纤维混凝土隧道衬砌力学性能研究综述

混凝土是由细骨料、粗骨料、水泥等材料组成的一种复合材料,在混凝土基体中掺入纤维可在一定程度上改善混凝土的性能。文章主要从静力学和动力学两个方面对目前国内外关于纤维混凝土隧道衬砌力学性能的研究现状展开阐述和分析,在静力学方面主要从纤维掺量、纤维种类、形状、承载力计算方法等方面对其抗压、抗剪以及韧性性能进行了深入的研究和探讨;在动力学方面主要分析研究了纤维混凝土结构的变形破坏机制以及纤维的种类、掺量、尺寸大小等对纤维混凝土的抗震、抗冲击和抗爆三个方面的影响。结果表明,在混凝土中掺入一定量的纤维后,其抗压、抗剪以及韧性性能都得到明显的提高;在混凝土中加入纤维能够阻止混凝土内部裂纹的产生和发展,改善混凝土在动力响应作用下的结构变形;如何充分发挥纤维混凝土的韧性性能以及确保复杂地质条件下纤维混凝土隧道衬砌结构的安全性是今后研究的热点和难点。     

纤维和膨胀剂对混凝土性能的影响

文章结合工程实例,进行了杜拉纤维和膨胀剂配合比及性能试验分析.试验结果表明,混凝土中掺入高强度、低延伸性杜拉纤维后,能够有效地提高混凝土抗裂性能和早期抗收缩性能;复合掺加杜拉纤维和膨胀剂对抑制混凝土干燥收缩的效果较优,具有良好的工程应用价值.     

纤维素纤维在某大型地下结构工程裂缝控制中的应用研究

地下结构工程由于过早开裂导致渗水、钢筋锈蚀等现象而影响正常使用,文章通过在地下结构工程混凝土中掺入纤维素纤维,研究了混凝土塑性抗裂试验及现场试验段裂缝控制,通过试验数据及调查结果证实了掺加纤维素纤维是提高大体积混凝土抗裂防渗能力的有效途径。     

桥梁伸缩缝过渡区混凝土性能优化研究

文章根据桥梁伸缩缝结构受力特点,以C50混凝土配合比为基准,通过试验研究双掺EVA-HPMC对硫铝酸盐水泥混凝土力学性能、耐久性、收缩性等性能的影响。研究表明:EVA与硫铝酸盐水泥具有良好的适应性,随着掺量的增加,混凝土弯拉强度、粘结强度、耐久性等指标均有明显提升,HPMC的复合掺入进一步改善上述指标并对混凝土早期塑性开裂改善明显。同时,通过EVA-HPMC掺量变化对混凝土性能的改善趋势,提出了EVA经济掺量为4%的建议,并建立了EVA-HPMC改性硫铝酸盐水泥混凝土拉拔粘结强度与劈裂抗拉强度的幂函数相关关系。     

T梁伸缩缝槽口构造设计对混凝土拉应力的影响

为研究连续T梁伸缩缝构造设计对混凝土拉应力的影响,文章基于Ansys平台建立了T梁上部结构实体单元有限元模型,探究了不同伸缩缝类型和不同汽车荷载分项系数对混凝土抗拉能力的影响,并从伸缩缝槽口构造措施方面研究了混凝土最大拉应力能需比的变化情况。研究表明:最不利荷载工况下T梁80型伸缩缝处的拉应力达3.83 MPa,远大于C50混凝土容许拉应力,而160型伸缩缝在减小混凝土的拉应力方面要优于80型伸缩缝;为进一步提高伸缩缝槽口处混凝土抗拉能力,槽口处混凝土应该采取加厚渐变处理。     

聚丙烯网状纤维混凝土在隧道衬砌中的应用试验研究

在隧道衬砌混凝土中掺入聚丙烯纤维,能显著增加混凝土的抗渗能力,对提高衬砌混凝土防水性能非常有利,并且能够增加混凝土的抗压、抗冲击、抗磨损和抗疲劳等特性.但掺入聚丙烯纤维后,混凝土工作性能和外观质量稍有降低,对自流无振捣混凝土衬砌施工有一定影响.文章介绍了在隧道衬砌中采用聚丙烯网状纤维混凝土的试验结果,并对聚丙烯纤维混凝土与钢纤维混凝土作了对比分析.     

