装配式建筑中林木自然纤维增强混凝土综合性能研究

为分析植物纤维增强改性传统混凝土的可行性,以椰壳纤维等自然纤维为例制备了若干种林木自然纤维增强混凝土,对几种混凝土的综合性能包括力学性能、耐久性、热物理性能等进行了试验分析。结果表明:与剑麻、黄麻、木槿等纤维相比,椰壳纤维对装配式建筑常用混凝土的增强改性效果最为突出,其混凝土试样抗冲击性能超过250NM;经过10%NaOH溶液28d浸泡以后,椰壳纤维增强改性混凝土在冻融条件下的质量损失率最低;椰壳纤维增强改性混凝土的综合保温效果更优。

黄麻纤维混凝土单轴拉伸理论曲线的建立及验证

建立黄麻纤维混凝土单轴拉伸应力-位移理论曲线可为实际工程设计提供依据并减少试验工作量和成本。基于自行设计的纤维拉拔试验,通过对几组黄麻纤维轴向和斜向拉拔试验曲线的理论假设和数学简化,建立了混凝土中黄麻纤维三维随机分布的细观拉拔模型。结果表明,通过该模型预测的黄麻纤维混凝土单轴拉伸应力-位移理论曲线与试验曲线基本相符,说明该模型是可行的。对其它相似类型的纤维可以采用同样方法从理论上预测该纤维混凝土的单拉曲线。

黄麻纤维增强混凝土的抗压和抗折性能研究

在混凝土中添加黄麻纤维,以增强混凝土的抗压和抗折性能。通过测定纤维增强混凝土的抗压和抗折强度,并与素混凝土进行对比,进而研究黄麻纤维的长度和掺量对混凝土的增强作用。结果表明:黄麻纤维长度为30mm,掺量为0.5～0.6kg/m3时,对混凝土的抗压及抗折强度增强作用最为显著。

黄麻纤维混凝土的动态压缩力学性能研究

用分离式霍普金森压杆(split-Hopkinson pressure bar,SHPB)对5种体积分数(0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)的黄麻纤维混凝土(jute fiber reinforced concrete,JFRC)进行冲击压缩试验,得到其在不同应变率下的动态应力-应变曲线,由此分析了应变率和纤维体积分数对黄麻纤维混凝土动态力学性能的影响。结果表明:黄麻纤维混凝土的抗压强度具有显著的应变率效应,随着应变率的增加,抗压强度显著增加;抗压强度的动态增强因子随应变率和黄麻纤维体积分数的变化而单调变化,应变率越高,相同纤维体积分数混凝土的动态增强因子越高,然而黄麻纤维体积分数越高,同组应变率下混凝土的动态增强因子越低;黄麻纤维混凝土的韧度指数明显高于素混凝土,表明黄麻纤维的加入大大改善了混凝土的冲击吸能特性。但韧度指数并非随着应变率和纤维体积分数单调变化,而是呈现出先上升后下降的趋势。由此给出了韧度指数与应变率和纤维体积分数之间的经验关系式,并计算出了高应变率下利于冲击吸能的最优纤维体积分数。