玄武岩纤维再生混凝土路用性能研究

为研究废旧水泥路面再生骨料对混凝土路用性能影响,基于试验探究再生骨料取代率对混凝土强度及耐磨性能影响。根据再生混凝土初步试验结果,进一步掺加玄武岩纤维,探讨玄武岩纤维掺量对再生混凝土抗压、抗折强度及抗裂性能影响。结果表明,随着再生骨料取代率的增加,再生混凝土抗压、抗折强度及耐磨性能均不断降低。在混凝土中掺加适量的玄武岩纤维有利于提高再生混凝土抗压强度、抗折强度,极大程度改善再生混凝土抗裂性能。     

玄武岩纤维混凝土基本力学性能研究

随着我国技术、经济的迅猛发展,基础设施建设中不断引用"新技术、新工艺、新材料、新设备"等4新技术,不断解决施工过程中存在的问题。为避免混凝土产生有害裂缝,增加混凝土的耐久性与耐候性,特在混凝土中掺拌玄武岩纤维,以此减少裂缝的产生。文中通过试验研究了纤维掺量对混凝土试件的抗压强度和抗劈拉强度的影响。结果表明,玄武岩纤维可显著提升试件的抗压强度和抗劈拉强度。随着纤维掺量的增加,抗压强度呈现出先增加后减少的趋势,纤维掺量为0.4%时,其28d抗压强度达到96.25MPa,相比素混凝土性能提升34.37%;抗劈拉强度因玄武岩纤维的桥接作用,纤维掺量为0.4%时,性能相较基准混凝土提升29.34%。该种纤维混凝土可解决需要保证路基路面不易开裂的施工问题。     

密封防水剂改善水泥混凝土性能的试验分析

为提高水泥混凝土的耐久性,采用密封防水剂对混凝土进行养护和加固,从混凝土吸水率、抗压强度、抗碳化深度、耐磨耗性能和抗盐冻试验等方面进行对比试验。试验结果表明:刷涂密封防水剂后混凝土吸水率由2.32%降低至0.94%,混凝土试件的抗压强度有一定程度的增加;试件7d碳化深度降低51.8%;混凝土表层耐磨度降低46.8%;试件盐冻试验表面砂浆层剥落量降幅达60%。刷涂密封防水剂后,混凝土内部变得更致密,经密封防水剂养护后的混凝土体在沿海及盐腐蚀较为严重的地区,具有更好的抵抗盐腐蚀的性能。     

硫酸盐-冻融共同作用下隧道衬砌支护喷射混凝土劣化性能研究

为研究地铁隧道衬砌支护结构在恶劣环境下的劣化问题,以西部地区地铁隧道服役过程中典型的气候条件和腐蚀环境为背景,研究冻融和盐溶液侵蚀情况下隧道衬砌支护结构的耐久性能。依据兰州秋冬环境温度和地下水中硫酸盐的离子质量浓度设计室内硫酸盐-冻融侵蚀试验,研究不同掺量的粉煤灰和玄武岩纤维对衬砌支护喷射混凝土在不同冻融循环次数作用下的质量损失率、相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数的影响,并根据试验结果建立考虑粉煤灰掺量和玄武岩纤维掺量的抗压强度衰减模型。结果表明： 1）粉煤灰和玄武岩纤维对衬砌支护喷射混凝土性能提升的最优掺量分别为20%和0.1%。2）混凝土的质量损失率随冻融循环先增大后降低,到后期又持续增大;随着粉煤灰和玄武岩纤维掺量的增大,衬砌支护喷射混凝土的质量损失率降低,当粉煤灰和玄武岩掺量分别达到30%和0.15%时,对质量损失率的降低出现负效应。3）喷射混凝土的相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数随着冻融循环次数的增大在初期损失较小,之后迅速增大。     

玄武岩纤维增强混凝土的力学性能研究

纤维增强混凝土(Fiber-Reinforced Concrete,FRC)作为一种可靠的新型材料已经被广泛应用于建造路面、大型工业地板和机场跑道。采用玄武岩短切纤维开发了一种称为玄武岩纤维增强混凝土(Basalt Fiber-Reinforced Concrete,BFRC)的FRC材料,以寻求混凝土28 d抗压强度和断裂模量的改善,鉴于断裂模量对路面、工业地板和机场跑道建设的重要性。成型了不同纤维长度和纤维掺量的玄武岩纤维混凝土试件。过高的纤维掺量会导致纤维结团,不利于混凝土的拌和与成型,使用长纤维会使这一问题更加严重。结果表明:玄武岩纤维长度为36 mm,掺量为8 kg/m~3时,混凝土的抗压强度和断裂模量最佳。讨论了不同玄武岩纤维混凝土和普通混凝土的试验结果。     

