聚丙烯纤维水泥混凝土试验性能探析

本文就聚丙烯纤维水泥混凝土的力学性能展开研究,针对水泥混凝土中掺加聚丙烯纤维的用量不同,分别探讨了混凝土的抗压、抗折、抗冲击强度的变化规律。抗折强度的提升随着纤维逐渐均匀而提升;聚丙烯纤维混凝土抗压强度与养护时长无明显变量关系;掺入聚丙烯纤维能够大幅增强混凝土的抗冲击能力。     

复合纤维对严寒地区混凝土抗冻性能的影响研究

为了研究严寒地区混凝土的抗冻性能,制备了5种不同聚丙烯纤维和钢纤维掺加的混凝土试件,测试了混凝土试件的抗压强度、抗折强度、质量损失率和动弹性模量,分析了不同冻融循环次数影响混凝土力学强度的变化规律.结果表明:复掺聚丙烯纤维和钢纤维能够在单掺一种纤维的基础上再进一步提高混凝土的抗压强度以及抗折强度;复合纤维混凝土的抗压强度、抗折强度、质量以及动弹性模量损失随着冻融循环次数的增大而增大;相同冻融次数下,复掺聚丙烯纤维1.0 kg·m-3和钢纤维40 kg·m-3条件下混凝土的抗冻性能最佳.     

聚丙烯纤维对轻骨料混凝土物理力学性能的影响研究

为研究聚丙烯纤维对轻骨料混凝土力学性能和工作性能的影响,通过掺加体积分数0、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%的聚丙烯纤维开展劈拉强度、坍落度的试验研究。探讨劈拉强度、坍落度在不同纤维掺量下的变化规律,利用细观扫描成像分析劈拉试件破坏机理和流动性的变化原因,并通过能量耗散分析纤维对混凝土各阶段的耗能能力。结果表明：随着纤维掺量的增加,坍落度持续降低;劈拉强度先增大后减小变化,且劈拉强度值均高于对照组,当纤维掺量0.25%时,劈拉强度增长率最大为27.3%;细观分析表明聚丙烯纤维起到了桥接作用,改变了试件的破坏形态,增强了混凝土韧性。能量耗散结果表明纤维提高了轻骨料混凝土的耗能能力,减弱了卸载阶段承载力的衰减程度。     

聚丙烯纤维及橡胶颗粒对透水混凝土性能的影响

以聚丙烯纤维及橡胶颗粒掺量为影响因素,通过测定透水混凝土的28 d抗压强度、抗折强度、孔隙率及透水系数等性能指标,获取聚丙烯纤维及橡胶颗粒掺量与透水混凝土力学性能及透水性能的关系.试验结果表明:粗骨料粒径为4.75~9.5 mm时,掺入橡胶颗粒和聚丙烯纤维皆会使透水混凝土的28 d抗压强度、抗折强度提高,但会使透水系数减小,透水性能下降;与掺加橡胶颗粒相比,掺加聚丙烯纤维可以更加明显地改善透水混凝土力学性能;随着掺入聚丙烯纤维以及橡胶颗粒比例的增加,透水混凝土28 d抗压强度、抗折强度性能指标上升的幅度逐渐减小,透水性能则逐渐下降.     

PE纤维透水混凝土的强度与韧性试验研究

从提高透水性混凝土的强度和韧性出发,分析了不同掺量PE纤维增强透水性水泥混凝土的抗压强度、静弹性模量、抗折强度、弯韧度指数和裂后强度.研究结果表明,不同掺量PE纤维对透水性混凝土有不同的增强效果(RCA0＜ RCA1＜ RCA2＜ RCA3),并能满足透水性混凝土抗压强度20 MPa和抗折强度3 MPa的性能要求;高模量PE纤维对透水性混凝土的静弹性模量和弯韧度指数及裂后强度的贡献较大,PE纤维掺量1.5％时对透水性混凝土的效果最显著.     

