不同形态玄武岩纤维增强SMA沥青混合料性能研究

为了研究不同形态玄武岩纤维沥青混合料的路用性能,制备了絮状木质素纤维、絮状玄武岩纤维、短切玄武岩纤维和复掺絮状纤维4种纤维增强SMA沥青混合料;通过高温车辙试验、低温小梁弯曲试验和冻融劈裂试验对比分析了4种纤维SMA沥青混合料的路用性能;采用单轴压缩动态模量试验对比分析了不同试验温度和加载频率下4种纤维SMA沥青混合料的动态模量。试验结果表明:玄武岩纤维SMA沥青混合料路用性能优于木质素纤维SMA沥青混合料,絮状玄武岩纤维对SMA沥青混合料高温稳定性改善效果较好,但不及复掺纤维SMA沥青混合料的高温稳定性;短切玄武岩纤维SMA沥青混合料在低温方面表现较好,复掺纤维SMA沥青混合料的低温抗裂性能最好;SMA沥青混合料的水稳定性基本不受纤维种类和纤维形态的影响;不同纤维SMA沥青混合料动态模量主曲线的高频段、低频段结果分别与低温小梁弯曲试验结果、高温车辙试验结果一致,复掺纤维SMA沥青混合料具有较好的高、低温性能。

玄武岩纤维对高模量改性沥青混合料性能影响

高模量改性沥青混合料常用于沥青路面的预防性养护及非结构性裂缝的修补,为了延长其使用寿命,进一步改善路用性能,在高模量改性沥青混合料中加入短切玄武岩纤维,并通过浸水马歇尔试验、车辙试验、小梁弯曲试验、冻融劈裂试验等来评价短切玄武岩纤维不同掺量下高模量改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明,短切玄武岩纤维的最佳掺量为0.3%,在该掺量下,高模量改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性均有显著提升,其中动稳定度提升了58.1%,-10℃破坏弯拉应变提升了29.4%,残留稳定度提升了6.4%,冻融劈裂强度比提升了10.2%。为了进一步检测在玄武岩纤维最优掺量下高模量改性沥青磨耗层的路用性能,在福建省南平市铺装了试验段,对试验段进行相关检测后发现,纤维对高模量改性沥青磨耗层的水稳定性、平整度、抗滑性能均有着积极作用。

玄武岩短切纤维改性沥青混合料路用性能分析

为改善沥青路面的质量,延长路面的使用寿命,探讨玄武岩短切纤维在增强沥青混合料路用性能方面的适用性,选用AC-13C型级配,通过高温稳定性、水稳定性、低温性能、疲劳性能,对比研究玄武岩短切纤维改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明:玄武岩短切纤维沥青混合料各项路用性能均能满足规格的要求。掺加玄武岩短切纤维可提高沥青混合料的高温性能(动稳定度为1 428次/mm),显著提高低温抗裂性能(弯曲破坏应变为3 478με),疲劳性能提高2倍以上。玄武岩短切纤维可作为改善沥青路面路用性能的改性剂应用于公路建设中。

玄武岩短纤维/硅橡胶/氟橡胶复合材料制备及表征

以氟橡胶(FMK)和硅橡胶(MVQ)为基体,用玄武岩短纤维作增强相制备了玄武岩短纤维/MVQ/FMK复合材料,研究了MVQ/FMK的最佳并用比,玄武岩短纤维的长径比、用量及表面处理,二段硫化条件对复合材料力学性能的影响,用扫描电镜(SEM)和红外光谱(IR)分析表征了玄武岩短纤维和FMK/MVQ的相容性。结果表明,MVQ/FMK(质量比)为10/90时,并用胶的力学性能最好,使用长径比为1 800的玄武岩短纤维7份时,玄武岩短纤维/MVQ/FMK复合材料的力学性能最佳,最佳的二段硫化条件是200℃×6h。SEM和IR分析得出γ-巯丙基三甲基硅烷(KH-590)、双(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物(Si69)在玄武岩短纤维表面发生了明显的化学反应,而且KH590处理的玄武岩短纤维与MVQ/FMK的相容性较好。

