PE纤维水泥基复合材料基本力学性能试验研究

在水泥基复合材料中掺入适量聚乙烯(PE)纤维得到PE纤维水泥基复合材料,可以很好的提升水泥基复合材料的弯曲性能,研究了PE纤维掺量、粉煤灰置换率等对PE纤维水泥基复合材料抗压强度以及弯曲性能的影响。试验表明,PE纤维掺量可以有效的提升材料的弯曲性能,但对其抗压强度影响不大,而粉煤灰置换率却可以有效地控制水泥基复合材料强度等级,对其弯曲性能也有明显增强。     

PVA-FRCC抗压强度增长规律分析与预测

通过不同PVA纤维体积率在3d、7d、14d、28d、56d、90d及120d龄期的立方体抗压强度试验,得到纤维体积率和龄期对PVA纤维增强水泥基复合材料立方体抗压强度变化规律的影响并建立了预测模型。结果表明,PVA纤维的掺入不能增加立方体的抗压强度,但可以提高抗压强度前期的增长速率,增强前期强度,弥补了粉煤灰的掺入导致PVA-FRCC立方体抗压强度前期不足的缺陷。并且,PVA纤维具有阻裂作用。龄期影响着抗压强度的增长速率在整个过程中的变化。所建立的PVA纤维增强水泥基复合材料立方体抗压强度预测模型,拟合优度较好,误差较小,并具有收敛性,符合PVA纤维增强水泥基复合材料抗压强度的发展规律。     

粉煤灰掺量对绿色高性能纤维增强水泥基复合材料工作性能的影响

粉煤灰掺量替代率在绿色高性能纤维增强水泥基复合材料绿色高性能纤维增强水泥基复合材料中较高,通过试验研究高掺量粉煤灰对绿色高性能纤维增强水泥基复合材料性能的影响表明:粉煤灰对提高高性能纤维增强水泥基材料的和易性效果较好。16组中保水性较好的比例占62.5%。其余6组(37.5%)的试验组虽保水效果较其他12组较差,但仍无离析泌水现象。满足保水性要求;流动度方面,高性能纤维增强水泥基材料随着粉煤灰含量的增加,流动度逐渐增大。16组均满足水泥胶砂流动度大于180 mm的要求。     

PVA纤维对超高韧性纤维增强水泥基复合材料力学性能的影响

通过对超高韧性纤维增强水泥基复合材料制作的立方体试件、棱柱体试件,进行了抗压、抗折和Ⅰ型断裂试验,研究了不同配合比下各组试块的抗压强度等力学指标与纤维掺量及基体材料强度的关系,研究了荷载与变形的关系、及不同切口高度试件的抗裂性能等.试验结果表明:合理的配合比及最佳PVA掺量能提高纤维增强水泥基复合材料的抗压强度、抗折强度以及抗裂韧度;研究了国产PVA纤维与进口PVA纤维的合理掺量,在相同力学指标的前提下,利用国内PVA纤维造价低的优势,可实现部分代替超高性能水泥基复合材料中的进口PVA纤维,从而达到这种复合材料国产化、本地化的目的.     

竹炭纤维改性水泥基复合材料力学性能

采用竹炭纤维增强水泥基复合材料以提高其韧性。研究了竹炭纤维掺量对水泥基复合材料力学性能的影响规律,并与聚酯纤维增强水泥基材料进行了对比分析。研究结果表明:竹炭纤维增强水泥基复合材料抗压强度随纤维掺量的增加而降低;抗折强度随竹炭纤维掺量的增加而先增加后降低,竹炭纤维掺量为0.2%时,抗折强度达到最大。竹炭纤维掺量为0.2%时,复合材料韧性最佳。随着龄期增长,竹炭纤维腐蚀程度增加,其增强水泥基复合材料抗折强度降低,韧性亦降低。     

木浆纤维水泥基材料力学性能的试验研究

利用木浆纤维制备了水泥基复合材料,研究了木浆纤维掺量、水灰比等因素对水泥基复合材料力学性能及界面微观结构的影响。结果表明,木浆纤维对水泥基复合材料具有增强作用,且存在最佳掺量。当木浆纤维掺量一定,水灰比为0.3时,对基体的增强效果最为明显;当水灰比一定时,纤维的最佳掺量为1 kg/m~3,在此掺量下,水泥基复合材料抗折和抗压强度分别提高9.4%和15.3%。对木浆纤维进行了碱处理,测得其抗腐蚀能力较好。使用SEM分析发现木浆纤维的掺入可以有效改善材料的孔结构和微裂纹,从而提高了水泥基复合材料的力学性能。     

木浆纤维水泥基材料力学性能的试验研究北大核心

利用木浆纤维制备了水泥基复合材料,研究了木浆纤维掺量、水灰比等因素对水泥基复合材料力学性能及界面微观结构的影响。结果表明,木浆纤维对水泥基复合材料具有增强作用,且存在最佳掺量。当木浆纤维掺量一定,水灰比为0.3时,对基体的增强效果最为明显;当水灰比一定时,纤维的最佳掺量为1 kg/m^3,在此掺量下,水泥基复合材料抗折和抗压强度分别提高9.4%和15.3%。对木浆纤维进行了碱处理,测得其抗腐蚀能力较好。使用SEM分析发现木浆纤维的掺入可以有效改善材料的孔结构和微裂纹,从而提高了水泥基复合材料的力学性能。     

