHPMPCC基体与钢纤维的界面粘结,从而改善其抗弯强度。

车桥耦合振动对钢纤维与磷酸镁水泥砂浆界面黏结性能的影响

制备了一种超早强型纤维增强磷酸镁水泥(MPC),通过对纤维拔出性能及孔结构的研究,系统地分析了车桥耦合振动的振幅和频率对钢纤维与MPC砂浆之间界面黏结性能及微观结构的影响.结果表明:钢纤维与MPC砂浆的黏结性能随着振幅、频率的增加呈现先增大后减小的趋势;与静置条件下相比,振幅为2、3 mm,频率为3、6 Hz时,钢纤维与MPC砂浆的最大黏结强度和拉拔能提升最大;一定程度振动可以降低MPC砂浆的孔隙率,细化宏观孔,优化钢纤维与MPC砂浆的界面黏结性能.

钢纤维对磷酸镁水泥基修补材料韧性的影响

为了研究钢纤维对磷酸镁水泥基修补材料(MPCMR)韧性的影响规律,对钢纤维MPCMR进行了抗压强度、抗折强度、抗冲击试验和弯拉试验,采用折压比、抗冲击韧性和弯曲韧性对MPCMR的韧性进行了分析,并与普通硅酸盐水泥基修补材料(PORM)和硫铝酸盐水泥基修补材料(SACRM)进行了对比。结果表明:当钢纤维的体积掺量为1.2%时,MPCRM折压比达到最大值(为0.22);钢纤维的体积掺量在1.2%~1.6%时,钢纤维MPCRM的抗冲击韧性最佳,荷载-挠度曲线更加饱满,二次强化更明显;当钢纤维的体积掺量为1.6%时,钢纤维MPCRM的相对剩余强度达到了最大值(为88.78%);与PORM-1.2和SACRM-1.2相比分别提高了9.11%和12.35%;钢纤维对MPCRM的韧性提高具有更好的效果。

钢纤维增强磷酸镁水泥复合材料的研究进展

磷酸镁水泥(MPC)由于其早强、耐磨、可塑性好等优越的性能得到了广泛的利用。然而作为化学键合的胶凝材料,MPC脆性较高,掺入钢纤维是提高其延性和韧性的一种非常简单又有效的方法。综合国内外钢纤维增强磷酸镁水泥复合材料的研究现状,从钢纤维的不同种类分析了其对磷酸镁水泥力学性能的影响,还从微观结构界面过渡区的变化来阐述钢纤维的增强增韧机理。钢纤维可以显著改善磷酸镁水泥的抗压强度和高脆性,而相同体积下的微细钢纤维较普通钢纤维具有更多的根数,其与磷酸镁水泥的界面黏结能力就越强,故微细钢纤维对于提高MPC抗压强度和高脆性效果比普通钢纤维更为显著。指出了当前钢纤维增强磷酸镁水泥研究中存在的一些问题,结合实际应用和需求展望了今后的研究及发展的方向。

磷酸镁水泥制备加气混凝土砌块抹面砂浆的试验研究

针对加气混凝土砌块的多孔和吸水慢的性能特点,采用磷酸镁水泥配制备出适用于加气混凝土的抹面砂浆。研究了粉煤灰掺量和漂珠体积掺量对抹面砂浆保水率、抗压强度、黏结强度、导热系数和干缩率的影响。结果表明,掺入漂珠可大幅度降低砂浆的导热系数,但在一定程度降低其力学性能和保水性,当漂珠完全取代石英砂时,所制备的砂浆导热系数为0.28 W/(m·K),14 d黏结强度为0.60 MPa,干缩率仅为0.050 mm/m,用于加气混凝土砌块抹面可解决抹面砂浆存在的开裂、空鼓问题。

