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.     

纤维对混凝土早期抗裂性能的影响

通过试验,对不同掺量的纤维混凝土基本力学性能、早期抗裂性能与基准混凝土试件进行了对比研究.结果表明,在混凝土中掺入纤维后,其力学性能有不同程度的提高;混凝土初裂时间延迟,最大裂缝宽度减小,裂缝总面积显著降低.掺入纤维可以有效地提高混凝土的早期抗裂性能.     

纤维素纤维对C80混凝土力学及抗裂性能影响

主要研究纤维素纤维掺量对C80高强混凝土力学及抗裂性能的影响。对不同纤维素纤维掺量C80高强混凝土与未掺纤维素纤维C80基准混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、收缩性能和早期抗裂性能进行了对比试验,并分析了纤维素纤维的增强机理。试验结果表明纤维素纤维对混凝土抗压强度无不良影响,且能改善混凝土劈裂抗拉强度、抑制混凝土收缩,减少混凝土早期裂缝。     

玄武岩纤维混凝土早期裂缝试验研究

为了研究玄武岩纤维混凝土早期开裂性能,对不同长度纤维和不同体积掺量的玄武岩纤维混凝土进行试验,结果显示:玄武岩纤维混凝土相对于普通混凝土裂缝降低明显,玄武岩纤维混凝土早期收缩裂缝随纤维长度增加先减小后缓慢增加,最佳阻裂纤维长度为18 mm,早期收缩可见裂缝随纤维体积掺量的增加而减小,当体积掺量到0.2%时可见裂缝基本消失.随着混凝土强度提高纤维混凝土的抗裂指标逐渐降低,裂缝更加短小.     

矿物掺合料和聚丙烯纤维对混凝土塑性收缩开裂的影响

在聚羧酸减水剂控制新拌混凝土坍落度条件下研究了添加矿物掺合料和聚丙烯纤维对混凝土开裂性的影响.结果表明:在20％ ～ 40％掺量范围,粉煤灰或矿渣粉均能明显提高混凝土抗裂性能;粉煤灰提高混凝土抗裂性能的效果优于矿渣粉,二者复掺能显著提高混凝土的抗裂性能.聚丙烯纤维的长度对混凝土总开裂面积影响相对较小,但对裂缝宽度影响较大,纤维长度为粗集料最大粒径的3/5时,混凝土抗裂性能最佳.根据本实验结果,聚丙烯纤维的掺量宜选择在0.9～1.2 kg/m3.     

基于有限元的不同聚丙烯纤维掺量的纤维增强混凝土抗裂性能研究

纤维增强混凝土具有良好的抗裂性能.为了研究其抗裂性能,以聚丙烯纤维为增强体,水泥混凝土为基体,采用Rhino Grasshopper建模软件建立不同纤维掺量的纤维增强混凝土模型.使用有限元软件ANSYS APDL中的结构静力模块模拟纤维增强混凝土的静态位移压缩过程,进而判断聚丙烯纤维对混凝土抗裂性能的影响规律.结果 表明:混凝土裂缝主要由内部向边界递增拓展,聚丙烯纤维可以明显减少混凝土边界区域的裂缝数量,但会造成混凝土局部之间材料属性的差异,使混凝土的裂缝拓展和分布不均衡,不利于判断纤维混凝土塑性阶段的抗裂性能;混凝土裂缝数量随纤维掺量的增多呈先增加后减小的趋势,最佳的纤维掺量为0.9 kg/m3;纤维最大拉伸应力范围占其拉伸屈服强度的5％～10％,同等掺量条件下适当提高纤维的弹性模量可减少纤维的拉伸应变,增强纤维增强混凝土抗裂性能.     

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.     

混杂纤维增强高强混凝土性能研究

为研究钢纤维、聚乙烯醇纤维混杂比例对高强混凝土性能的影响,通过合理设计坍落度试验、力学强度试验、收缩试验、抗裂试验、抗氯离子侵蚀试验,对比评价了纤维混杂比例对高强混凝土工作性、抗折强度、收缩性、抗裂性能以及氯离子渗透系数的影响。结果表明,钢纤维和聚乙烯醇纤维降低了新拌混合物的工作性。与单掺纤维相比,混杂纤维对高强混凝土力学性能改善效果不明显,但可明显改善混凝土抗裂性能,开裂面积抑制率最大为95.8%,同时能使高强混凝土收缩率和氯离子分别降低27.7%和66.5%,明显提高高强混凝土的耐久性能。通过扫描电镜试验分析探讨了纤维增强混凝土的作用机理,结果表明混杂纤维对基体内部结构的改善实现了对混凝土宏观性能的提升,最终推荐采用0.75%(体积分数)钢纤维和0.25%(体积分数)聚乙烯醇纤维。     

