碳纤维混凝土抗冲击性能研究

参考美国ACI 544规定,利用自制落锤冲击试验装置,研究了碳纤维掺量和碳纤维长度对混凝土抗冲击性能的影响。结果表明:当混凝土中碳纤维含量达到1.4%时,抗冲击性能达到最优,继续增加碳纤维的含量,抗冲击性能反而有所下降;保持碳纤维掺量为1.4%不变,改变碳纤维的长度,得出当碳纤维长度为10 mm时,混凝土抗冲击性能最优;碳纤维在混凝土试块中起到增强、阻裂作用,使素混凝土的抗冲击性能得到了提高。     

碳纤维混凝土抗渗性能研究

分析了影响混凝土抗渗性能的各种因素,为验证碳纤维能提高混凝土的抗渗性能,通过制备碳纤维混凝土抗渗试件,并对试件施加水压力,研究影响抗渗的各种因素及其影响规律,得出了当碳纤维掺量达到0.6%时,混凝土抗渗性能提高最显著,碳纤维长度为10mm时,混凝土抗渗性能最好,当纤维掺量低于0.2%时,水灰比对混凝土的抗渗性能影响较明显,当纤维掺量超过0.2%时,水灰比对混凝土的抗渗性能影响较小。     

纤维混凝土动态压缩力学性能的SHPB试验研究

采用Φ100 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,研究了四个不同纤维体积掺量的碳纤维混凝土(CFRC)、玄武岩纤维混凝土(BFRC)在多个应变率条件下的动态压缩力学性能,并对两种纤维混凝土的冲击力学性能进行了对比分析.结果表明,CFRC和BFRC的强度随应变率的增加而近似呈线性增长,强度增强因子随应变率的增加呈对数增长,表现出明显的应变率相关性;纤维体积掺量0.1%的玄武岩纤维混凝土的强度最高,纤维体积掺量0.3%碳纤维混凝土的韧度最好;相同应变率范围内,碳纤维混凝土的韧度优于玄武岩纤维混凝土.     

刚性纤维增强透水混凝土配合比的试验研究

为改善透水混凝土的抗压强度和透水性能,将刚性聚合纤维和聚合物乳液掺入透水混凝土材料,采用正交试验分析了包括骨料粒径、水灰比、纤维掺量、乳液掺量4个因素的配合比对透水混凝土抗压强度和透水系数的影响.结果表明:水灰比和骨料粒径是影响透水混凝土抗压强度的主要因素,刚性聚合纤维可以在不降低透水混凝土抗压强度的基础上提高其透水性能,聚合物乳液对透水混凝土性能的提高作用不明显.推荐刚性纤维改性透水混凝土的配合比为水灰比0.3,骨料粒径10~15 mm,纤维掺量0.2%,聚合物乳液掺量20%.     

超高分子量聚乙烯纤维混凝土静态力学性能研究 “研究生论坛”稿件

纤维混凝土较普通混凝土具有更加优异的阻裂、增强和增韧效果,能更好地满足现代混凝土工程设施的要求。本文以高强、高弹模、低密度的捻制超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维作为增强体,试验研究了一种新型纤维混凝土的准静态力学性能。通过改进制备流程,研制了C70等级的四种纤维体积掺量纤维混凝土,通过劈裂抗拉、立方体抗压和棱柱体轴心压缩试验,研究了纤维掺量对混凝土强度和变形性能的影响。最后,试验结果与未处理UHMWPE纤维混凝土及聚丙烯纤维混凝土进行了对比。结果表明：改进的制备工艺提高了纤维在混凝土中的分散均匀性,改善了混凝土的和易性;纤维使混凝土试件破坏时保持了良好的整体性,避免了大量碎块的脱落;UHMWPE纤维显著提高了混凝土劈裂抗拉强度,当纤维掺量为0.3%~1.0%时,强度提高率为47.2%~78.6%;纤维对混凝土单轴抗压强度作用不明显,但极大改善了残余抗压强度;压缩峰值应变及泊松比随纤维掺量增加而增大,弹性模量则相反,压缩韧性指数ηc15.5为素混凝土的1.40倍~2.53倍;捻制UHMWPE纤维较其他两种纤维更加显著的改善了混凝土的劈裂抗拉强度,并对单轴抗压强度有一定的增强效果。     