超高性能磷酸镁水泥混凝土的制备和力学性能研究

磷酸镁水泥(MPC)凝结硬化速度快,早期强度高,采用MPC作为胶凝材料,有利于在无养护条件下制备出具有高早强特征的超高性能磷酸镁水泥混凝土(UHPMPCC)。研究了钢纤维掺量和长径比等参数对UHPMPCC物理力学性能的影响,分析了UHPMPCC中钢纤维的增强机制和影响规律。结果表明25 mm钢纤维有利于提高早期抗压强度,而13 mm钢纤维更有利于提高长期力学性能;13 mm钢纤维的掺量2.5%(体积分数)时,无养护的UHPMPCC6h抗压强度和抗折强度超过60和25 MPa,28 d抗压强度和抗折强度超过120和38 MPa。MPC浆体早期呈酸性,使钢纤维表面产生刻蚀,鸟粪石嵌入钢纤维中,增强MPC基体和钢纤维的界面粘结,有助于提高UHPMPCC的抗弯强度。

腐蚀环境中磷酸镁水泥基TRC约束钢筋混凝土柱黏结性能试验研究

对氯盐等腐蚀环境中磷酸镁水泥基TRC材料约束钢筋混凝土柱的黏结性能进行了研究,考虑锈蚀率、腐蚀环境等因素的影响。通过试验测试了不同条件下钢筋与混凝土柱的黏结性能,分析了腐蚀环境中黏结性能的变化机理,并对其加固效果进行了评价。结果表明:与未加固构件相比,腐蚀率0、2.5%、5%的加固试件黏结强度分别增加了79%、92%、176%;加固后继续腐蚀的试件在腐蚀程度较轻时黏结强度要高于未继续腐蚀的试件,对应于腐蚀率0、2.5%、5%,提高幅度分别为21.9%、8.4%、6.9%。

磷酸镁水泥基帆布力学与微观性能研究

基于磷酸镁水泥(MPC)快硬早强和高粘结特性,研发了应急防护型MPC帆布。研究了不同镁磷物质的量比(M/P=3~8)和水灰比(W/C=0.15~0.5)对MPC帆布抗压和抗弯强度的影响规律,并结合XRD、SEM和X-CT分析MPC在帆布中的水化反应形貌、产物和孔结构变化规律,提出MPC帆布优化设计方法。实验结果表明:M/P显著影响MPC帆布的力学性能,M/P为6时,MPC帆布在28 d龄期的抗压和抗弯强度分别达到最佳值26.65 MPa和6.20 MPa。W/C决定MPC在帆布中的水化程度,低或过高的W/C均无法保证MPC在帆布中的整体性,MPC帆布的最佳W/C为0.35,在该条件下,MPC帆布在28 d龄期的抗压和抗弯强度分别达到最高值26.90 MPa和6.30 MPa,MPC水化产物(K-鸟粪石)最多且MPC与帆布纤维界面粘结密实,孔隙率最小(7.63%),MPC帆布整体性达到最佳。

低温磷酸镁水泥混凝土的力学性能

基于响应曲面法设计试验,研究不同环境温度(0、-20℃)下水胶比(W/C)、集胶比(G/C)、氧化镁与磷酸盐质量比(M/P)对磷酸镁水泥(MPC)混凝土抗压强度和抗折强度的影响。使用Design-Expert软件对数据进行分析处理,得到的回归模型反映了3个因素对低温环境下MPC混凝土力学性能的影响规律。3个因素对低温环境下混凝土强度的影响程度为:W/C>M/P>G/C,MPC混凝土抗压强度和抗折强度随W/C的增大而降低。-20℃环境下MPC混凝土抗压强度和抗折强度随G/C的增大而降低,随M/P的增大而增大;0℃环境下抗压强度随G/C的增大而增大,随M/P的增大而降低;抗折强度随G/C的增大而降低,随M/P的增大而降低。-20℃环境温度下MPC混凝土7 d抗压强度和抗折强度在W/C为0.14、M/P为5.0、G/C为2.0时达到最大值。0℃环境温度下MPC混凝土7 d抗压强度在W/C为0.14、M/P为3.0、G/C为3.0时达到最大值;7 d抗折强度在W/C为0.14、M/P为3.0、G/C为2.0时达到最大值。模型预测强度值与试验实际强度值之间偏差不超过10%,模型显著性良好。