纤维增强高性能混凝土的研究与应用

在高性能混凝土中掺加聚丙烯纤维可以大幅度提高混凝土韧性，从而提高了混凝土的耐久性。文章研究了纤维对增强高性能混凝土品质的影响。试验结果表明，掺加体积率为0．9％聚丙烯纤维的C60纤维增强高性能混凝土较基准混凝土在抗折强度、疲劳特性、抗渗、抗冻等方面都有很大的提高。纤维增强高性能混凝土有很广阔的发展前景。     

纤维掺加方式对混凝土抗冻性能的影响

为研究不同纤维掺加方式下混凝土冻融损伤的相关性能,选取钢-聚丙烯纤维混凝土进行快速冻融循环试验.试验结果表明:混凝土抗冻性能随纤维掺加方式不同而有差异,纤维混凝土损伤随冻融循环次数的增加逐渐积累,动弹性模量、抗压强度、抗折强度也不断下降,层布式混杂纤维成型混凝土抗冻损伤劣化性能更优.结合评价指标分析了纤维混凝土的劣化过程,通过SEM分析了其微观结构;对比分析,层布式混杂纤维混凝土的抗冻性较整体式混杂纤维混凝土好.     

切缝深度对聚丙烯纤维自密实轻骨料混凝土弯曲韧性的影响

为了研究预切缝深度对聚丙烯纤维自密实轻骨料混凝土弯曲韧性指标的影响,对25组5种聚丙烯纤维掺量和5种切缝深度的自密实轻骨料混凝土小梁进行弯曲试验,缝深分别为10 mm、20 mm、30 mm、40 mm、50 mm.弯曲韧性试验及评价方法参照我国《纤维混凝土试验方法标准》(CECS 13-2009)中建议的切口梁法.结果表明,随着纤维掺量的增加,弯曲韧性有显著的提高,切缝深度对聚丙烯纤维自密实轻骨料混凝土弯曲韧性指标的影响呈现一定的规律性,缝深每增加截面高度的10％,弯曲韧性指标feq1、feq2相应的增加10％左右.     

超细钢-聚丙烯混杂纤维混凝土力学性能研究

为研究超细钢-聚丙烯纤维对混凝土力学性能的影响,进行了9组超细钢-聚丙烯混杂纤维混凝土试件的立方体抗压强度和劈裂强度试验,分析了超细钢纤维、聚丙烯纤维体积掺量对混凝土力学性能的影响。结果表明:混杂纤维的掺入使混凝土的立方体抗压强度、劈裂强度及拉压比均有提高,混杂纤维混凝土破坏产生明显延性特征;超细钢纤维体积掺量对混凝土力学性能的影响最大,混凝土强度及拉压比随超细钢纤维掺量增加而增大;聚丙烯纤维体积掺量增加对混凝土力学性能的影响并非线性提高,混掺0.1%聚丙烯纤维和1.5%超细钢纤维的混凝土获得最佳力学性能,抗压强度提高19.42%,劈裂抗拉强度提高56.78%,拉压比提高30.16%。     

PVA纤维掺量对钢筋HPFRCC/混凝土复合梁受弯性能的影响

为改善普通钢筋混凝土梁易开裂的缺点,可将受拉区部分混凝土采用同体积的HPFRCC替代形成HPFRCC/混凝土复合梁。基于复合梁的正截面弯曲性能试验,主要研究PVA纤维体积掺量对复合梁受弯性能的影响,研究结果表明,受拉区HPFRCC层的存在,可有效分散裂缝且抑制裂缝的扩展,复合梁的裂缝呈"根系状"分布形态,且随着HPFRCC层内纤维掺量的增加,裂缝变得更加细密;开裂后,PVA纤维的桥接承拉作用使复合梁中受拉钢筋与压区混凝土的应变增长较为迟缓;与普通混凝土梁相比,复合梁的初裂荷载、屈服荷载与极限荷载均有不同程度的提高且开裂荷载的提高幅度最为明显。     

基于正交试验的透水再生混凝土性能优化试验研究

透水混凝土在缓解城市内涝、噪音效应和热岛效应等方面具有广泛的应用前景,但多孔导致的强度偏低限制了其进一步推广应用。本文采用再生粗骨料和聚丙烯纤维配制高性能透水再生混凝土,设计五因素四水平正交试验,采用极差法分析水胶比、目标孔隙率、再生粗骨料取代率、粉煤灰掺量和聚丙烯纤维掺量对透水再生混凝土抗压强度、有效孔隙率、透水系数的影响规律。结果表明:透水再生混凝土抗压强度影响因素的主次顺序为目标孔隙率>再生粗骨料取代率>水胶比>聚丙烯纤维掺量>粉煤灰掺量;透水再生混凝土抗压强度最大为48.26 MPa,此时透水系数为1.96 mm/s;随着目标孔隙率的提高抗压强度呈线性下降的趋势;40%再生粗骨料等质量取代天然粗骨料后,透水再生混凝土的抗压强度达到28.7 MPa,提高119.08%,透水系数增加9.44%;掺入0.11%体积掺量的聚丙烯纤维后透水再生混凝土的抗压强度达到27.4 MPa,提高幅度为10.48%,而且透水性能不会降低。研究结果可以为高性能透水再生混凝土的制备提供依据。     