玄武岩短纤维/硅橡胶复合材料性能研究

采用玄武岩短纤维补强硅橡胶,研究玄武岩短纤维/硅橡胶复合材料的性能。结果表明:用丙酮脱玄武岩短纤维表面的浆膜,处理时间为50 min时效果最佳;用偶联剂KH-550对玄武岩短纤维表面进行处理,且玄武岩短纤维用量为20份时,玄武岩短纤维/硅橡胶复合材料的综合性能最佳;制备玄武岩短纤维/硅橡胶复合材料的最佳硫化条件为175℃/10 MPa×25 min。

钢管玄武岩纤维混凝土短柱轴心受压承载能力试验研究

钢管混凝土短柱是工程中的常用构件,其核心混凝土的性能对钢管混凝土承载能力有较大影响,为了研究玄武岩纤维混凝土对钢管混凝土受力性能的影响,采用钢管混凝土和钢管玄武岩混凝土短柱轴心受压对比试验,结果发现,在相同条件下,钢管玄武岩纤维混凝土短柱轴心受压承载能力均大于普通钢管混凝土短柱,最大提高率10.1%,承载能力提高率随着钢管混凝土含钢率的提高而降低;相对于钢管混凝土短柱,钢管玄武岩纤维混凝土短柱的弹性阶段较长,延性增加。延性系数随含钢率提高而提高,纤维长度改变对钢管玄武岩纤维混凝土短柱承载力影响较小。

钢筋玄武岩纤维混凝土短柱轴心受压承载能力试验研究

为了研究玄武岩纤维对钢筋混凝土受压构件中增强功能,推进玄武纤维的应用,本文首先对添加0.1%体积掺量的5种长度玄武岩纤维混凝土进行纤维最佳长度研究;得到最佳长度为12 mm玄武岩纤维对混凝土立方体强度增强效果最佳;其次选择12 mm和24 mm的两种玄武岩纤维混凝土最佳掺量进行研究,得到最佳掺量0.15%。在此基础上,本文以体积掺量0.15%,长度为12 mm和24 mm玄武岩纤维混凝土各制作了3根钢筋玄武岩纤维短柱,制作普通钢筋混凝土短柱3根,并对所有试验柱进行了轴心受压极限承载力试验,结果发现,钢筋玄武岩纤维混凝土短柱的轴心受压极限承载能力较普通钢筋混凝土柱最大提高了28%;玄武岩纤维提高了钢筋混凝土短柱的延性。另外,钢筋玄武岩纤维混凝土短柱轴心受压极限承载力试验值大于理论计算值,说明玄武岩纤维不仅提高了混凝土抗压性能,也提高了钢筋和混凝土共同作用效能。

PVC管约束钢筋玄武岩纤维混凝土(BFRC)短柱轴心受压试验研究

为了研究PVC管和短切玄武岩纤维共同作用于钢筋混凝土短柱对短柱承载能力影响,对PVC管约束配有螺旋箍筋的钢筋玄武岩纤维混凝土(PVC-BFRC)短柱,钢筋玄武岩纤维混凝土(BFRC)短柱和钢筋混凝土(RC)短柱轴心受压试验,并对实验结果进行对比分析,结果显示,PVC-BFRC短柱极限承载力相对RC短柱提高了45.7%,相对于BFRC短柱提高了11.6%,PVC-BFRC短柱轴心受压极限承载力峰值出现和PVC管破坏几乎同时发生。峰值时PVC-BFRC短柱竖向位移明显大于其他两种短柱的竖向位移,塑性特征更加明显;研究表明,PVC管和短切玄武岩纤维共同作用下对钢筋混凝土短柱轴心受压承载力具有较好的增强功能,提高了钢筋混凝土短柱的延性特征。

