混杂纤维混凝土力学性能研究

纤维以其塑性变形小、强度高、韧性大等优点在混凝土中得到越来越广泛的应用,但由于不同纤维的尺度与性能不同,导致其对混凝土的力学性能影响结果不同,因此本文分别对单掺、双掺仿钢纤维和聚丙烯纤维混凝土、钢纤维混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度进行了试验研究,并将其与普通混凝土的力学性能进行比较。结果表明,纤维混凝土较普通混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度都有明显提高,且混杂纤维较单一纤维混凝土的强度提高更为明显,混杂纤维混凝土的强度与钢纤维混凝土强度相差不大,并以成本低、分散性好、不易锈蚀等优点可以取代钢纤维在某些工程中的应用。     

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土研究进展

由于钢-聚丙烯混杂纤维混凝土(SPFRC)更加优异的力学性能和更加合理的经济效果,使得它在桥梁、路面、机场跑道、大型隧道衬砌、大跨度结构等重大工程中拥有广阔的应用前景.目前对于SPFRC的研究主要集中在纤维的混杂效应、力学性能、抗爆裂性能以及耐久性方面.对于SPFRC的力学性能,国内外学者开展了大量的试验研究,基本得到共识:钢纤维与聚丙烯纤维混杂能提高混凝土的抗压、抗折与劈裂强度,并显著提高混凝土的抗裂性能和韧性.近年来对SPFRC力学性能的研究已由材料性能向构件性能研究发展,逐渐开展了SPFRC梁式构件和柱式构件的静力学与抗震性能试验研究,已有的结果显示钢与聚丙烯纤维混杂能大幅提高混凝土柱的抗震性能,以及混凝土梁的抗剪性能.另有研究表明钢-聚丙烯纤维混杂掺入能有效提高高温作用下混凝土的抗爆裂性能.关于SPFRC的耐久性方面主要涉及它的抗冻性能和抗渗性能,开展了一些单因素作用下SPFRC的耐久性研究,对于多因素复杂环境作用下SPFRC的耐久性研究鲜有涉及.     

桥梁工程用混杂纤维混凝土力学性能研究

为了改善桥梁工程施工用混凝土的力学性能,并降低混凝土的综合使用成本,提出了以聚乙烯醇纤维和钢纤维作为混杂纤维掺入混凝土的思路,并考察了单一纤维和混杂纤维对混凝土抗压强度、抗折强度和抗拉强度的影响。试验结果表明,单一聚乙烯醇纤维或者钢纤维的掺入均能有效提高混凝土试件的力学性能,并且随着纤维掺量的不断增大,抗压强度和抗折强度均先升高后降低,存在一个最佳的纤维掺量使抗压强度和抗折强度达到最大,而抗拉强度则逐渐升高。当钢纤维的质量分数为1.0%时,改变聚乙烯醇纤维的掺量,混凝土试件的力学性能会发生变化,当聚乙烯醇纤维的质量分数同样达到1.0%时,混杂纤维对混凝土抗压强度、抗折强度和抗拉强度的提升效果较好。研究结果表明,混杂纤维的掺入能够有效改善桥梁工程用混凝土的力学性能,建议在施工过程中不断优化混杂纤维的掺量。     

聚丙烯纤维与钢纤维混杂时对混凝土抗裂性的影响

在确定的拌合工艺及相同和易性条件下，选用3种尺度聚丙烯纤维与钢纤维，进行单掺及混掺试验。通过圆环和平板试模对纤维混凝土的抗裂性进行了评价，得到了混杂纤维混凝土的最优组合。结果表明，混杂纤维混凝土在抗裂性上对比基准混凝土和单掺纤维混凝土具有优异的性能。达到既可改善混凝土抗裂性又能降低成本的目的。     

钢-聚丙烯混杂纤维再生混凝土弯曲韧性研究

为了研究纤维对再生混凝土(RAC)的增韧效果,取体积掺量为0.5％、1.0％、1.5％的钢纤维和0.6％、0.9％、1.2％的聚丙烯纤维以单掺和混掺的方式掺入RAC中,采用四点弯曲试验对其弯曲性能进行研究,并分析了其微观增韧机理.结果表明:钢纤维和聚丙烯纤维的掺入对RAC弯曲破坏时承受的最大荷载、初裂挠度及韧性指数均有很大的改善,且混杂纤维改善效果优于单掺纤维.当钢纤维体积掺量为1.0％聚丙烯体积掺量为0.9％时,混杂纤维再生混凝土表现出良好的混杂效应,对弯曲性能的改善最为理想.     