玄武岩纤维掺量对混凝土力学性能的影响

研究了掺入0．05％～0．35％的玄武岩纤维对混凝土的抗压强度,劈裂抗拉强度以及弯曲性能的影响,并采用扫描电镜对纤维在混凝土中的微观作用机理进行了分析。结果表明,当纤维的掺量在0．3％以内时,混凝土3 d、7 d、28 d的抗压、抗拉强度都有不同程度的提高,当掺量超过0．3％时,混凝土28 d的抗压、抗拉强度开始下降,且掺量越大,强度下降的也越多;弯曲试验结果表明,掺入0．05％～0．25％的玄武岩纤维后,混凝土的抗折强度平均提高7．96％,掺量为0．2％时,抗折强度提高17．0％,且掺入玄武岩纤维后,混凝土的应力-应变曲线有了明显的屈服点,混凝土的极限拉伸值增大,弹性模量降低,刚度减小,延性与柔性增加,混凝土的抗裂性增加,使用寿命延长。     

超高性能轻质混凝土的弯曲性能研究

本文主要以漂珠作为轻集料,制备出密度在1700-1950kg/m~3的超高性能轻质混凝土(Ultra High Performance Light-weight Concrete,简称UHPLC),对其进行四点弯曲试验,并根据ASTM C1609标准研究其弯曲性能。研究表明:密度范围在1700~1950kg/m~3的UHPLC,其抗压强度在78.8~114.2MPa;2%体积率钢纤维掺量的UHPLC在开裂后有明显的挠度硬化行为,表现出优异的抗弯性能;根据ASTM C1609测试指标,随着密度的增加,UHPLC的初裂强度、0.5mm挠度下的残余强度、2mm挠度下的残余强度、峰值强度、弯曲韧性均增加;U1900抗压强度、抗弯强度比抗弯强度分别为114.2MPa、22.4MPa、11.7k Pa/kg·m-3,其抗弯性能可达国家标准《活性粉末混凝土》RPC160水平,比抗弯强度超过RPC最高等级RPC180。     

用于北方满族民居墙体的再生混凝土性能研究

通过试验研究了再生混凝土作为北方满族民居建造材料的可行性。研究重点:再生骨料的物理性质测定、再生混凝土基本力学性能试验,以及粉煤灰、聚丙烯纤维以及附加水对其力学性能的影响。通过试验得到,再生混凝土立方体抗压强度最高应力达37.1 MPa、轴心抗压强度平均应力28.4 MPa、静力受压弹性模量平均应力22 300 MPa、抗折强度平均应力3.8 MPa、劈裂抗拉强度平均应力1.68 MPa。结果表明:在再生混凝土中加入粉煤灰和聚丙烯纤维都对立方体抗压强度有所提高,但附加水的加入对立方体抗压强度产生了降低作用。整体来说,再生混凝土各方面的力学指标都能满足一定的强度要求。因此可以作为北方满族民居的建设材料。     

桥梁伸缩缝超高性能混凝土关键性能的研究与应用

基于不同纤维混杂效应设计原理,利用PVA纤维或聚丙烯纤维与钢纤维二元混杂优化,制备了一种常温养护桥梁伸缩缝超高性能混凝土(UHPC),并探讨了其在实际工程中的应用.研究结果表明,采用这种方法所制备的混杂纤维增强UHPC不仅具有较高的强度且抗裂性好.当用掺量为20 kg/m的聚丙烯纤维与钢纤维混杂时,UHPC常温养护2 d时的抗折强度和抗压强度可分别达到13.6 MPa和40.9 MPa,28 d时可分别达到51.3 MPa和138.5 MPa,且无明显的收缩开裂现象.工程实践表明,利用该混杂纤维增强UHPC对桥梁伸缩缝混凝土的病害进行整治时,不仅可以达到技术性能使用要求,而且可实现快速恢复交通,具有广阔的推广应用前景.     