玄武岩短纤维增强硅橡胶复合材料的制备及性能

采用玄武岩短纤维(BF)增强硅橡胶,制备了BF/硅橡胶复合材料,考察了硅烷偶联剂的种类、BF用量以及硫化条件对复合材料力学性能的影响,并用扫描电子显微镜观察了复合材料的微观形貌。结果表明,用KH 550对BF进行表面处理,所得复合材料的力学性能优于以Si 69处理的材料;当BF用量为20份时,BF/硅橡胶复合材料的力学性能最好;制备复合材料的最佳硫化条件为10 MPa×175℃×25 min;用KH 550处理BF,BF与硅橡胶的相容性比用Si 69处理的好。

短切玄武岩纤维增强沥青混合料作用机理研究

为了有效提高玄武岩纤维表面对沥青的吸附力,将玄武岩纤维表面通过硅烷偶联剂处理后,使纤维表面与偶联剂之间形成Si-O-Si键的同时形成一层亲有机薄膜,使其与沥青具有较好的亲和性.并对掺入玄武岩纤维的沥青混合料进行了研究.结果表明,在沥青混合料中掺入一定比例的玄武岩短切纤维,能使混合料的稳定度提高、流值增大.

短切玄武岩纤维沥青混合料路用性能研究

为探讨短切玄武岩矿物纤维在增强沥青混合料路用性能方面的适用性,以聚酯纤维为对比对象,通过马歇尔试验、浸水马歇尔试验、高温车辙试验,评价了短切玄武岩纤维沥青混合料的路用性能,并根据复合材料理论探讨了玄武岩纤维改善沥青混合料路用性能的基本原理。研究发现短切玄武岩纤维的最佳掺量为0.3%。并且其性能优于聚酯纤维;短切玄武岩纤维沥青混合料的高温抗车辙能力和水稳定性能均优于聚酯纤维沥青混合料,可作为提高沥青路面综合性能的添加材料用于道路工程中。

玄武岩织物增强水泥基复合材料拉伸力学性能

利用美特斯(MTS)万能试验机研究了掺入不同体积掺量(0、0.5%、1.0%、1.5%)短切碳纤维、玻璃纤维、钢纤维的2层和3层玄武岩纤维织物增强水泥基复合材料的拉伸力学性能.结果表明:短切碳纤维、玻璃纤维、钢纤维均可明显增加玄武岩纤维织物增强水泥基复合材料的开裂强度,并且存在最优体积掺量;在0~1.5%掺量范围内、2层织物时,开裂强度随着3种短纤维掺量的增加而增加,掺量1.5%时最大;3层织物时,开裂强度随着碳纤维、钢纤维掺量的增加先增加后减小,掺量1.0%时达到最大值,而随着玻璃纤维掺量的增加持续增加,掺量1.5%时最大.短切碳纤维、玻璃纤维不能增加其峰值荷载,而钢纤维则明显提高其峰值荷载,2层织物时最优掺量为1.5%,3层织物时最优掺量为0.5%.

玄武岩纤维布加固钢筋混凝土短梁抗弯性能试验研究

通过3根玄武岩纤维(Basalt fiber reinforced polymer,简称BFRP)布加固钢筋混凝土短梁的抗弯试验,研究了纤维布层数对加固梁抗弯性能的影响。结果表明,加固梁和普通梁均较符合平截面假定;随纤维布层数的增加,试件的开裂、屈服和极限荷载均增加,加固梁的破坏都为纤维布拉断破坏;钢筋屈服后,纤维布加固可以显著提高加固梁的抗弯刚度,表明纤维布在此阶段发挥的作用最大;普通梁的延性最好,随纤维布层数的增加,加固梁的延性逐渐降低。

玄武岩纤维与碳纤维加固短柱抗震试验研究

对5根采用玄武岩纤维布和碳纤维布加固的混凝土短柱和1根对比柱进行了低周反复荷载试验.试验表明,玄武岩纤维布环向包裹加固能显著改变混凝土短柱的破坏形态,提高混凝土短柱的抗剪承载力、延性和耗能能力.相同工况下,玄武岩纤维布加固短柱的抗震性能与碳纤维布加固的短柱相近.玄武岩纤维布因低廉的价格和较好的综合力学性能,在抗震加固领域将有较好的应用前景.