桥面纤维混凝土路用性能研究

到目前为止,我国对于纤维混凝土桥面铺装路用性能的研究尚不充分。本文选择聚丙烯粗纤维和玄武岩纤维两种常用纤维,研究了纤维掺量对混凝土路用性能的影响规律,进一步探讨纤维掺量对混凝土早期开裂的影响规律。试验结果表明:聚丙烯纤维混凝土的抗折和抗压强度均呈现随着纤维掺量的增加而先增加后减少的发展趋势;掺入纤维后混凝土从7d开始干缩率得到抑制降低,并且随着纤维掺量的增加,干缩率降低的幅度也在逐步增大;纤维的加入能够明显提高混凝土韧性和早期抗裂性。     

桥面纤维混凝土路用性能研究

到目前为止,我国对于纤维混凝土桥面铺装路用性能的研究尚不充分。本文选择聚丙烯粗纤维和玄武岩纤维两种常用纤维,研究了纤维掺量对混凝土路用性能的影响规律,进一步探讨纤维掺量对混凝土早期开裂的影响规律。试验结果表明:聚丙烯纤维混凝土的抗折和抗压强度均呈现随着纤维掺量的增加而先增加后减少的发展趋势;掺入纤维后混凝土从7d开始干缩率得到抑制降低,并且随着纤维掺量的增加,干缩率降低的幅度也在逐步增大;纤维的加入能够明显提高混凝土韧性和早期抗裂性。     

全浸泡养护对混凝土力学性能影响的试验研究

混凝土的养护对材料的力学性能及耐久性的影响很大,为探讨混凝土全浸泡养护的可行性,采用试验方法,加工混凝土标准试件,并采用不同的浸泡时间及温度对其进行养护,对其28天的抗压强度及弹性模量进行测试同时与标养条件下的结果进行对比;同时以台州湾跨海特大桥TS09标段为工程依托,采用钻芯法和回弹法对预制桥面板构件在全浸泡养护条件下的强度等进行了测试。结果表明温度在20℃及以上时,混凝土全浸泡养护的时间对其力学性能不会造成明显影响,但当温度低于20℃时,混凝土的抗压强度会随着浸泡养护时间的增加而明显降低,并且温度越高,混凝土的抗压强度也会越高。采用全浸泡的养护方式在实际工程中是可行的。     

IHFRP布约束混凝土棱柱轴压力学性能试验研究

通过21个混凝土棱柱的轴心抗压性能试验,研究了碳、玻纤维层内混杂纤维布(IHFRP)约束混凝土柱的破坏形态、应力-应变全曲线、峰值应力、峰值应变和变形性能.试验结果表明:(1) IHFRP显著提高了柱的承载力,对于相同层数纤维布约束试件随着混杂纤维布中碳纤维含量的增加,承载力增长越显著;(2)基于试验数据线性回归得到了混杂纤维布约束混凝土棱柱的强度计算公式,IHFRP约束混凝土棱柱的强度约束系数为5.45; (3)IHFRP显著改善了柱的延性性能,通过延性指数较好地分析了约束混凝土棱柱的变形性能.     

钢纤维再生混凝土碳化深度影响因素研究

将钢纤维加入再生混凝土中能够有效解决再生混凝土耐久性差、强度低等问题。通过正交试验设计试件的配合比,对不同配合比试件的抗压等性能进行研究。分析影响钢纤维再生混凝土性能的主要因素,并通过10组不同配合比试件的碳化试验分析了影响钢纤维再生混凝土碳化深度的因素。研究表明:试件抗拉强度的主要影响因素为钢纤维体积率;工作性能的主要影响因素为再生骨料取代率、钢纤维体积率;抗压强度的主要影响因素为水胶比、再生骨料取代率;钢纤维体积率小于1.8%时,抗碳化性能随着钢纤维体积率的增加而增强;钢纤维体积率高于1.8%时,随着钢纤维体积率的增加,抗碳化性能略有降低。     

