对路面水泥混凝土改性试验的研究分析

作者通过几个混凝土路面工程中得知,通过双掺适量的引气减水剂和超细矿渣,加上对普通路面水泥混凝土进行路用性能优化设计。试验结果表明。随着矿渣掺量的增加,保证混凝土具备适当工作性和引气量所需的引气减水剂掺量增大;在选定合适的配比后,改性混凝土的抗弯拉强度和变形能力提高,抗冻和抗塑性开裂能力也有明显改善。改性混凝土的力学性能和耐久性能均较普通混凝土有大幅度改善,呈现出向高性能水泥混凝土转化的趋势。     

纤维及矿物掺合料对煤矸石混凝土力学性能的改性研究

以煤矸石全替代普通混凝土中粗骨料的煤矸石混凝土为基础,研究不同体积掺量的聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯(PP)及钢(ST)纤维对其力学性能的影响。选取最优力学性能下的纤维种类与掺量,继而探求其对单掺粉煤灰及粉煤灰/矿粉复掺替代部分水泥时的煤矸石混凝土力学性能的改性作用,得出最佳改性煤矸石混凝土配合比。结果表明,PVA、PP纤维掺量过多抑制了煤矸石混凝土的强度发展,存在最佳掺量,ST纤维在体积掺量为2%时,相较其他组可以最大幅度提高煤矸石混凝土的力学性能,其中对混凝土劈裂抗拉强度具有最佳改性效果。随着粉煤灰替代率的增加,降低了煤矸石混凝土的强度,30%替代率下粉煤灰/矿粉掺比为1∶2时煤矸石混凝土出现了矿物掺合料替代组合中的强度峰值,2%体积掺量的ST纤维对此时煤矸石混凝土改性后,使其达到了最优力学性能。     

聚丙烯(PP)纤维表面改性及其在混凝土中的应用

混凝土中加入纤维可以大大增强混凝土的强度,其中聚丙烯纤维增强混凝土复合材料以其优异的性能正得到越来越广泛的应用,研究发现聚丙烯纤维的表面微观结构及其与水泥界面之间粘接力的强弱是影响复合材料性能的重要因素.综述了近年来聚丙烯纤维的表面改性及其在混凝土中的应用.     

纤维种类和长度对混凝土力学强度和耐久性能的影响研究

纤维掺入混凝土会改变混凝土的孔隙结构和空隙率,影响混凝土的耐久性能。为研究不同纤维种类对混凝土力学性能和抗渗性能、抗冻性能的影响,该文选取3种长度（11.5 mm、16 mm和20 mm）的聚丙烯纤维、3种长度（11 mm、15 mm和20 mm）的聚乙烯醇纤维,通过力学试验和耐久性试验,得到以下结论 ：1）纤维的掺入提高了混凝土的抗压强度,较未掺纤维的混凝土高3.7%～11.4%。不同纤维类型和长度对抗压强度的影响较小。2）掺入纤维后,纤维混凝土的相对渗透系数较未掺纤维的普通混凝土高42.3%～186.4%。纤维长度越长,对混凝土抗渗性能的改善效果越显著。3）聚乙烯醇纤维对混凝土抗冻性改善效果优于聚丙烯纤维。     

聚丙烯纤维对再生混凝土力学性能和干缩率的影响

采用再生骨料并掺杂聚丙烯纤维的方法,制备了聚丙烯纤维掺杂增强混凝土(PFRC)。利用万能压缩机对PFRC试样进行压缩性能和静态、动态弹性模量试验,采用扫描电子显微镜表征试样的形态,研究了硅灰和聚丙烯纤维含量对混凝土力学性能和干缩性能的影响。结果表明,在混凝土中掺杂硅粉和聚丙烯纤维可降低混凝土的可加工性,但却可提高混凝土的抗压强度;SEM分析可知,聚丙烯纤维的拔出效应可以有效增强聚丙烯纤维混凝土的断裂韧性;聚丙烯纤维的掺杂会降低混凝土的动态弹性模量,提高混凝土的静态弹性模量,掺杂0.45%(质量分数)聚丙烯纤维增强混凝土的静态弹性模量最高,其91 d静态弹性模量为37.5 GPa;用10%(质量分数)硅灰替代水泥后,混凝土的干缩应变比纯混凝土降低了9.2%,与普通纯混凝土相比,纤维含量为0.15%,0.30%和0.45%(质量分数)的聚丙烯纤维增强混凝土的干缩比最大分别降低了15.1%,18.4%和18.2%;硅灰和聚丙烯纤维的掺杂可有效降低混凝土的干缩,而且随纤维含量的增加,收缩应变逐渐降低。     

