PVA纤维表面改性对水泥基复合材料弯曲性能的影响

采用有机硅柔软剂对国产聚乙烯醇(PVA)纤维进行表面改性,并制备了纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)。采用扫描电子显微镜研究了有机硅柔软剂改性对PVA纤维表面结构的影响,用三点弯曲试验研究了有机硅柔软剂改性的PVA纤维对PVA-ECC复合材料弯曲性能的影响。研究结果表明:随着有机硅柔软剂含量的增加,PVA-ECC的极限弯曲强度和极限跨中挠度均先增加再减小,当有机硅柔软剂质量分数为7%时,极限弯曲强度和极限跨中挠度达到最大值,分别为5.627 MPa和2.123 mm;用ASTM C1609标准分析PVA-ECC三点弯曲韧性,当有机硅柔软剂质量分数为7%时,弯曲韧性达到最大值。     

混杂纤维增强超高性能透水混凝土的弯曲性能研究

超高性能透水混凝土(UHPPC)是海绵城市建设过程中不可或缺的重载道路铺装材料,但韧性不足是UHPPC重载铺装易于开裂的主要原因。本文通过引入碳酸钙晶须、聚乙烯醇(PVA)纤维和聚乙烯(PE)纤维,制备了新型混杂纤维增强UHPPC材料,研究了其抗压强度、透水能力和弯曲性能。研究发现,添加PVA纤维或PE纤维均能够提高UHPPC的抗压强度、抗弯强度和极限挠度,且PVA纤维的提升效果优于PE纤维。与单掺PVA纤维或PE纤维相比,混杂使用碳酸钙晶须则进一步地提高了UHPPC的抗压强度、抗弯强度和极限挠度,与PE纤维与碳酸钙晶须混杂相比,PVA纤维混杂碳酸钙晶须对UHPPC抗压强度、抗弯强度、极限挠度和裂缝开展模式的改善效果最佳。但是,添加PVA纤维或PE纤维均降低了UHPPC的透水系数,而引入碳酸钙晶须则进一步加剧了透水系数的降低效果,尤其是混杂使用PVA纤维和碳酸钙晶须,UHPPC透水系数的下降最为明显,但依然达到了1.05 mm/s,满足工程使用要求。     

不同应变率下聚甲醛纤维机场道面混凝土弯曲性能研究

机场道面混凝土结构在不同性质荷载作用下的力学行为受应变率的影响较大。为研究应变率对聚甲醛纤维机场道面混凝土(PFAPC)弯曲性能的影响,通过四点弯曲试验,分析不同应变率(10^-5～10^-1 s^-1)下PFAPC抗弯挠度、弯曲模量、弯曲强度及韧性指数的变化规律,并观察断口纤维的微观形貌,总结不同应变率下的纤维失效模式。结果表明：PFAPC的弯曲峰值强度、极限抗弯挠度及弯曲模量随应变率的增加呈上升趋势;与峰值强度相比,应变率对PFAPC残余强度影响较小,但随应变率增大总体呈上升趋势;与极限抗弯挠度相比,峰值挠度随应变率的增加波动上升;聚甲醛纤维在各应变率作用下主要为拔出破坏模式;PFAPC在车辆及飞机冲击作用下能吸收较大能量,呈现出一定的延性破坏特征,具有良好的弯曲韧性。     

PVA纤维增强水泥基复合材料高温性能研究

对PVA纤维增强水泥基复合材料的高温性能进行研究,分别测试了该材料在经受不同高温后的质量损失、抗压强度以及弯曲韧性,并对其微观结构变化进行了分析.结果表明,相比于普通水泥基材料,PVA纤维增强水泥基复合材料的抗压强度高,变形能力大,抗折强度高,弯曲韧性优越,其中纤维掺量为2％的试块28 d抗压强度达到45.98 MPa,抗折强度可达到14.10 MPa,最大挠度达到0.68 mm;高温处理后掺有PVA纤维的试块完整性良好,没有出现破坏性断裂,只表现为微小裂纹;随着温度的升高,不同纤维掺量砂浆试块的质量损失增大,抗压强度和抗折强度以一定的速率下降,但在800 ℃高温处理后试块仍具有一定的抗压强度和弯曲韧性,纤维掺量为2％的试块的抗压强度能达到18.9 MPa,最大挠度可保持在0.12 mm;根据微观测试可以看出,随着温度的升高,纤维缓慢熔出使试块内部出现相互交错的孔隙通道可有效防止试块高温爆裂,试块内部结构由致密变为松散蜂窝状.     