海相地层地铁盾构隧道钢纤维混凝土管片材料性能试验研究

在普通混凝土中掺入一定量的短钢纤维可改善和提高结构的整体性能。目前钢纤维混凝土已在地上结构得到了应用,但在滨海海相地层地铁盾构隧道中尚无应用案例,其相关技术指标与设计参数尚需进一步研究与完善。为此,文章依托深圳地铁西丽湖—西丽区间隧道工程,采用室内试验分析方法,针对海相地层地铁盾构隧道钢纤维混凝土管片开展研究,结果表明:(1)钢纤维对混凝土的各项强度有一定的增强与改善作用;(2)钢纤维的长度及最大粒径粗骨料的合理比率对提高混凝土管片抗折强度十分重要;(3)砂率的变动对拌和料的和易性能产生较大的影响;(4)钢纤维存在一个合理的掺入量;(5)钢纤维使纤维混凝土的微裂缝减少,孔隙结构得到改善,从而提高了管片的抗渗性能。     

地铁隧道管片裂缝修补后的抗侵蚀性能研究

地铁隧道管片在生产、施工和运营过程中均可能产生裂缝,而管片裂缝修补后的耐久性优劣直接影响隧道安全。文章通过模拟地铁管片裂缝,采用氯离子渗透试验和硫酸盐侵蚀试验,研究了新型修补材料NR修补不同管片裂缝后的抗侵蚀性能,并与常用环氧树脂修补材料EC进行了对比分析。结果表明:采用NR修补不同管片裂缝后其抗Cl-渗透性均明显提高,其中对C60混凝土管片修补效果好于C50混凝土管片;对掺聚丙烯纤维管片的修补效果好于未掺聚丙烯纤维的管片;对PFC50和C60混凝土管片的修补效果要优于EC材料。采用NR修补后管片的抗硫酸盐侵蚀能力略有下降,C60混凝土管片修补后的抗硫酸盐侵蚀的抗压和抗折强度降幅均较C50混凝土管片的小,且抗压强度修复效果优于抗折强度;掺聚丙烯纤维管片裂缝修补后的抗硫酸盐侵蚀的抗压和抗折强度降幅均较未掺聚丙烯纤维管片的小,且抗压强度修复效果优于抗折强度;对C50和PFC50混凝土管片抗硫酸盐侵蚀的抗压强度的修补效果要优于EC材料,且对3种混凝土管片抗硫酸盐侵蚀的抗折强度的修补效果均要优于EC材料。     

桥梁伸缩缝混凝土损坏形式及修复方法

桥梁伸缩缝混凝土质量对于桥梁寿命具有直接影响。在各种因素影响下,桥梁伸缩缝混凝土极易产生不同形式的损坏。对此,要深入分析桥梁伸缩缝混凝土损坏的形式和原因,在此基础上采取有效方法对桥梁伸缩缝混凝土损坏进行修复。文章简述了桥梁伸缩缝混凝土的损坏形式,浅析了桥梁伸缩缝混凝土损坏的原因,探究了桥梁伸缩缝混凝土损坏的修复方法,以期为桥梁伸缩缝混凝土损坏修复提供借鉴。     

石粉对机制砂混凝土性能的影响研究

文章通过试验研究了石粉对机制砂混凝土工作性能、力学性能、强度、合理砂率及耐久性的影响规律。结果表明,在含量不超过10%的情况下,石粉对机制砂混凝土的物理力学性能及工作性能具有一定的改善效果;机制砂混凝土的合理砂率对石粉含量较为敏感,石粉含量为0%、5%和10%时的最佳砂率分别为36%、33%和30%;石粉的掺入降低了机制砂混凝土抗氯离子渗透性能。     

聚丙烯纤维再生混凝土路面工程经济性分析

文章利用价值工程原理分析了聚丙烯纤维再生混凝土在工程应用中的可行性和经济性,提出在再生混凝土中掺入聚丙烯纤维应用到公路路面上不仅可以节省成本,还可以带来一定的经济效益和社会效益,性价比高于普通骨料再生混凝土。     

工程纤维性能试验与研究

介绍了高强改性聚酯合成纤维和盾铃型钢纤维混合应用,并对混合纤维混凝土抗裂、增强基本性能与基准混凝土试件性能进行了对比试验研究,试验结果表明,混合纤维混凝土明显改善混凝土的抗冲击性能,提高混凝土抵抗早期收缩裂缝的能力,有利于提高混凝土在恶劣环境下结构的耐久性.     

矿物掺合料对塑钢纤维增强水泥混凝土力学性能的影响

采用聚丙烯塑钢纤维制备纤维混凝土,通过抗压强度、抗弯拉强度和纤维拔出试验分析了矿物掺合料对塑钢纤维混凝土力学性能的影响。结果表明,塑钢纤维的加入可明显提高混凝土的抗压和抗弯拉强度,并且混凝土的韧性得以改善;单掺粉煤灰或硅灰对塑钢纤维混凝土的强度改善有限,但可大幅提高塑钢纤维混凝土的力学性能和韧性;粉煤灰和硅灰的超叠加效应使得混凝土结构内部更加致密和均匀,水化更充分,所以塑钢纤维与基体的粘结性能大幅提高,并导致塑钢纤维混凝土各项性能的改善。     