爆炸荷载下CFRP加固桥墩的动力响应分析

采用ANSYS/LS-DYNA软件对钢筋混凝土桥墩进行爆炸模拟分析,分析3种CFRP(碳纤维增强复合材料)加固方式下桥墩的抗爆性能。模拟结果表明,CFRP加固能显著减小桥墩在爆炸荷载作用下的侧向位移,有效提高桥墩的整体承载能力和抵抗局部破坏的能力,是一种高效的抗爆加固技术;加固模式M(以仅桥墩端部包裹0.8 m CFRP)21.7%的材料用量实现了与加固模式W(全墩高包裹CFRP)基本相同的加固效果;由于CFRP条带的剥落及条带间混凝土的局部破坏,不推荐加固模式E(全墩高条带包裹CFRP)对桥墩进行抗爆加固。     

松花江公路大桥结构混凝土耐久性试验

为掌握松花江公路大桥结构混凝土的性能退化规律,利用该桥主要构件实际施工时的材料及配合比制作了一批混凝土试件,进行耐久性试验。试验内容包括:混凝土碳化试验、冻融试验、冻融损伤影响下的氯离子渗透试验、碱骨料反应试验。试验结果表明:大桥主要构件混凝土抗压强度均达到了设计强度等级;混凝土碳化深度受混凝土强度影响较大且受冻融循环作用的影响较为明显;主桥桥墩和引桥桥墩的混凝土试件冻融损伤最为严重;与水冻破坏相比,除冰盐环境下混凝土的冻融破坏更加严重;冻融损伤对氯离子渗透影响显著;粗骨料存在潜在碱-硅酸反应危害。     

混杂纤维增强内养生水泥混凝土力学、收缩及断裂性能研究

为明确玄武岩-聚丙烯混杂纤维与超吸水性聚合物(super-absorbent polymer,SAP)内养生剂对水泥混凝土性能的协同增强效果,借助抗压强度试验、弯曲试验、干燥收缩试验及平板塑性开裂试验,研究了混杂纤维掺量对SAP内养生水泥混凝土力学性能、断裂性能及收缩、抗裂性能的影响规律。基于扫描电镜试验,揭示了混杂纤维和SAP对水泥混凝土的增韧阻裂机理。结果表明:混杂纤维的掺入可有效提升水泥混凝土抗压强度和抗弯拉强度;混杂纤维-SAP改性水泥混凝土的断裂能相比SAP改性混凝土提高了105. 95%,单位面积总开裂面积降低了73. 7%;混合纤维与SAP的加入显著降低了水泥混凝土的收缩率,同时减少了混凝土收缩稳定所需时间; SAP所释放的内养生水分有效促进了胶凝材料的水化反应,而同时混杂纤维可对基体起到增韧作用,二者的有效结合对于增强水泥混凝土的力学性能和抗裂性能具有积极意义。     

碳纤维包裹下混凝土的动态力学性能研究

为研究在强动载冲击下、径向碳纤维布约束条件下的混凝土动态力学性能,采用SHPB(分离式霍普金森杆)技术对C40混凝土试件及碳纤维布包裹的C40混凝土试件进行累计冲击压缩试验,测试出试件在不同冲击加载条件下的平均应变率、破坏应力、破坏应变等。同时采用表面直透法对试件进行损伤检测,并用多次冲击有效试验来讨论累计损伤特性。通过对两者特性对比分析,得出混凝土在碳纤维包裹下延性和强度均得到提高,且延性增加的更为明显,同时得出D值与破坏形态的对应关系。对比素混凝土,证明碳纤维布能提高混凝土抗冲击能力。     

冻融交替环境下道面聚丙烯腈纤维混凝土的抗冻性能试验

在冻融交替环境下,研究了道面聚丙烯腈纤维混凝土的抗冻性能,结果表明,采用高效减水剂的C45组试件,经300次冻融循环,掺有0.10%纤维的试件比未添加试件质量损失率要高,试件A—2、A—3抗压强度与抗弯强度均比冻融前要高。采用普通减水剂的C55组试件,经180次冻融循环,未添加纤维试件A—0质量损失率要高与添加的试件,经300次冻融循环,掺加纤维的3个试件质量损失率相差较小,相对动弹性模量均大于93.0%,且抗压强度均出现下降,抗折强度均比未添加试件的要高,循环250次,试件A—0已破坏严重。SEM照片表明,纤维表面平行刻痕非常多,有大量水化产物附着在上面,纤维空间网状协调效应得到充分发挥。掺入高效减水剂的混凝土抗冻融性能要好于普通减水剂。     