自制轻骨料制备超高性能轻质混凝土的试验研究

结合超高性能混凝土的设计思路,以玻璃微珠作为轻质材料,采用0.15超低水胶比,通过95℃热水养护,制备出表观密度1790kg/m~3、筒压强度达24.4MPa的圆球形高强轻质骨料。利用自制粗骨料,采用"两步成型法",并采取内部缺陷控制、骨料与基体协同性控制、纤维增强和高温养护增强手段,制备出湿表观密度1800级、最高抗压强度达130.7MPa的超高性能轻质混凝土。     

塑钢纤维磷渣混凝土弯曲性能研究

以不掺塑钢纤维的磷渣混凝土为基准,对纤维长度为30 mm、40 mm、55 mm和纤维掺量为3 kg/m³、6 kg/m³、9 kg/m³的塑钢纤维磷渣混凝土进行四点弯曲试验,研究不同纤维长度和纤维掺量对磷渣混凝土弯曲性能的影响规律。研究结果表明:随着塑钢纤维长度和掺量的增加,磷渣混凝土的抗弯强度随之增加,塑钢纤维长度为55 mm,掺量为3 kg/m³时,对磷渣混凝土抗弯强度增强效果最佳,抗弯强度比基准组提高了56%;随着塑钢纤维长度和掺量的增加,磷渣混凝土弯曲韧性指数不断增大,弯曲韧性不断提高,塑钢纤维长度为55 mm,掺量为9 kg/m³时,弯曲韧性指数I₂₀比基准组提高了9.8倍。     

建筑地面保温工程用全轻混凝土配制技术

全轻混凝土用于建筑地面保温工程优势在于同时具有承重和保温性能,简化保温构造;但全轻混凝土配制过程中强度与密度或保温性能的矛盾是其推广应用的主要障碍之一.在优选陶粒基础上,采用外加剂增强和外掺料降低密度提高保温性能,配制出强度超过LC15、密度等级1000 kg/m3、保温性能优良的全轻混凝土;其干表观密度1009 kg/m3、抗压强度21.2 MPa、导热系数0.23 W/(m·K)、蓄热系数4.85 W/(m2·K)、吸水率15％、软化系数0.88、28 d收缩值0.27 mm/m、内照射指数0.41、外照射指数0.67.     

不同种类纤维混凝土变形性能研究

研究了不同种类纤维混凝土轴心抗压强度、抗弯强度、静力受压弹性模量和抗弯弹性模量,分析了纤维种类对混凝土变形性能的影响。试验结果表明,聚丙烯纤维和钢纤维的掺人可提高混凝土的轴心抗压强度,而玻璃纤维对混凝土的轴心抗压强度的影响不明显。各种纤维的掺人可明显提高混凝土的抗弯强度,钢纤维的提高效果最明显。纤维混凝土的静力受压弹性模量和抗弯弹性模量随纤维弹性模量的不同而变化。     

土工格栅加筋透水混凝土力学性能试验研究

研究了双向土工格栅的加筋位置及层数对透水混凝土孔隙率、透水系数、强度和弯曲性能的影响.研究表明:透水混凝土的有效孔隙率和透水系数随着格栅加筋层数的增加而增加,加筋后透水效果良好.加筋透水混凝土的强度较不加筋试样提高显著,抗压强度和抗折强度分别提高至26.3 MPa和3.9 MPa.将格栅设置在距离试样底部1/3h(h为试样高度)处时,抗压强度最高.在透水混凝土梁中加筋格栅后,混凝土梁有显著的开裂后性能,梁的破坏模式由脆性破坏变为延性破坏,梁的韧性提高,裂缝的发展被抑制,弯曲破坏有预兆性.加筋一层格栅时,距底部1/3h处是提高梁弯曲性能最有利的位置.加筋两层格栅的透水混凝土梁开裂后的延性优于加筋单层格栅的透水混凝土梁.同时在距离底部1/3h和2/3h处加筋格栅的透水混凝土梁弯曲性能最好.     

陶瓷废料制备轻质混凝土及其性能探讨

以发泡陶瓷加工废料(细粉、颗粒)作为主材,代替陶粒和河沙制备轻质混凝土。经过试验,轻质发泡陶瓷颗粒混凝土体积密度≤750kg/m~3,软化系数0.82,抗压强度≥6.2MPa,基本性能符合轻质条板国家标准GB/T 23415-2009要求。     

钢纤维对活性粉末混凝土力学性能的影响

通过测试不同钢纤维掺量活性粉末混凝土(RPC)试件的流动度、28 d标准养护后抗压强度及抗折强度,分析不同钢纤维掺量下,RPC流动度、抗压强度、抗折强度、折压比等性能,并结合文献对比分析在不同配合比下钢纤维掺量对RPC的增强效果,综合考虑RPC流动度与力学性能得出钢纤维最优掺量为2％～3％.     