钢筋聚丙烯纤维混凝土深梁受弯承载力试验研究

为研究聚丙烯纤维对高性能混凝土深梁受弯性能的影响,采用三分点加载方式对不同聚丙烯纤维掺量(掺量分别为0、0.055%、0.11%、0.165%)的混凝土深梁的受弯性能进行对比试验研究,分析聚丙烯纤维对深梁工作性能和破坏形态、混凝土应变、深梁挠度及纵筋应变的影响。研究结果表明:聚丙烯纤维体积掺量为0.11%时可使试件裂后变形能力得到很大改善,其混凝土弯拉应变超过2000με,屈服荷载提高30%～50%,受弯过程具备明显的纤维强化阶段,聚丙烯纤维的强化作用在纵筋屈服后充分发挥,极限受弯承载力提高58%。当聚丙烯纤维掺量为0.055%或0.165%时,对高性能混凝土深梁的受弯性能影响不明显。本文提出了钢筋聚丙烯纤维混凝土深梁的正截面受弯承载力计算公式,计算值与试验值吻合较好。     

超高分子量聚乙烯纤维混凝土静态力学性能研究

纤维混凝土较普通混凝土具有更加优异的阻裂、增强和增韧效果,能更好地满足现代混凝土工程设施的要求。作者以高强、高弹模、低密度的捻制超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维作为增强体,试验研究一种新型纤维混凝土的准静态力学性能。通过改进制备流程,研制C70等级的4种纤维体积掺量纤维混凝土,通过劈裂抗拉、立方体抗压和棱柱体轴心压缩试验,研究纤维掺量对混凝土强度和变形性能的影响。最后,试验结果与未处理UHMWPE纤维混凝土及聚丙烯纤维混凝土进行对比。结果表明:改进的制备工艺提高了纤维在混凝土中的分散均匀性,改善了混凝土的和易性;纤维使混凝土试件破坏时保持了良好的整体性,避免了大量碎块的脱落;UHMWPE纤维显著提高了混凝土劈裂抗拉强度,当纤维掺量为0.3%~1.0%时,强度提高率为47.2%~78.6%;纤维对混凝土单轴抗压强度作用不明显,但极大改善了残余抗压强度;压缩峰值应变及泊松比随纤维掺量增加而增大,弹性模量则相反,压缩韧性指数ηc15.5为素混凝土的1.40倍~2.53倍;捻制UHMWPE纤维较其他两种纤维更加显著地改善了混凝土的劈裂抗拉强度,并对单轴抗压强度有一定的增强效果。     

纳米碳纤维增强混凝土的介电特性

为研究纳米碳纤维增强混凝土的介电特性,发现纳米碳纤维增强混凝土对电磁波的反射与损耗规律,采用波导法测试纤维掺量为0、0.1％、0.2％、0.3％、0.5％的纳米碳纤维增强混凝土在1.7～2.6 GHz频率范围内的介电常数.分别从相对复介电常数实部、相对复介电常数虚部、损耗角正切等方面分析了纤维掺量、频率对纳米碳纤维增强...     

聚酯纤维-聚合物乳液复合改性混凝土韧性研究

研究了聚酯纤维(用量0～1.904kg/m3)、丁苯乳液(用量70～100kg/m3)在单掺、复掺情况下对水泥混凝土力学强度、弯曲韧性及抗冲击性能的影响。结果表明,单掺聚酯纤维或丁苯乳液均能改善其折压比、弯曲韧性及抗冲击性能,且随着掺量的增加呈现上升趋势;纤维-聚合物复掺时,其性能会得到进一步改善,且改性效果明显好于两者的单掺效果;纤维-聚合物复合改性混凝土的经济性明显好于聚合物改性混凝土;此外,探讨了纤维和聚合物对混凝土的复合改性机理。     

纤维增强混凝土材料抗冲击荷载试验研究

普通混凝土易开裂,韧性较差。文中主要通过混凝土抗冲击试验,研究了在普通混凝土中掺入不同长度的合成聚丙烯纤维及聚丙烯腈纤维,以改善混凝土的脆性性能,提高混凝土的韧性。试验中在混凝土中分别掺入长度为20mm合成聚丙烯纤维、40mm合成聚丙烯纤维及单丝聚丙烯腈纤维,每种纤维掺量分别为1kg/m~3,3kg/m~3,6kg/m~3,9kg/m~3,通过改变纤维掺量研究不同掺量下合成纤维对混凝土抗冲击荷载的影响规律。实验研究结果表明:纤维混凝土的抗冲击性能随纤维掺量提高显著提升,纤维含量为9kg/m~3的40mm聚丙烯纤维混凝土试件其抗冲击韧性最好,相较于普通混凝土的抗冲击韧性提高了306.67%。     