钢丝网钢纤维砂浆加固钢筋混凝土梁试验研究

钢丝网钢纤维砂浆加固钢筋混凝土梁在提高构件的承载力、刚度和耐久性方面有明显的效果,且加固成本低,具有良好的工程应用前景.通过一根对比梁和两根加固梁进行了一次受力的四点弯曲试验,试验量测了梁的挠度和钢筋的应变.试验结果表明,钢丝网钢纤维砂浆加固方法能显著提高普通钢筋混凝土梁的开裂荷载,极限荷载的提高则不明显;此外,该方法能有效的抑制裂缝的开展,延缓裂缝形成的时间,提高梁的刚度.

负温下磷酸镁水泥混凝土的力学性能与抗冻性能

研究了磷酸镁水泥(MPC)混凝土在20℃、-10℃、-15℃、-20℃养护环境下的力学性能和抗冻性能,为MPC混凝土应用于寒区旱区的抢修工程提供科学依据。MPC混凝土力学性能按照国标GB/T 50081-2002进行试验,抗冻性能按照GB/T 50082-2009进行试验。结果表明:20℃养护条件下,MPC混凝土的28 d抗压强度达到65. 3 MPa,抗折强度达到6. 8 MPa;-10℃养护条件下,28 d抗压强度达到59. 7 MPa,抗折强度达到7. 2 MPa; 300次快速冻融循环后,-10℃养护条件下MPC混凝土质量损失率为3. 5%,相对动弹性模量为83. 5%,抗冻性能优于20℃养护条件下的MPC混凝土。-10℃养护条件下M PC混凝土力学性能和抗冻性能优异,可用于寒区旱区的抢修工程。

纤维增强磷酸镁水泥基复合材料在结构修补加固领域应用的展望

本文介绍了纤维增强无机胶凝材料用于钢筋混凝土结构修补加固的研究现状,并在详细介绍磷酸镁水泥及以其为基体的纤维增强复合材料的特点的基础上,推定混杂纤维增强磷酸镁水泥复合材料在钢筋混凝土结构加固领域将会有较好的研究与应用前景。

加气混凝土废渣对磷酸镁水泥性能的影响

以加气混凝土废渣作为磷酸镁水泥的掺合料,研究了加气混凝土废渣粒径及掺量对磷酸镁水泥凝结时间和抗压强度的影响。结果表明:废渣粒径越小,磷酸镁水泥的抗压强度越高;加气混凝土废渣需水量较大,当水灰比为0.25时,在中低掺量(0~30%)的情况下,磷酸镁水泥4 h抗压强度随加气混凝土废渣掺量的增加呈先降低后提高的趋势,但废渣掺量对后期强度及凝结时间没有显著影响;当水灰比为0.39时,在中高掺量(20%~50%)的情况下,随着废渣掺量的增加,磷酸镁水泥的凝结时间逐渐缩短,抗压强度呈先显著提高再稍微降低的趋势。

磷酸镁水泥在生态透水混凝土中应用研究

采用磷酸镁水泥作为胶凝材料,与不同级配的骨料复合制备生态透水混凝土,分别探讨了胶凝材料体积掺量和骨料粒径对透水混凝土不同龄期抗压强度、抗折强度、孔隙率和透水系数的影响,并基于大粒径的透水混凝土进行了植草试验。研究结果表明:磷酸镁水泥具有较高的粘结强度,透水混凝土受压破坏大部分是由于骨料之间的点接触产生的局部应力导致骨料破坏。磷酸镁水泥制备的透水混凝土28 d抗压强度为25.8 MPa,抗折强度为5.6 MPa,透水系数为8.83 cm/s,同时具有良好的植生特性。

新型高性能磷酸镁水泥泡沫混凝土的制备与研究

以磷酸镁水泥为胶凝材料、碳酸氢盐为发泡剂,制备了一种新型高性能磷酸镁水泥泡沫混凝土,并对泡沫混凝土的性能进行了研究分析。结果表明,研制的泡沫混凝土具有早强、高强的特性,与传统的泡沫混凝土相比具有更低的导热系数。