纤维素-玄武岩混杂纤维喷射混凝土力学性能及能量演化

为研究纤维素纤维和玄武岩纤维掺量对喷射混凝土力学性能的影响,对不同纤维掺量下的喷射混凝土开展工作性能和力学性能试验,根据能量演化曲线对比分析喷射混凝土不同阶段的能量变化,并结合宏观试验和SEM分析纤维对喷射混凝土的增韧阻裂机理。结果表明：掺入纤维素纤维和玄武岩纤维会导致喷射混凝土坍落度降低,喷射混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度随两种纤维掺量增加呈先升高后降低的趋势;在荷载作用下,喷射混凝土能量演化曲线大致经历四个阶段,分别为初始损伤阶段、线弹性阶段、突变损伤阶段和破坏阶段,掺入适量纤维素纤维和玄武岩纤维增强了喷射混凝土的阻裂耗能能力;掺入纤维素纤维后,喷射混凝土界面过渡区水化产物颗粒分布更加均匀,界面结构更加平整致密;纤维与基体间的摩擦为裂缝拓展提供了所需要消耗的能量,增强了喷射混凝土的延性与抗裂性。     

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(PP)纤维在水泥混凝土中的应用

就添加聚丙烯纤维的作用、加工方法、测试方法和有关应用基础研究作了一综述。该领域的知识不仅有利于化纤 ,也有利于混凝土方面的技术人员。     

聚丙烯纤维和膨胀剂对高强轻质混凝土收缩和抗开裂性能的影响

试验配制了等强的普通混凝土和高强轻质混凝土,为改善高强轻质混凝土的收缩和抗开裂性能,向其中分别单掺、双掺了膨胀剂和聚乙烯纤维.通过自由收缩试验和约束收缩试验研究了聚丙烯纤维和膨胀剂对高强轻质混凝土收缩和抗开裂性能的影响.试验结果表明,聚丙烯纤维和膨胀剂均可以改善高强轻质混凝土的收缩和抗开裂性能;按照本试验的掺量进行双掺,制成的高强轻质混凝土的收缩和抗开裂性能均优于普通混凝土.     

浅谈混凝土开裂的原因及防止措施

混凝土开裂是目前建筑工程中最普遍、最常见的质量通病之一,给现在建筑工程带来了极大的危害,甚至也影响到了某些工程项目的前期策划。本文概述混凝土发展现状,分析了混凝土内部由于存在着温度梯度和湿度梯度产生的应力而引起开裂现象,并提出了能预防混凝土开裂的有效措施。     

高性能纤维混凝土轴拉性能简易评价模型

为了简化混凝土的轴拉力学性能分析过程,首先采用混杂纤维技术制备出了具有优异变形性能的高性能纤维混凝土,然后以四点弯曲试验为基础,结合理论分析和数值计算分析,建立了高性能纤维混凝土的轴拉性能简易评价模型,并采用实测结果对其准确性进行了检验.结果表明,所制备的混杂纤维混凝土在弯拉测试过程中试件的跨中底部和轴拉测试过程中试件的中部均出现了多缝开裂的现象;硅灰的掺入导致强度和变形性能均提高,而当纤维掺量过大时,弯拉强度虽有明显提高,但是其变形能力和抗拉强度基本保持不变;虽然极限拉应变的预估偏差要大于极限抗拉强度的预估偏差,但总体来讲二者与实测值都较接近,预估模型不仅具有较高的准确性,而且大大简化了评价过程.     