纤维掺量对聚丙烯粗纤维陶粒混凝土力学性能的影响

在2种轻混凝土基体（LC25,LC30）和3种纤维体积掺量（0.5％,1.0％,1.5％）基础上,对聚丙烯粗纤维陶粒混凝土力学性能进行了试验研究.结果表明：陶粒混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度随着纤维掺量的增大,都表现出先增加后降低的特性,并且都在纤维掺量为1％时获得最大强度;而抗冲击性能则随纤维掺量增大不断提高.在实际应用时,聚丙烯粗纤维掺量不宜超过1.0％.     

玄武岩纤维改性HSCC柱偏心受压试验研究

为研究玄武岩纤维的加入对高强自密实混凝土长柱受力性能的改善作用,以玄武岩纤维体积掺量0.1%和0.2%、长度15 mm和30 mm为参数,设计制作了10个长细比为6的高强自密实混凝土长柱,进行偏心受压试验。结果表明：玄武岩纤维的加入,可明显改善高强自密实混凝土柱偏心受压的受力性能、延性;大、小偏心受压构件开裂荷载分别提升20.7%、11.8%,极限承载力最大增幅为18.2%、16.7%;大、小偏心构件受压过程中,玄武岩纤维的加入使应力峰值对应的混凝土应变受到较为显著的影响,当达到大极限承载力时,最大的拉、压应变下降25.0%、15.0%;由于玄武岩纤维的作用,大偏心受压试件达到极限承载力时,跨中最大挠度提升7.6%,提高了构件变形能力,但纤维长度、体积掺量改变引起的挠度效应不大。     

模拟地下水压力作用下混凝土硫酸盐腐蚀行为研究

针对地下混凝土结构的耐久性问题,利用室内模拟试验技术,研究不同地下水静水压力(0、0.1和0.2 MPa)和粉煤灰掺量(10%、25%和40%)对混凝土受硫酸盐腐蚀的影响,测定了混凝土腐蚀60 d后的腐蚀深度和力学性能指标(抗压强度和动弹性模量)。试验结果表明,混凝土的硫酸盐腐蚀深度随粉煤灰掺量的增加而线性降低;随地下水压力的增加近似呈线性增加。混凝土的抗压强度和动弹性模量随粉煤灰掺量的增加而降低,随地下水压力的增加而略有提高。此外,对混凝土抗压强度和超声波速的相关性进行分析,结果表明粉煤灰和水压力对抗压强度与超声波速关系的影响不明显;通过回归分析建立了硫酸盐腐蚀后混凝土抗压强度和超声波速的指数关系模型。     

IHFRP约束混凝土圆柱轴压性能

为了研究层内混杂纤维布(IHFRP)对混凝土圆柱体的加固效果,通过24个混凝土圆柱体的轴心抗压性能试验,分析了各种IHFRP约束混凝土柱的破坏形式、承载力、变形性能和应力-应变全曲线.试验结果表明:IHFRP可显著改善柱的承载力及变形性能; 对于相同层数纤维布约束试件,随着IHFRP中碳纤维含量的增加,承载力增长显著; 相对于单一碳纤维布(CFRP)约束试件的峰值竖向应变,3种IHFRP约束试件峰值竖向应变提高了60%~100%; 将IHFRP应力-应变模型与试验曲线进行对比,拟合效果良好.试验结果为桥梁墩柱和框架柱等构件的加固设计提供了参考.     

聚丙烯纤维增强混凝土拉压比试验

针对聚丙烯纤维对混凝土强度和拉压比影响的问题,采用标准试验方法,对不同纤维掺量和不同纤维长度的混凝土进行立方体抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验.结果表明,聚丙烯纤维混凝土立方体抗压强度和劈裂抗拉强度的预测模型与试验结果吻合程度较高;聚丙烯纤维混凝土拉压比在纤维掺量为0~0.1%之间递增,在纤维掺量为0.1%~0.25%之间递减;6 mm聚丙烯纤维混凝土拉压比与基准混凝土拉压比相比略有下降,12 mm聚丙烯纤维混凝土拉压比比基准混凝土提高了5.5%,聚丙烯纤维可以显著改善混凝土脆性破坏形态,提高混凝土韧性.     