隧道衬砌混凝土抗硫酸盐侵蚀耐久寿命预测模型研究

文章通过对硫酸盐侵蚀机理的分析,得出了自然劣化衰减方程;并根据规范中规定的混凝土强度耐蚀系数低于75%时混凝土寿命到期的基本原则,建立了混凝土抗硫酸盐侵蚀的耐久寿命预测模型;同时选取主要参考点建立了硫酸根质量浓度、水胶比、矿物掺合料掺入种类和掺量,以及不同养生方式的影响系数函数。综合考虑这些因素对衬砌混凝土耐久性的影响,得出了混凝土抗硫酸盐侵蚀的寿命预测方程,并对各种胶凝材配方混凝土的耐久寿命进行了预测。预测结果表明,多元复掺胶凝材对混凝土的抗硫酸盐侵蚀具有良好的效果,考虑多因素的混凝土寿命预测模型简单实用。     

内养生剂对大体积混凝土收缩变形特性的影响研究

目前公路大体积混凝土工程中较少采用内部养护方法,文章通过研究内养生调节大体积混凝土温度分布均匀性以及收缩变形特性,分析对比掺入内养生剂的混凝土与普通混凝土的内外温度差。研究表明:掺入内养生剂有利于调节大体积混凝土温度均匀性,在不同养护条件下掺入不同剂量内养生剂时,内养生剂掺量越大,收缩率减小的幅度越大,而0.2%的内养生剂掺量的效果及经济性最佳。     

抗车辙沥青路面性能研究

文章在已有研究基础上,对沥青混合料掺入粒化聚合物时的路用性能进行研究,得出以下结论:对于沥青混合料的高温抗车辙性能而言,掺入粒化聚合物能够使其得到明显的改善;对于沥青混合料的水稳定性以及低温弯曲性而言,在掺入粒化聚合物之后,其改善效果并不明显;在沥青混合料中添加粒化聚合物之后,能够使其抗疲劳性能有所改善,并且比改性沥青具有更大的改善幅度。     

聚丙稀微纤维喷混凝土在隧道施工中的应用

在喷混凝土中掺加一种新型材料--聚丙稀微纤维,是改善喷混凝土性能的一种有效方法.文章主要介绍了微纤维的性能及微纤维喷混凝土在隧道施工中的应用情况,以及微纤维喷混凝土施工技术在降低成本等方面的显著效果,值得广泛推广和应用.     

玄武岩纤维对桥面铺装混凝土性能的影响研究

为了研究玄武岩纤维对桥面铺装混凝土性能的影响,文章设计了5种不同玄武岩纤维掺量的桥面铺装混凝土试件,针对不同玄武岩纤维掺量的桥面铺装混凝土进行力学性能及冻融损伤性能分析。结果表明:(1)随着玄武岩纤维的增加,桥面铺装混凝土在冻融损伤和未冻融损伤情况下的强度均呈先增大后减小的变化趋势;(2)适量的玄武岩纤维有利于改善桥面铺装混凝土的力学性能,其最佳掺量为0.1%;(3)玄武岩纤维过量在混凝土内部难以均匀分布,容易产生成团现象,致使混凝土的粘结力下降,故不利于改善桥面铺装混凝土的力学强度。     

秸秆纤维改性沥青混合料的试验及应用研究

文章对比木质素纤维改性效果,制备玉米秸秆纤维并对其在沥青混合料中的改性效果及相关性能进行了研究,同时铺筑试验路段对玉米秸秆纤维改性沥青混合料的实际应用效果进行了评价。室内试验表明:普通沥青混合料在掺入0.3%玉米秸秆纤维后,其动稳定度提高了30.8%,低温破坏应变提高了20.3%,冻融劈裂强度比与残留稳定度分别提高了4.1%、4.5%,路用性能优异;相比于木质素纤维改性沥青混合料,普通沥青混合料在掺入0.3%玉米秸秆纤维后,其高温稳定性优于前者,低温抗裂性与水稳定性能与前者相当。工程应用实例表明:采用玉米秸秆纤维进行沥青路面上面层铺筑的试验路段,在通车三年内路面平整度高,无车辙病害及明显裂缝产生,实际使用性能优异,可对其进行推广应用。     

掺硅粉路面混凝土性能与工艺研究

从抗折强度和经济性两方面研究了路面混凝土的硅粉最优掺量,并对强度、疲劳特性、脆性、耐磨性抗冻性等路用性能进行了研究.结果表明,与不掺硅粉路面混凝土相比,路面混凝土中按最佳掺量15～20kg/m3掺入硅粉,能显著提高路面混凝土的路用性能和降低工程造价,如抗折强度提高10%、极限拉伸应变提高22%以上、压折比降低7%、耐磨性提高42%和抗冻性能提高近10倍、材料费用可节约11%左右.最后对掺硅粉路面混凝土施工工艺和技术经济性进行了分析,表明掺硅粉混凝土在路面工程中应用是可行的.