外加剂改性水泥石灰土力学及收缩特性试验研究

为提高水泥石灰土的力学性质和抗收缩性能,研究了TG土壤固化剂、聚丙烯纤维、玄武岩纤维对水泥石灰土的抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量及收缩性的影响。试验结果表明:在试验掺量范围内,随TG固化剂掺量的增加水泥石灰土的抗压强度增大,而单掺聚丙烯纤维或玄武岩纤维能明显增强水泥石灰土的劈裂强度。TG固化剂与纤维混合添加对水泥石灰土力学和收缩性能的提高幅度高于添加一种材料,尤其是TG固化剂与玄武岩纤维的混掺效果更佳。     

纤维增强水泥稳定碎石路用性能研究

本文选取玄武岩纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维三种常用工程纤维,系统研究纤维种类和掺量对对水泥稳定碎石混合料抗拉强度、抗压强度、抗压回弹模量和干燥收缩等性能的影响规律,以期为经济抗裂型水泥稳定碎石配合比设计提供参考。试验结果表明纤维的掺入对水泥稳定碎石抗压强度影响较小,对劈裂强度、抗压回弹模量、干缩系数和温缩系数影响均较为显著。玄武岩纤维对水泥稳定碎石劈裂强度和抗压回弹模量影响最为显著,聚酯纤维改善干缩系数效果最好,聚酯纤维和聚丙烯纤维改善温缩系数效果相当。     

纤维沥青混凝土的动态参数试验研究

通过动态抗压试验和动态劈裂试验研究了不同纤维掺量沥青混凝土的动态性能参数。选用5种聚酯纤维掺量的沥青混凝土圆柱体试件和马歇尔试件,每种纤维掺量制作4个试件,在MTS810材料试验机上进行试验。通过试验确定不同纤维掺量沥青混凝土的动态抗压模量和劈裂回弹模量,对纤维沥青混凝土的动态性能机理进行了分析,并且讨论了动静态抗压模量之间的关系以及纤维掺量与动态模量之间的关系。结果分析表明,加入纤维后的沥青混凝土表现出与普通沥青混凝土相似的动态响应规律,沥青混凝土的动态模量与纤维掺量之间存在较好的相关性,适量的加入纤维会改善沥青混凝土的动态模量等主要动态参数,从而有效增强其综合路用性能。根据动、静态分析结果的基础上给出此种聚酯纤维沥青混凝土的合理纤维掺量在0.20%~0.25%之间。     

多孔混凝土基层模量研究

通过小梁试件三分点加荷试验及棱柱体试件轴心抗压试验,分别测试多孔混凝土的弯拉弹性模量与轴心抗压弹性模量。对试验结果进行回归分析,得出多孔混凝土弯拉弹性模量与弯拉强度、抗压弹性模量与轴心抗压强度之间分别符合相关性良好的幂指数关系,并据此得出多孔混凝土弯拉弹性模量与弯拉强度、抗压弹性模量与轴心抗压强度的对应关系表,作为其弹性模量的推荐值。     

基于强度试验分析的公路工程轻骨料混凝土配合比设计及其性能研究

轻骨料混凝土干密度不大于1 950 kg/m~3,大多数试件强度不小于40 MPa可被定义为高强度混凝土。除此之外,在7 d和28 d的抗压强度方面,轻骨料混凝土也比普通混凝土略高;轻骨料混凝土的轴压比、劈裂抗拉强度、抗折强度均高于同等级的普通混凝土。结合试验,对公路工程轻骨料混凝土配合比进行设计,在此基础之上对其性能进行了研究。研究表明:砂率、水灰比、陶粒、筒压强度、是否预吸水是影响轻骨料混凝土强度的主要因素,适当降低水灰比能提高混凝土强度;适当提高体积砂率可将轻骨料混凝土强度提高;对陶粒进行预吸水处理后,在一定配合比下轻骨料混凝土强度将被提高;混凝土的抗压强度对于等级相同的陶粒来说,最大粒径越大,其抗压强度越小。