添加不同纤维的高性能混凝土力学性能试验

通过试验研究了弹性模量具有明显差异的3种纤维对于混凝土的力学性能改善所起的作用,以及钢纤维、碳纤维和聚丙烯纤维单掺或复掺对于混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量的影响。结果表明：添加0．5％高弹性模量的钢纤维对于混凝土的强度和弹性模量均有提高作用,复掺0．3％钢纤维和0．2％碳纤维的混凝土抗拉强度的提高大于抗压强度;添加0．5％钢纤维的混凝土HPC-2的弹性模量最大,比基准混凝土提高6．5％;添加0．2％聚丙烯纤维的混凝土HPC-3的弹性模量最小,且小于基准混凝土;此外,混凝土抗压强度的影响程度与纤维的弹性模量的关系更为直接,混凝土劈裂抗拉强度的改善与纤维的抗拉强度的关系更为直接,纤维的弹性模量与基体弹性模量的比值,对复合材料的弹性模量有直接的影响。     

有机纤维对“客运专线”用C40高性能混凝土性能的影响

目的为增强混凝土早期抗塑性开裂性能及耐久性,研究了有机纤维种类、长度及掺量对混凝土工作性能、力学性能及抗碳化性能的影响．方法采用坍落度试验、抗压与抗折强度试验、混凝土碳化试验及平板约束法测试进行研究．结果聚丙烯腈（PAN）纤维对混凝土工作性能影响最大,坍落度降幅达86％;掺入19mm聚丙烯（PP）单丝纤维,坍落度下降25％;加入0．15％PP纤维,坍落度降幅达28．7％,含气量增加25．9％;掺入聚乙烯醇（PVA）纤维后,混凝土7d、28d抗压强度降幅最大,分别达30．4％、23．5％;12mmPP单丝纤维体积掺量为0．15％时混凝土的抗裂效果明显好于0．05％掺量,而碳化深度较基准低30％．结论混凝土中掺入有机纤维后,早期抗塑性开裂性能明显增强;混凝土的抗裂效果随纤维长度和掺量增加,效果越来越明显;有机纤维的加入明显提高混凝土的抗碳化力,力学性能有所降低,但降幅不大．     

季冻区聚丙烯纤维网混凝土的低温抗裂性能

针对普通混凝土易开裂、耐久性不良等问题,通过室内试验探讨聚丙烯纤维网混凝土的低温抗裂性能.利用weibull分布,研究在常温、冰冻及冻融循环状态下纤维掺量对水泥混凝土断裂能和疲劳寿命的影响.结果表明,聚丙烯纤维网具有提高混凝土耐久性的作用,冻融后抗压强度提高13.9%;早龄期抗裂性随着聚丙烯纤维掺量的增加而提高,在掺量为0.9 kg/m3时经济性最佳.     

大掺量粉煤灰超高性能钢纤维混凝土的静动态力学行为

研究了4种不同钢纤维掺量(体积掺量分别为0%,1.0%,1.5%,2.0%)的大掺量粉煤灰超高性能混凝土的单轴压缩强度、弹性模量、单轴抗拉强度、弯曲韧性、断裂韧性、断裂能等静态力学行为,以及高速冲击、压缩作用下的应力波传播规律、应力–应变曲线和破坏特征等动态力学行为.结果表明:掺加钢纤维的大掺量粉煤灰超高性能混凝土的轴心抗压强度、弹性模量和抗拉强度略有增大,韧性指数、残余强度、断裂韧度和断裂能成倍提高;未能增加冲击、压缩作用下的应变率效应程度,但却增大动态应力–应变曲线下的面积,提高试件破坏的应变率阈值,使混凝土存在裂而不散的破坏现象.     

微硅粉和聚丙烯纤维对混凝土抗裂性研究

为使混凝土具有良好的耐久性,必须先解决混凝土的抗裂性.因此,在混凝土原材料中加入聚丙烯纤维、微硅粉、矿渣来优化混凝土的抗裂性.用试验手段和正交设计来分析不同掺量时聚丙烯纤维、微硅粉以及矿渣对混凝土抗裂性能的影响.试验结果显示:聚丙烯纤维对混凝土的性能影响尤为显著;掺入微硅粉有利于增强混凝土的抗压强度和抗抗劈裂强度;复合...