混杂效应对混杂纤维混凝土力学性能的影响

讨论了玄武岩纤维与聚丙烯纤维的"纤维混杂效应"对混凝土基体力学性能的影响。结果表明,玄武岩-聚丙烯混杂纤维混凝土(B-P HFRC)的劈裂抗拉强度和抗折强度明显高于玄武岩纤维混凝土(B FRC)和聚丙烯纤维混凝土(P FRC)。提出了"纤维混杂效应函数"的概念,利用MATLAB数据拟合的方法求得了玄武岩-聚丙烯纤维混杂效应函数,对其求极值获得了玄武岩-聚丙烯混杂纤维对混凝土力学性能改善最佳的体积掺加率。     

钢-聚丙烯纤维橡胶混凝土力学性能试验研究

通过试验研究了掺入钢纤维(MS)、聚丙烯纤维(PP)和混杂纤维(MS+PP)混凝土的力学性能.试件分为两组,其中一组为不含橡胶的混凝土,另外一组为含20％橡胶颗粒的混凝土.每组中的变量为MS纤维和PP纤维的含量,总的纤维含量为1％.试验结果表明,掺入0.1％ PP+0.9％MS的混杂纤维混凝土具有较高的抗压、劈裂抗拉强...     

混杂玄武岩-聚丙烯纤维增强再生混凝土力学性能研究

为有效改善再生混凝土(RC)的力学性能,室内制备了不同玄武岩纤维(BF)、聚丙烯纤维(PPF)掺量条件下的再生混凝土,并对其展开了立方体抗压、劈裂抗拉、吸水性及微观电镜扫描。研究结果表明：(1)单掺BF能够增大RC的抗压强度,而单掺PPF会导致RC的抗压强度;相较于普通RC(0BF+0PPF),掺入BF和PPF材料后会导致RC的劈裂抗拉强度增大。(2)RC的吸水性随BF材料掺量增大而减小,但随着PPF掺量增大呈先减小后增大的变化趋势。当吸水性试验结束时,不同BF掺量(0PPF)RC的吸水率分别达到3.24%、2.43%、2.27%和1.78%,不同PPF掺量(0BF)RC的吸水率则分别为3.24%、2.70%、3.99%及6.25%。(3)基于微观电镜扫描试验结果可知,BF能够为水泥浆体提供附着点,从而增大水泥浆体的分布范围;而PPF具有疏水性质,会导致RC结构弱化。复掺玄武岩-聚丙烯纤维在RC中呈交叉-网状结构分布,有效限制了混凝土混合物的分离和沉降裂缝的产生,能够提高混凝土基体的强度和韧性。     

钢-剑麻混杂纤维再生混凝土断裂性能研究

为改善再生混凝土(RAC)的断裂性能,通过三点弯曲断裂试验,研究了钢纤维、剑麻纤维及钢-剑麻混杂纤维对RAC试件断裂性能的影响。同时,采用数字图像相关(DIC)技术测得RAC试件的裂缝扩展全过程。结果表明：未掺纤维的RAC试件断裂性能较差,而掺入纤维后的RAC试件断裂性能明显提升;单掺钢纤维时,试件的起裂韧度与纤维掺量无关;单掺剑麻纤维时,最佳体积掺量为0.15%,其试件的起裂荷载较未掺纤维RAC试件提高了67%。单掺纤维和混掺纤维均可提高失稳韧度和断裂能,但混掺纤维效果更佳。当体积掺量为1.0%的钢纤维和体积掺量为0.30%的剑麻纤维混杂时,其起裂韧度、失稳韧度和断裂能较未掺纤维的RAC试件分别提高了83.92%、575.86%和1 244.05%。     

混杂纤维粉煤灰混凝土基本力学性能与耐久性研究

建筑工程中,水泥混凝土等建材的使用和消耗十分巨大,然而水泥混凝土的使用会带来大量的温室气体和粉尘污染。粉煤灰作为传统火力发电和金属冶炼工业的主要废渣,污染环境影响生态。将粉煤灰和水泥混合不仅减少粉煤灰的排放和水泥的消耗,还可以通过混杂纤维的方式增加水泥的强度和韧性。该文对混杂纤维粉煤灰混凝土的发展和背景做了简单介绍,并总结了近年来不同混杂纤维粉煤灰混凝土的性能。     

吸水对连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能影响的研究

采用连续玻璃纤维增强聚丙烯(PP)预浸布制备复合材料层压板,通过人工加速老化的方法,对不同铺层的连续玻璃纤维增强PP复合材料进行常温、60℃、80℃的海水浸泡实验,研究连续玻璃纤维增强PP复合材料的弯曲强度随老化时间、老化温度等因素的变化规律及性能退化趋势。研究表明,老化初期吸水趋势符合菲克扩散,老化程度与时间和温度成正比关系。对试样断裂部分拍摄扫描电子显微镜(SEM)图像,观察不同环境条件下样品老化情况,老化温度越高、时间越长,增强纤维与树脂基体界面腐蚀越严重。     