废旧地毯纤维混凝土材料的实验研究

成功制备了废旧地毯纤维混凝土材料。通过红外光谱仪、万能试验机和扫描电子显微镜等手段研究了废旧地毯纤维的化学组成、力学性能和形貌,并探讨了不同废旧地毯纤维掺量对混凝土抗裂、抗压和抗渗性能的影响,在性能及工艺成本方面与聚丙烯纤维混凝土进行比较和分析。结果表明:从地毯中可回收大量廉价的聚丙烯纤维,可用于制备纤维混凝土;与普通混凝土相比废旧地毯纤维混凝土渗水高度降低60%左右,减裂效果可提高约70%,具有与聚丙烯纤维混凝土相同的抗渗减裂效果。利用废旧地毯纤维制备纤维混凝土材料,既可以减少环境污染,变废为宝,又可改善普通混凝土的抗渗和抗裂性能,具有良好的经济效益和社会效益。     

改性聚丙烯纤维对发泡水泥性能的影响

采用丙烯酸化学接枝法对聚丙烯纤维进行表面改性, 研究了改性聚丙烯纤维对发泡水泥塑性收缩开裂、 力学性能及泡孔结构的影响。结果表明, 改性聚丙烯纤维可改善发泡水泥的泡孔结构, 并降低其塑性收缩开裂、 细化其塑性收缩裂缝, 同时可提高其抗折、 抗压强度及弯曲韧性。纤维与水泥的质量比为0.7%时, 试样的泡孔结构明显改善, 塑性收缩开裂值下降了85.4%, 且缝宽小于1 mm的塑性收缩裂缝比例高达73.1%, 同时试样抗折及抗压强度分别增加48.8%和30.3%, 弯曲韧性显著增加。利用傅里叶变换红外光谱仪、 SEM、 光学显微镜对改性前后聚丙烯纤维表面基团及发泡水泥试样的断面微观形貌、 泡孔结构进行了分析, 探讨了改性聚丙烯纤维的作用机制。     

氧化石墨烯复掺纤维水泥基复合材料研究综述

氧化石墨烯(GO)作为石墨烯(G)的衍生物有着与石墨烯相类似的力学性能和导热性能等优异性能,并且其亲水性官能团使其相比于石墨烯来说更容易在水中分散从而更容易与水泥基相结合。大量研究已表明GO掺入水泥基中不但可以增强水泥基的力学性能和耐久性能还可以增强水泥基的电磁屏蔽性能、导热性能等性能,为多功能型、智能型混凝土的开发提供了可能。以GO复掺其他功能纤维材料在水泥基中的应用为中心,简述了GO的性能特点、结构特质从而表明GO在水泥基材料中应用的广度和范围,并重点综述了GO的分散性研究和GO复掺纤维水泥基的工作性能、水化过程、力学性能、耐久性能、功能性能的研究,并对未来GO复掺纤维水泥基材料研究的方向进行了展望。     

改性聚丙烯纤维对发泡水泥性能的影响

采用丙烯酸化学接枝法对聚丙烯纤维进行表面改性,研究了改性聚丙烯纤维对发泡水泥塑性收缩开裂、力学性能及泡孔结构的影响.结果表明,改性聚丙烯纤维可改善发泡水泥的泡孔结构,并降低其塑性收缩开裂、细化其塑性收缩裂缝,同时可提高其抗折、抗压强度及弯曲韧性.纤维与水泥的质量比为0.7％时,试样的泡孔结构明显改善,塑性收缩开裂值下降了85.4％,且缝宽小于1 mm的塑性收缩裂缝比例高达73.1％,同时试样抗折及抗压强度分别增加48.8％和30.3％,弯曲韧性显著增加.利用傅里叶变换红外光谱仪、SEM、光学显微镜对改性前后聚丙烯纤维表面基团及发泡水泥试样的断面微观形貌、泡孔结构进行了分析,探讨了改性聚丙烯纤维的作用机制.     