PVA水泥基复合材料弹性模量研究

为了研究PVA水泥基复合材料的纤维掺量对弹性模量的影响,及弹性模量与轴心抗压强度的关系,进行了PVA水泥基复合材料配合比试验。制作了轴心抗压强度试件,通过试验获得轴心抗压强度与弹性模量,分析各项试验数据,试验结果表明:纤维掺量增大时,PVA水泥基复合材料的弹性模量增大;PVA水泥基复合材料弹性模量与轴心抗压强度之间关系与纤维掺量有关,分析并建立了数学模型,为以后水泥基复合材料的实际工程和理论研究提供了参考价值。     

胶粉对纤维增强水泥基复合材料强度的影响

纤维对水泥基复合材料具有一定的增强增韧作用,同时,由废旧橡胶制成的胶粉以骨料形式掺入水泥基复合材料中也可增加基体韧性。研究了在聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料中,以不同掺量的可再分散乳胶粉部分替代纤维对其抗折强度和抗压强度的影响。结果表明,掺加体积分数0.5%胶粉后的纤维增强水泥基复合材料,较对比试件抗折强度提高了24.3%;掺加体积分数1%胶粉后的试件抗压强度提高了40.4%;掺加体积分数0.5%胶粉的试件在抗折强度和抗压强度大幅度提高的同时,保持了折压比不降低。因此,在水泥基复合材料中存在纤维的情况下,加入适当掺量的胶粉部分替代纤维可更大程度地提高构件的强度,并可节约材料成本,减少工程造价。     

纤维增强水泥基复合材料研究进展

综述了国内外不同种纤维如钢纤维、碳纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维以及天然植物纤维对水泥基复合材料强度、韧性、抗裂等力学性能的增强效果;分析了纤维增强水泥基复合材料的增强机理及作用.对常用的增强纤维的性能作了对比,通过对剑麻纤维增强水泥基复合材料的研究,认为将剑麻纤维应用于水泥基复合材料前景广泛,意义重大.     

HPFRCC常规三轴受压强度和变形特性

通过常规三轴受压强度和变形特性试验,研究了围压以及PVA纤维掺量对高性能PVA纤维增强水泥基复合材料(HPFRCC)受压性能的影响.结果表明:随着围压的增加,HPFRCC的轴向极限抗压强度以及峰值应变均显著提高;PVA纤维掺量对HPFRCC抗压强度的影响较小,在低围压受力状态下使用PVA纤维增强HPFRCC要比在高围压受力状态下更能发挥纤维的增强阻裂作用,而且PVA纤维掺量对应力-应变曲线下降段也有一定影响.根据试验数据建立了HPFRCC的轴向极限抗压强度、轴向峰值应变与围压之间的关系.     

Bond strength of steel bars embedded in high-performance fiber-reinforced cementitious composite before and after exposure to elevated temperatures

Interfacial bond strengths of steel reinforcing bars embedded in a high-performance fiber-reinforced cementitious composite (HPFRCC) are investigated in this paper. Out of 303 pullout specimens, 48 HPFRCC and 3 normal concrete specimens were tested without any heat treatment, and 240 HPFRCC and 12 normal concrete specimens were heated at 200, 400, 600, or 800 °C in a furnace for 2 h prior to testing. The effects of bar shape, diameter, and length embedded in HPFRCC on the bond strength of HPFRCC specimens were investigated. The bond strength decreased with the heating temperature and with the size and embedded length of steel bars. It was reduced further when the heated specimens were cooled in water instead of air. It was disaggregated into chemical adhesion and mechanical interlock from a comparative study of plain and deformed bars. The mechanical properties and microstructures of HPFRCC specimens before and after heat treatment were compared to understand the mechanisms of interfacial bonding degradation due to heat treatment.     

高贝利特水泥高性能混凝土力学性能的研究

本文研究了HBC高性能混凝土的抗压、抗折、臂拉强度，结果表明，和OPC混凝土相比，HBC混凝土具有良好的后期强度增长率和优异的抗折、抗拉性能。同时也探讨了HBC混凝土水胶比与28d抗压强度的关系以及C50～C80强度范围内HBC混凝土7d强度与28d强度的关系。此外，对配制高强高性能HBC混凝土时粉煤灰的适宜掺量也进行了研究，结果表明在配制高强高性能HBC混凝土时粉煤灰最大掺量不宜超过25%。     

沥青混凝土抗剪强度及抗压回弹模量试验研究

对高模量沥青混凝土、SBS改性沥青和70#普通沥青混凝土进行了15,20,40,60℃条件下的单轴贯入及抗压回弹模量试验,并结合单轴无侧限抗压强度试验结果对黏聚力c值进行计算,结果表明:高模量沥青混凝土在各温度下均具有相对较高的抗剪强度、黏聚力和抗压回弹模量,尤其在高温时仍然优势明显.通过指标相关性分析,得到了由抗剪强度换算成抗压强度、黏聚力c值及抗压回弹模量的回归方程.     