异形微型碳纤维复合材料对混凝土力学性能的影响

通过轴心拉伸试验考察了棒状、片状(宽、窄)、波浪形这几种异形微型聚丙烯腈(PAN)基碳纤维复合材料对混凝土力学性能的影响。实验表明:碳纤维复合材料的加入可以有效、较大程度地提高混凝土的抗拉强度、强度和抗折强度。其中,与基准混凝土相比,异形微型碳纤维增强混凝土的抗拉强度最大可提高64%;增强混凝土的标号最大可从C40~C45级增加为C60级;随着复合材料比表面积和的增加,增强混凝土的强度和抗折强度最大可分别提高45.6%和50.6%;此外,在相同尺寸及比表面积下,波浪形碳纤维混凝土比片状碳纤维混凝土更难被折断。以上均证明PAN基碳纤维复合材料对混凝土有较好的增韧作用。     

碳纤维增强铸型尼龙力学性能研究

考察了碳纤维的表面处理及加入量对碳纤维增强铸型（CFRMC）尼龙力学性能的影响。并且X射线光电子能谱（XPS）和扫描电子显微镜（SEM）对纤维表面和CFRMC尼龙表面进行了研究。     

钢纤维灰砂混凝土中基体增强效益研究

通过综合分析提出,钢纤维掺入灰砂混凝土后对基体有明显强化作用,表现在基体孔隙率下降;孔结构改善;显微硬度提高;界面薄弱层得到增强,故钢纤维灰砂混凝土性能提高．纤维混凝土增强机理应充分考虑纤维与基体的复合效应．本工作从组成结构上认识和剖析了纤维的增强作用     

玄武岩纤维网增强海砂水泥基薄板的力学性能研究

水泥混凝土构件中利用纤维材料替代钢材,不但可以起到增强效果,还可以有效避免钢筋锈蚀的发生。本文利用我国自主研发的玄武岩纤维网对海砂水泥基薄板进行增强,试验结果表明,玄武岩纤维网的抗拉强度决定了水泥基薄板的拉伸强度,随纤维网层数的增加薄板拉伸强度大幅提高,纤维网增强薄板的拉伸强度略低于钢丝网增强薄板,但延性较好;利用玄武岩纤维网增强的薄板其弯曲韧性和抗弯承载力均优于钢丝网增强薄板,且相应的指标显著高于规范要求。     

混杂纤维增强环氧树脂复合材料电缆芯湿热老化性能研究

高温高湿条件下对玻璃纤维/碳纤维混杂增强环氧树脂复合材料电缆芯进行加速湿热老化试验,比较了两种直径的复合材料电缆芯在相同老化条件下的力学性能,并从微观角度分析了湿热老化后力学性能下降的原因。结果表明,该复合材料电缆芯耐湿热老化性能较好,在80℃及RH95%下老化1750h后其弯曲强度保留率大于65%,层间剪切强度保留率大于58%。     

苎麻纤维/玻璃纤维混杂增强不饱和聚酯复合材料的力学性能研究

采用真空辅助成型技术(VARI)制备不饱和聚酯为基体的苎麻/玻璃纤维混杂增强复合材料。通过改变层间混杂的铺层方式以及改变两种纤维的相对含量对比其力学性能,从而得到以上两种因素对力学性能的影响方式。结果表明,在相同的混杂比下,层间夹芯混杂(玻璃纤维在壳层,苎麻纤维在芯层)铺层的力学性能优于层间夹芯混杂(玻璃纤维在芯层,苎麻纤维在壳层)铺层,而层间交替混杂铺层的力学性能介于两者之间;在相同的铺层方式下,苎麻纤维相对含量与复合材料力学性能存在负相关关系,其中与拉伸性能呈现线性(一次函数)关系,与弯曲性能呈现三次函数关系。     

大豆蛋白改性粘胶纤维力学性能研究

对大豆蛋白改性粘胶纤维作了力学性能的研究与分析。通过对大豆蛋白改性粘胶纤维与普通粘胶纤维作对比，分别在千态、湿态下测定其强伸性能进而分析其性能。不同加持方式的拉伸试验得出加持方式对纤维性能影响也很大。对大豆蛋白改性粘胶纤维在不同应变下的松弛性能作了一定探讨并采用origin对其拟合分析。