Damage Processes of Polypropylene Fiber Reinforced Mortar in Different Fiber Content Revealed by Acoustic Emission Behavior

The performances of the cement-based materials can be improved by the incorporation of polypropylene fiber, but the damage processes become more complex with different fiber contents at the same time. The acoustic emission（AE） technology can achieve the global monitoring of internal damage in materials. The evolution process of failure mode and damage degree of polypropylene fiber reinforced mortar and concrete were analyzed by measuring the AE energy, RA value, AF value and b value. It was found that the cement matrix cracked on the initial stage, the cracks further developed on the medium stage and the fibers were pulled out on the last stage. The matrix cracked with minor injury cracks, but the fiber broke with serious damage cracks. The cumulative AE energy was proportional to the polypropylene fiber reinforced concrete and mortar＇s ductility. The damage mode and damage degree can be judged by identifying the damage stage obtained by the analysis of the AF value.

聚丙烯纤维加筋黄土边坡防护原位测试及改进策略

为了给加筋黄土边坡防护技术的大面积推广提供理论依据和参考,对聚丙烯纤维加筋黄土防护边坡的土壤含水率及边坡形态进行了持续6个月的原位测试,结果表明:聚丙烯纤维加筋黄土具有良好的边坡防护效果,加筋黄土防护边坡土壤含水率总体趋于稳定,不同土层土壤含水率平均变异系数比原状边坡降低10.89%,这得益于加筋黄土防护层形态总体维持完整,能够长期抵抗降雨、干湿循环、冻融循环等不利外部环境的持续影响;然而,聚丙烯纤维加筋黄土防护边坡上植被生长缓慢,且防护层与原状土体易分异脱离。提出了对加筋黄土进行保水改良、采用快速植生的多功能层设计和可操作性强的材料物理防脱技术等加筋黄土防护边坡的改进策略。

聚丙烯纤维与水泥砂浆粘结性能试验

提出了利用聚丙烯纤维拔出试验,分别测定水灰质量比、纤维埋入长度、纤维埋入角度和水泥砂浆龄期不同的情况下纤维拔出力-拔出位移曲线,利用扫描电镜对纤维砂浆试件断面形貌进行了分析,研究了纤维与水泥砂浆的粘结性能.研究结果表明:聚丙烯纤维-水泥砂浆具有较好的粘结性,聚丙烯纤维粘结破坏形式为拔出破坏,因此聚丙烯纤维具有较好的耗能阻裂作用;水灰质量比、纤维埋入长度、纤维埋入角度、水泥砂浆龄期直接影响着聚丙烯纤维-水泥砂浆的粘结强度,其中水灰质量比因素影响最大;当水灰质量比小于0.5时,聚丙烯纤维-水泥砂浆粘结强度和粘结功都随着水灰质量比的减小而增大,随着纤维埋入长度和纤维埋入角度的增大而增大.

聚丙烯纤维对水泥砂浆干缩开裂的影响

通过圆环法的对比试验,研究了不同体积分数下聚丙烯纤维对水泥砂浆干缩开裂形态的影响,结果表明:聚丙烯纤维体积分数越高,水泥砂浆出现初始裂缝的时间越晚;各种体积分数下聚丙烯纤维水泥砂浆的裂缝形态均为多发型细微裂缝.分析了不同体积分数聚丙烯纤维对水泥砂浆干缩开裂性能的作用机理,以及多缝出现的原因.

聚丙烯纤维红黏土渗透性与剪切特性试验研究

通过三轴压缩试验研究了聚丙烯纤维红黏土的渗透性与力学特性.击实与渗透试验结果表明,纤维含量变化时,纤维红黏土的最大干密度变化较小,而最优含水率变化较大.在0.25%～0.80%含量下,纤维红黏土可保持较低渗透性.三轴固结不排水试验结果表明,纤维红黏土的抗剪强度随着轴向应变增加而增大,具有典型的加工硬化特征,且随纤维含量与长度增加而增加,同时围压显著影响纤维红黏土的剪切特性.当纤维含量较小时,破坏模式为鼓胀型;当纤维含量较大时,尽管试样轴向应变较大,但未发生破坏.

熟料粒子和纤维复掺对砂浆收缩性能的影响

针对目前因水泥细度过细而导致水泥基材料容易出现干缩裂缝问题,采用聚丙烯纤维与水泥熟料粒子复掺,并通过L9（34）正交试验研究熟料粒子水泥对聚丙烯纤维砂浆收缩性能的影响。结果表明,复掺熟料粒子和聚丙烯纤维的砂浆收缩率εt与收缩龄期t之间符合εt=α1·exp（-t/α2）＋β0的指数函数关系,且在显著性水平α=0.01下其相关性显著;纤维掺量对砂浆收缩影响最大,熟料粒子掺量次之,粒子粗细第三,纤维长度最小;熟料粒子粒径介于0.315~2.5mm之间且其掺量为20%,纤维掺量为0.3%,纤维长度为12mm时,砂浆的收缩最小,体积稳定性最优。