高钛重矿渣再生混凝土轴心抗压强度试验研究

通过对强度等级为C20,再生粗、细骨料取代率分别为0%,25%,50%,75%,100%的高钛重矿渣再生混凝土圆柱体试块进行轴心抗压强度试验研究,得出:高钛重矿渣再生混凝土的轴心抗压强度满足设计要求,且随着再生骨料取代率的增加而降低,但不成线性关系。     

复掺纤维对RPC高温后力学性能及超声规律的影响

为了提高活性粉末混凝土(RPC)的力学性能并改善其高温爆裂性,在RPC中将0.3%、0.4%聚丙烯纤维(PP)和0、1%、2%、3%钢纤维(S)组合复掺,共设计8组试件,养护并模拟火灾试验,统计试件在高温(200、400、600℃)作用下的爆裂情况,研究复掺纤维对高温后RPC的抗折和抗压强度、强度损失率、折压比的影响,抗压强度、受火温度与超声波速的规律,确定两种纤维的最佳配合比。结果表明:掺入PP可以改善RPC高温爆裂;RPC抗折、抗压强度、折压比及超声波速随受火温度升高均呈先上升再下降的趋势,复掺入S可提升RPC的抗压、抗折强度和折压比;当S与PP掺量分别为1%与0.3%、2%、0.4%时,RPC未爆裂且强度较高,超声波速与抗压强度的相关性也较高。     

回弹法检测高温喷水冷却后高强混凝土抗压强度试验研究

为研究高温喷水冷却后高强混凝土的回弹值与轴心抗压强度的相关性,以历经最高温度、恒温时间和混凝土强度等级为变化参数,共设计117 个混凝土棱柱体试件,先后进行回弹检测和轴压试验,分析各变化参数对回弹值和轴心抗压强度的影响规律,并基于规范和实测数据,对高温喷水冷却后混凝土强度与回弹值间关系进行公式拟合。研究结果表明：温度在400 ℃前,部分回弹值和抗压强度出现回升,600 ℃后二者下降明显;超600 ℃恒温1.0 h 试件的回弹值和抗压强度衰减最严重;在200 ℃和800 ℃时,混凝土强度等级对回弹值和抗压强度影响最显著;总体上,各变化参数改变对抗压强度影响更大;利用二次多项式拟合得到的公式计算值满足规范要求,能较准确地反映高温喷水冷却后混凝土回弹值与抗压强度的关系。     

单轴压力下56.3～164.9MPa混凝土的应力-应变关系

本文通过对21组抗压强度达56.3～164.9MPa的高强/超高强混凝土棱柱体单轴受压下的性能研究,回归得出了轴压强度、峰值应变与抗压强度的关系式。同时,本文引入修正系数k,实现了不同强度等级混凝土应力-应变曲线上升段关系式的统一。研究发现,修正系数k随混凝土抗压强度提高而逐渐由0增大至接近1,这与应力-应变曲线上升段由抛物线向直线过渡的结论一致。当k=0时,该模型与HOGNESTAD公式一致。文末,仅通过混凝土立方体抗压强度,建立了不同强度等级混凝土的应力-应变曲线上升段本构关系,该模型结果与试验结果吻合很好。     

高温后混杂纤维混凝土抗压强度

通过混杂纤维混凝土试块的高温后抗压试验,分析了温度、纤维类别和纤维体积率、混凝土基体强度等级对混凝土高温后抗压强度的影响。结果表明:随着经历温度的升高,混杂纤维混凝土高温后的抗压强度及高温后与常温下抗压强度比在400℃之后下降幅度较大;适宜掺量的钢纤维(1%纤维体积率)和聚丙烯纤维(0.1%纤维体积率)能较好的提高混杂纤维混凝土高温后的抗压强度。在试验研究的基础上,建立了考虑温度、钢纤维和聚丙烯纤维体积率共同影响的高温后混杂纤维混凝土抗压强度计算模型,为纤维混凝土结构的抗火设计及灾后处理提供了理论依据。     

高温后纤维矿渣微粉混凝土抗压强度

通过纤维矿渣微粉混凝土高温后的抗压试验,分析了温度、矿渣微粉置换水泥率、纤维类别和掺量、混凝土基体强度等级等对混凝土高温后抗压强度的影响.结果表明:随着温度的升高,高温后纤维矿渣微粉混凝土的抗压强度以及高温后与常温下抗压强度比均不断降低,且400℃后降低幅度急增;矿渣微粉、钢纤维和聚丙烯纤维的掺入在不同程度上提高了高温后纤维矿渣微粉混凝土的抗压强度.在试验研究的基础上,建立了考虑温度、矿渣微粉置换水泥率、钢纤维体积分数和聚丙烯纤维掺量共同影响的高温后纤维矿渣微粉混凝土立方体抗压强度和轴心抗压强度的计算模型,为纤维混凝土结构的抗火设计及灾后处理提供了理论依据.