结合均匀化理论对钢纤维混凝土梁的疲劳性能分析

钢纤维混凝土(SFRC)在工程中应用日益广泛,为了探究其疲劳破坏现象内在机理,本文结合Mori-Tanaka均匀化理论预测了不同体积掺量下钢纤维混凝土的弹性模量,并以此为基础建立钢纤维混凝土梁四点弯曲有限元模型,采用Miner疲劳损伤准则,分别进行了静力抗弯试验和疲劳试验的数值模拟。模拟结果与相关试验结果拟合较好,验证了模型的可靠性。利用疲劳分析软件,预测了钢纤维混凝土梁的疲劳寿命和疲劳强度,分析了纤维掺量、尺寸效应和纤维长度对疲劳寿命的影响。结果表明:钢纤维可以大幅提高混凝土梁的疲劳寿命,应力水平越低、纤维掺量越大,增幅越大;尺寸效应对疲劳强度和疲劳寿命有一定影响,但随着构件尺寸增加对疲劳性能影响减小;纤维长度越长,梁的抗疲劳性能越好。     

高强高韧GF／PP复合材料的研究

通过在短玻(GF)增强聚丙烯(PP)中添加聚烯烃弹性体(POE),并用马来酸酐对PP进行接枝交联的方法, 制备了高冲击韧性GF／PP复合材料。在该材料中,短切玻璃纤维的加入大幅度提高了材料的拉伸、弯曲强度,而POE 则通过产生形变等方式,提高了材料的冲击韧性;在其中加入马来酸酐接枝聚丙烯增加界面结合力,可使GF／PP／POE 复合体系表现出良好的综合力学性能,其拉伸强度为51．9 MPa,弯曲强度为68．1MPa,冲击韧性为44．2 kJ／m2。     

Injection‐molded short hemp fiber/glass fiber‐reinforced polypropylene hybrid composites—Mechanical,water absorption and thermal properties

Natural fiber‐based thermoplastic composites are generally lower in strength performance compared to thermoset composites. However, they have the advantage of design flexibility and recycling possibilities. Hybridization with small amounts of synthetic fibers makes these natural fiber composites more suitable for technical applications such as automotive interior parts. Hemp fiber is one of the important lignocellulosic bast fiber and has been used as reinforcement for industrial applications. This study focused on the performance of injection‐molded short hemp fiber and hemp/glass fiber hybrid polypropylene composites. Results showed that hybridization with glass fiber enhanced the performance properties. A value of 101 MPa for flexural strength and 5.5 GPa for the flexural modulus is achieved from a hybrid composite containing 25 wt % of hemp and 15 wt % of glass. Notched Izod impact strength of the hybrid composites exhibited great enhancement (34%). Analysis of fiber length distribution in the composite and fracture surface was performed to study the fiber breakage and fracture mechanism. Thermal properties and resistance to water absorption properties of the hemp fiber composites were improved by hybridization with glass fibers. Overall studies indicated that the short hemp/glass fiber hybrid polypropylene composites are promising candidates for structural applications where high stiffness and thermal resistance is required. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 103: 2432–2441, 2007     

玻璃纤维增强煤基抗冲共聚聚丙烯的性能

采用双螺杆挤出共混法制备了短玻璃纤维(GF)改性聚丙烯(PP)2240S的共混物,通过力学性能分析测试、扫描电子显微镜表征、熔体流动速率测试和熔融结晶分析等研究了改性体系的力学性能、显微结构、加工流动性和结晶性能等。结果表明,当GF添加量为30%时,复合体系的弯曲强度、弯曲弹性模量、拉伸强度等较纯PP分别提高约112%,269%和108%,但GF与基体粘结力弱导致冲击强度没有提高;为进一步改善界面作用力,以5%马来酸酐接枝聚丙烯作相容剂,相同GF添加量下PP的弯曲强度达86.99 MPa,弯曲弹性模量达5073 MPa,拉伸强度达78.5 MPa,简支梁缺口冲击强度达14.78 kJ/m2,比纯PP的相关指标分别提高约161%,302%,190%和131%,GF与PP界面粘结力增强,PP的力学性能随GF含量的递增而大幅提高。但GF降低了PP的熔体流动速率,并且体系的结晶温度基本未变,结晶度降低,可能与未产生界面横晶有关。