几种纤维在增强混凝土中的应用

介绍了聚丙烯纤维、碳纤维、钢纤维和玻璃纤雏增强混凝土的基本性能,其中聚丙烯纤维有较好的技术经济性能,已在混凝土工程中广泛应用;由于碳纤维等后3种纤维有高强、高模和韧性,可用于次结构甚至主结构的增强或加固用。同时简介了国内外研究情况以及一些实际应用案例,指出今后有待研究的问题和研究的重点及方向。     

基于混凝土强度随机性的钢筋混凝土梁裂缝开展模拟

本文提出一种基于混凝土强度随机性的钢筋混凝土构件裂缝开展模拟方法.该方法定义混凝土抗拉强度满足正态分布,加载过程中通过对混凝土单元的实时拉应力与预先定义的抗拉强度进行比较,确定混凝土是否开裂及裂缝开展情况.首先通过数值模拟对其可行性进行验证,之后通过模型试验对其在裂缝高度识别方面的应用进行有效性验证.数值模拟及模型试验验证的结果表明,基于混凝土强度随机性的钢筋混凝土构件裂缝开展模拟方法是可行的且其用于钢筋混凝土梁裂缝高度识别是有效的.     

The influence of bleeding,extra water and superplasticizer on the SCC plastic shrinkage cracking: case of hot weather

Self-compacting concrete (SCC) is a new material able to be put in place without vibration. However, this advantage is offset by some drawbacks, such as plastic shrinkage, one of the causes of cracking in concrete. Furthermore, the presence of fines absorbs a large amount of water and therefore minimizes bleeding. This paper endeavours to provide a better understanding of the appearance of plastic shrinkage cracking, and to justify his relation with bleeding phenomena. Five SCC formulas with different W/C ratios were prepared and compared to the same range of ordinary concrete (OC) in terms of restrained shrinkage (cracking width). At the same time, a study of cracks’ propagation over time (cracking length) was conducted on the equivalent mortars (mOCe, mSCCe). Mixtures were placed in different hot environmental conditions. The results showed that bleeding significantly reduces cracking length and has no effect on cracking width. In the second part, extra water and superplasticizer was proposed as a solution to prevent SCC cracking and findings show the addition of 10% of water reduces cracking length and a slightly lower addition of superplasticizer reduces SCC’s crack width.     

增强纤维对超高性能混凝土改性效果及优化研究

为探索增强纤维对混凝土性能影响的规律,选用聚乙烯醇(PVA)纤维、超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维、玄武岩纤维和玻璃纤维增强混凝土制备超高性能混凝土(UHPC)。通过性能测试,选出UHPC改性最佳纤维——PVA纤维和UHMWPE纤维。采用Design-Expert专业实验数据分析软件,对PVA和UHMWPE混杂纤维设计进行理论模拟,针对目标纤维进行掺量优化设计,得出当12 mm长度的PVA纤维的体积分数为0.3%、6 mm长度的UHMWPE纤维的体积分数为0.9%时,目标UHPC的抗折强度、抗压强度与流动度达到最优化设计目标。     

高锆耐碱玻璃纤维的应用研究

分析了高锆耐碱纤维优异的化学性能、物理性能和力学性能,阐述了高锆耐碱玻璃纤维在GRC、砂浆、水泥混凝土中的防开裂和增强效果,介绍了各种耐碱玻璃纤维制品的主要作用以及在GRC、电杆、砂浆、3D打印、喷射混凝土的应用开发情况,总结了耐碱纤维未来的发展方向。     

建筑增强用聚丙烯腈纤维的耐海水腐蚀性研究

模拟混凝土应用的海洋环境,在常温(25℃)、氯化物浓度为5610 mg/L的海水中对建筑增强用聚丙烯腈(PAN)纤维进行浸泡处理,研究建筑增强用PAN纤维的耐海水腐蚀性,并与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)增强纤维和聚丙烯(PP)增强纤维进行对比。结果表明:海水浸泡50 d后,建筑增强用PAN纤维的主要吸收特征峰无明显变化,且无新的吸收特征峰出现,纤维超分子结构变化较小,晶区取向度基本保持不变,结晶度略有增加;海水浸泡50 d后,建筑增强用PAN纤维的拉伸强度为1261 MPa、降幅0.63%,初始模量为18.6 GPa、增幅8.14%,其拉伸强度与PET增强纤维相当、约为PP增强纤维的1.8倍,初始模量约是PET增强纤维的1.4倍、PP增强纤维的3.2倍;建筑增强用PAN纤维、PET增强纤维、PP增强纤维的拉伸强度耐蚀系数分别为99.4%,99.2%,100.0%,建筑增强用PAN纤维的耐海水腐蚀性介于PP增强纤维和PET增强纤维之间,但其在海水中环境中具有优异的模量保持优势,可以更好地提高混凝土在海水环境中的耐受力。