浸胶短切BFRC抗冻融性能试验

针对浸胶短切玄武岩纤维对增强混凝土(BFRC)耐久性的作用,通过试验测试其相对动弹性模量和质量损失的方法,研究冻融循环对材料性能的不利影响,并进行回归分析。试验结果表明:掺入浸胶短切玄武岩纤维以后,改变了原有基材的力学性能。与普通混凝土相比BFRC经过冻融循环后其相对动弹性模量下降缓慢,而且其质量损失明显减缓,这与混凝土的内部结构改变直接相关。对于掺入固定体积率的浸胶短切BFRC的冻融循环次数与相对动弹性模量下降百分比、冻融循环次数与质量损失百分比之间的关系均可以用二次多项式回归公式进行预测,且拟合度很高。

球磨法制备玄武岩短纤维的工艺参数优化

介绍了球磨法制备玄武岩短纤维的过程,对球磨工艺参数进行了正交试验优化,并对纤维断裂机理进行了分析研究。研究结果显示,大球与纤维的直接撞击、磨球与纤维之间的剪切、小球与纤维的撞击与划擦是纤维断裂的主要因素。球磨工艺参数中对纤维短化效率影响的大小的因素依次是:球料比X2,纤维长度X1,大球个数X3,球磨转速X5,小球个数X4。

短切玄武岩纤维与粉煤灰对沙漠砂混凝土抗氯离子性能优化

总砂率为39%的C35混凝土与总砂率为37%的C40混凝土,在沙漠砂替代率分别为20%、30%、40%情况下,分别采用单独掺入短切玄武岩纤维与同时添加短切玄武岩纤维和粉煤灰的两种优化方式对混凝土抗氯离子渗透能力进行优化。结果表明:单独掺入短切玄武岩纤维对沙漠砂替代率为20%、30%、40%的混凝土抗氯离子渗透能力优化很明显,但坍落度有所降低;在沙漠砂替代率为20%、30%、40%的混凝土中同时添加短切玄武岩纤维与粉煤灰时,纤维的优化作用和粉煤灰的优化作用相互叠加,混凝土电通量降低效果更加显著。单独掺短切玄武岩纤维和同时添加短切玄武岩纤维及粉煤灰的沙漠砂替代率为20%、30%、40%的混凝土的抗压强度和抗劈裂强度都满足C35和C40强度要求。

玄武岩纤维加固混凝土短柱试验研究

针对工程中大量存在的结构短柱现象,本文研究了玄武岩纤维布(BFRP)加固矩形短柱的抗震性能。试验结果表明:使用BFRP加固混凝土短柱,试件极限承载力提高效果不明显,但极限位移大幅提高,抗震耗能能力增强,破坏模式由剪切破坏转变为弯剪破坏。同时,试验表明纤维加固量的增加对试件的抗震性能影响甚小。

短切玄武岩纤维在SMA中的应用

根据沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）中集料、沥青、纤维、空隙率与矿料间隙率（VMA）之间的体积关系推导了VMA与沥青油石比之间的关系,并通过室内试验对其进行了验证;通过比较掺量为0.3%木质素纤维沥青玛蹄脂碎石和掺量为0.4%短切玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料室内试验结果,验证了短切玄武岩纤维应用于沥青玛蹄脂碎石混合料的可行性。

短切玄武岩纤维环氧树脂混凝土力学性能试验研究

通过力学性能对比试验,研究了纤维长度不同的条件下短切玄武岩纤维对环氧树脂混凝土试件破坏模式及力学性能的影响。经力学实验表明,短切玄武岩纤维环氧树脂混凝土的破坏呈明显的延性特征,韧性增强。玄武岩纤维可增强环氧树脂混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度及抗折强度,且随着纤维长度的增加,增强幅度逐渐增加。当纤维长度为12 mm时,其抗压强度提高18.19%,劈裂抗拉提高36.10%,抗折强度提高59.00%。