聚丙烯纤维混凝土特性及施工应用

聚丙烯纤维混凝土可以克服普通混凝土抗弯能力差,易开裂等缺点,是一种新型的纤维混凝土建材。在研究聚丙烯纤维混凝土多方面性能的基础上,结合工程实践在实践中进一步对理论结果进行验证。证明聚丙烯纤维混凝土具有良好的防裂性能、变形、韧性、抗渗、抗冻、耐磨、抗冲击、耐久性均优于普通混凝土结构。     

混杂纤维混凝土的研究进展

本文从纤维混凝土增强机理、纤维的混杂效应、混杂纤维混凝土力学性能、混杂纤维混凝土耐久性能及高温后混杂纤维混凝土力学性能五个方面,对国内外的混杂纤维混凝土研究现状进行了总结。最后,提出了当前研究存在的问题和有待进一步努力的方向。     

掺PVA纤维的抗裂改性水泥的性能与应用研究

抗裂性差是水泥基材料存在的主要问题之一,严重影响水泥基材料物理力学性能和耐久性。本文对掺PVA纤维的抗裂改性水泥的性能与应用进行了研究。结果表明,与普通水泥砂浆相比,掺PVA纤维的抗裂砂浆的强度、变形性能、抗裂性和耐久性均具有明显改善。PVA纤维增强抗裂砂浆技术在工程中得到了实际的应用。     

表观密度和聚丙烯纤维对泡沫混凝土收缩开裂的影响

以普通硅酸盐水泥为胶凝材料制备了表观密度达130kg/m3、强度为0.23MPa的低表观密度泡沫混凝土。探讨了表观密度和聚丙烯纤维对泡沫混凝土性能的影响。结果表明,表观密度的下降可显著降低泡沫混凝土的强度和弹性模量,减轻塑性收缩开裂程度;聚丙烯纤维对低表观密度泡沫混凝土干燥收缩和硬化早期干缩开裂的抑制效果显著。     

克裂速纤维增强混凝土抗裂性能

用聚丙烯纤维来防止混凝土的早期塑性收缩裂缝是近年来为解决混凝土裂缝难题而采取的新措施。研究了两种聚丙烯纤维(Cemfiber和DF)的掺量、纤维种类等参数对塑性收缩裂缝的影响规律;分别采用圆形、平板状试件来研究砂浆、普通混凝土和高性能混凝土的抗裂性能。研究结果表明:(1) 聚丙烯纤维可以显著提高混凝土抗裂能力,纤维掺量越高,抗裂能力越强;(2) 为防止裂缝,应该尽可能降低水泥用量和提高骨料用量;(3) 聚丙烯纤维提高混凝土抗裂能力的主要原因是纤维提高混凝土的早期应变能力、减小收缩应变、提高塑性抗拉强度和减小毛细管的表面张力。     

高性能混凝土在箱梁预制施工中的应用

高速铁路要求使用寿命为100年,普通混凝土已经不能满足需要,需要使用以耐久性为基本要求,采用常规材料和工艺制造的水泥基混凝土中掺入一定量的矿物掺和料和专用复合外加剂,用较低的水胶比和较少的水泥用量,并在施工时采取严格的质量控制措施制备的满足要求的力学性能,并具有较高的耐久性能和良好的工作性能的混凝士。这种混凝土我们称之为高性能混凝土。     

不同预浸骨料-PVA纤维对再生混凝土力学性能的影响

为研究纳米SiO2溶液和水泥净浆改性再生粗骨料后,掺入聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)纤维再生混凝土的基本力学性能和动态力学性能,分别对不同浓度的纳米SiO2溶液和不同水灰比的水泥净浆进行再生骨料浸泡预试验,选定浓度为2wt％的纳米SiO2溶液和水灰比为0.5的水泥净浆,对改性后再生混凝土的力学性...     