聚丙烯纤维改善建筑抹灰砂浆性能的试验研究

通过试验表明,砂浆中掺入聚丙烯纤维后,其强度基本不受影响,但其冲击韧性、阻裂效果及抗渗性能大为改善。现场抹灰试验证明,聚丙烯纤维抹灰砂浆质量可靠,效果明显,且施工简易。文中还提出了经济有效的聚丙烯纤维掺量。

聚丙烯纤维加筋水泥砂浆土三轴压缩试验研究

为了研究纤维对水泥砂浆土的加筋效果,开展了聚丙烯纤维水泥砂浆土三轴压缩试验,研究纤维掺量、水泥掺量、掺砂量、养护龄期等因素对纤维水泥砂浆土的应力应变曲线、破坏偏应力、抗剪强度参数的影响。研究结果表明:纤维水泥砂浆土的应力应变曲线为应变硬化型,聚丙烯纤维能有效提升水泥砂浆土的韧性。纤维水泥砂浆土的破坏偏应力随纤维掺量的增大而增大。纤维水泥砂浆土的黏聚力随纤维掺量的增大而增大,未掺纤维的水泥砂浆土的黏聚力为0.06 MPa,4%掺量的纤维水泥砂浆土的黏聚力为0.24MPa,黏聚力增大了3倍,而纤维掺量对内摩擦角的影响不明显。纤维水泥砂浆土的黏聚力受掺砂量的影响不明显,而内摩擦角随掺砂量先增大后减小,最优掺砂量为0.3。本文成果对纤维水泥砂浆桩的设计和施工具有参考和借鉴意义。

聚丙烯纤维改善建筑抹灰砂浆性能的试验研究

通过试验得到,砂浆中掺入聚丙烯纤维后,其强度基本不受影响,但其冲击韧性、阻裂效果及抗渗性能大为改善。现场抹灰试验证明,聚丙烯纤维抹灰砂浆质量可靠,效果明显,且施工简易。通过对试验结果的分析研究,笔者提出了经济有效的聚丙烯纤维掺量。

钢-聚丙烯纤维再生砂浆性能试验研究

通过正交试验研究了粉煤灰掺量、再生细骨料替代率、钢纤维掺量、聚丙烯纤维掺量对再生砂浆的抗压、抗折强度及抗冻性的影响。结果表明,随着钢纤维掺量的增加,抗压、抗折强度明显增大,对砂浆的抗冻性影响不大;聚丙烯纤维对砂浆的强度及抗冻性无显著影响,但可以改变砂浆的脆性;随着再生细骨料替代率的增加,强度及抗冻性均显著增强;随着粉煤灰掺量的增加,砂浆强度及抗冻性明显降低。经过数据拟合,再生砂浆的抗压强度相比抗折强度与抗冻性具有更好的相关性。采用正交分析法得出不掺粉煤灰、再生细骨料替代率为45%,钢纤维掺量为1.5%,聚丙烯纤维掺量为0.1%时,再生砂浆性能最优。在此基础上,通过质量分数为1%、2%、3%、4%的HCl对骨料进行改性处理,结果显示,2%质量分数的HCl改性效果最好。

干湿循环下纤维改良膨胀土裂隙特性研究

为研究纤维对膨胀土裂隙的改良效果,对素膨胀土及加筋土开展干湿循环试验。通过矢量图技术对裂隙照片进行矢量化处理,探究膨胀土的裂隙发育规律及纤维长度(3 mm、6 mm、9 mm)和掺量(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)对裂隙面积率的影响。结果表明,膨胀土裂隙发育分为快速发展阶段、缓慢发展阶段和愈合阶段;当由含水率梯度引起的张拉应力大于土样自身抗拉应力时会出现裂隙,且随着干湿循环次数的增加,裂隙面积率持续增大,当抗拉应力大于张拉应力时裂隙将停止发育;当纤维长度一定时,对膨胀土裂隙改良效果最佳的纤维掺量为0.3%;掺入0.3%长度为3 mm、6 mm和9 mm纤维的膨胀土裂隙面积率比素膨胀土分别降低31.98%、48.12%和62.45%,即纤维掺量一定时,纤维长度越长,土体的裂隙面积率愈小。

聚丙烯纤维对水泥砂浆干缩开裂的影响

通过圆环法的对比试验,研究了不同体积分数下的聚丙烯纤维对水泥砂浆干缩开裂形态的影响,结果表明:聚丙烯纤维体积分数越高,水泥砂浆出现初始裂缝的时间越晚;各种体积分数下聚丙烯纤维水泥砂浆的裂缝形态均为多发型细微裂缝。分析了不同体积分数聚丙烯纤维对水泥砂浆干缩开裂性能的作用机理,以及多条裂缝出现的原因。