压蒸条件下花岗岩石粉对UHPC性能的影响

研究了在压蒸条件下花岗岩石粉取代石英粉掺量对超高性能混凝土力学性能(3d、180 d抗压/抗折强度)和微观结构(水化产物、C-S-H凝胶平均分子链长)的影响,并探明两者之间的关系.XRD、SEM-EDS、29Si NMR测试结果表明:3 d、180 d胶凝浆体水化产物主要为低钙硅比、本征强度较高的tobermorite晶体.随着花岗岩石粉取代率增加,混凝土抗压/抗折强度先增加后减小,当取代率为50％时,其180 d抗压强度≥190 MPa、抗折强度≥40MPa;且随着取代率的增加,C-S-H凝胶平均分子链长降低、Al[4]/Si增加;在相同取代率时,平均分子链长为180d＞3d,Al[4]/Si为180 d＜3 d.高温和高压条件下,C-S-H凝胶平均分子链长不是混凝土性能的单一影响因素,混凝土抗压强度与C-S-H凝胶平均分子链长不直接相关.     

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.     

新型耐水石膏基墙体材料制备及性能研究

就石膏墙体材料的轻质化目的,运用两种不同的EPS颗粒的加入工艺,对两种工艺的耐水石膏材料的吸水率、强度等多种系数及性能开展对比研究,最终经过试验验证可知,EPS掺入最优值是1.3%,基于此石膏表观密度是839.06 kg/m~3。干燥时的抗压及抗折度是4.05和2.06 MPa,两者软化系数是0.517和0.650,对比未加EPS颗粒时提升百分比分别为20.8%和11.5%。虽然掺入ESP颗粒后要比未掺入的强度要大,但石膏耐水性获得了显著的提高,并且符合《石膏砌块》以及《建筑隔墙用轻质板条》对于石膏材料的性能要求。     

冻融作用后塑钢纤维轻骨料混凝土力学性能试验研究

以圆球形粉煤灰陶粒为粗骨料,对塑钢纤维(0kg/m3、3kg/m3、6kg/m3、9kg/m3)轻骨料混凝土试件进行快速冻融(0次、50次、100次、150次)试验,研究冻融后试件的抗压性能、劈裂抗拉性能、抗折性能、抗冲击性能.结果表明:冻融循环作用下,适量的塑钢纤维掺入可以明显增强轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度;提高轻骨料混凝土折压比,增强轻骨料混凝土抗裂性能;并能显著改善轻骨料混凝土的抗冲击性能.综合各项力学性能指标,冻融后轻骨料混凝土塑钢纤维最优掺量为6kg/m3.     

轻质超高性能混凝土的制备及性能形成机理

以预湿轻集料、硅酸盐水泥、硅灰、粉煤灰微珠、钢纤维、膨胀剂等为原材料,采用轻质、超高强度与低收缩协同设计方法制备了一种轻质超高性能混凝土材料,并研究其性能的主要影响因素和形成机理。结果表明:制备的轻质超高性能混凝土可实现自流平、干表观密度低至2040 kg/m3、28 d抗压/抗折强度可达120/18 MPa、弯曲韧性指数I₂₀可至21.8、56 d收缩率低至2.62×10^–4;其性能的形成主要源于粉煤灰微珠的滚珠效应、轻集料的轻质多孔效应、预湿轻集料的内养护与拱壳效应,以及预湿轻集料内养护与膨胀剂的叠加效应。     

掺粉煤灰的桥面铺装层混凝土的性能

用掺20％的C级粉煤灰水泥制备了一种新的粉煤灰混凝1（fly ash concrete,FAc）面层材料,总的胶凝材料（cementitious materials,CM）密度为394kg／m^3,并根据设计需要添加了一定量的纤维以增强材料的抗裂性能。本实验测试了面层材料的抗压和抗折强度、黏接强度、收缩率、渗透系数、残...     

石灰石粉锂渣超早强超高强混凝土研究

研究了石灰石粉及其与锂渣复合掺加对混凝土强度的影响.研究表明,石灰石粉掺量在10%以下时有利于抗压强度的发展,在20%以下时有利于抗折强度的发展.10%的石灰石粉和10%的锂渣复合显示出优良的复合效应,当单位水泥用量为464kg/m3 时,7d抗压强度达到了105MPa.28d强度达到了124MPa,60d强度达到了132MPa.可代替矿渣、硅灰制备超早强高强超高强混凝土.