超高性能水泥基复合材料的多尺度设计与抗爆炸性能研究进展

超高性能水泥基复合材料(Ultra-high performance cementitious composites,UHPCC)是一种具有超高强度、超高韧性、超高耐久性和良好体积稳定性的新型水泥基复合材料.超高性能水泥基复合材料因其优异的力学性能和耐久性能,在超高层建筑、桥梁、隧道、海上平台、核反应堆安全壳及军事防护工程等领域中具有广阔的应用前景.近年来,国内外意外爆炸事故和恐怖爆炸袭击事件时有发生,许多建筑和防护工程面临着爆炸等强动载的冲击作用,而现有的大多数建筑结构无法抵御爆炸载荷的冲击,将建筑结构爆炸风险降低到可接受水平迫在眉睫.目前存在的防护工程材料大多为普通强度(C30～C50)等级的混凝土或普通纤维增强混凝土,抗爆能力普遍较弱,研究强度等级高、抗爆炸性能好的超高性能水泥基复合材料逐渐成为防护工程材料研究的热点.本文通过对爆炸现象的基本特点及对建筑物破坏形式的分析,结合对水泥基复合材料抗爆炸原理的研究,从纤维混凝土、珍珠层混凝土、梯度混凝土等细微观结构设计,以及泄爆结构、性能目标等宏观结构设计两个角度,重点综述了抗爆炸高性能水泥基复合材料的细-微-宏观多尺度结构设计及其性能优化研究进展,对爆炸作用下超高性能水泥基复合材料的结构损伤破坏机理研究进展以及应用现状进行了阐述.最后,进一步探讨了抗爆炸超高性能水泥基复合材料研究中存在的问题,并展望了相关研究与发展趋势.     

水泥混凝土道面早期抗裂性能试验研究

针对传统的普通道面混凝土施工后经常出现裂缝的现象,分析了裂缝产生的原因,提出在普通道面混凝土中掺加粉煤灰、聚丙烯纤维的新型道面混凝土,采用平板法进行了抗裂性能对比试验。结果表明：在普通道面混凝土中单掺粉煤灰或聚丙烯纤维,都能提高混凝土的抗裂性,而粉煤灰和聚丙烯纤维双掺的新型道面混凝土更能有效防止裂缝的发生,显著延长道面使用寿命。     

码头面层纤维混凝土的抗冲击性能与增韧机理

在C30素水泥混凝土中分别添加聚丙烯纤维、尼龙纤维、钢纤维配制纤维混凝土,进行抗弯曲冲击试验。以初裂次数、终裂次数、冲击韧性评价混凝土抗冲击性能的优劣。试验结果表明:添加钢纤维、聚丙烯纤维、尼龙纤维混凝土的冲击韧性分别是素混凝土冲击韧性的15.1倍、3.4倍、2.7倍。结合冲击破坏断裂特征,分析了纤维混凝土承受冲击载荷作用的几种能量吸收机制,对增韧机理进行了分析。钢纤维、聚丙烯纤维、尼龙纤维混凝土,纤维拔出功消耗能量分别是纤维断裂功消耗能量的25倍、1.72倍、0.93倍。纤维的滑移、拔出、断裂是聚丙烯纤维、尼龙纤维混凝土提高抗冲击性能的主要因素,钢纤维混凝土的抗冲击能力提高幅度最大除了纤维的滑移、拔出因素外,还归功于钢纤维对裂纹面的桥接作用。     

氧化镧/聚丙烯防X射线复合纤维的制备及性能表征

先采用熔融纺丝方法制备了不同氧化镧含量的氧化镧/聚丙烯复合纤维,然后采用对二甲苯在相同处理时间(1 h)不同温度(105~109℃)下溶解复合纤维中的部分聚丙烯基体以提高纤维中氧化镧含量,并对处理过后的纤维进行扫描电镜、X射线屏蔽性能等测试。此外,采用硅烷偶联剂改性氧化镧,通过熔融纺丝法制备了表面活性氧化镧/聚丙烯复合纤维,并对其作了差示扫描量热分析、扫描电镜、力学测试等性能表征。实验结果表明,随未改性氧化镧添加量增加,纤维力学性能下降,玻璃化转变温度向低温方向移动,纤维热稳定提高;有机改性可改善氧化镧在聚丙烯中的分散,提高纤维的力学性能,纤维玻璃化转变温度较纯聚丙烯纤维升高;用对二甲苯在107℃处理1h所获取的复合纤维中氧化镧含量最高,X射线屏蔽性能最优。