碳纳米管混凝土抗开裂性能试验研究

在水灰比为0.28的水泥混凝土中掺入掺量为水泥质量0%、0.2%和0.4%的多壁碳纳米管,开展抗折强度试验、收缩试验和环形约束试验,研究碳纳米管掺量对混凝土抗开裂性能的影响。结果表明:在0～0.4%掺量范围内,混凝土的抗折强度随着碳纳米管掺量的增加而增大,当碳纳米管掺量为0.4%时,抗折强度可提高21.3%;混凝土的收缩应变随着碳纳米管掺量的增加而减小,收缩应变可减小约18.4%;碳纳米管的掺入有助于提高混凝土的抗开裂性能,其掺量越大,混凝土的抗开裂性能越好,其原因与碳纳米管的桥联作用有关。     

纤维对C50防水混凝土抗裂及防渗性能的影响研究

通过试验研究了单掺聚丙烯纤维、钢纤维和复合钢纤维与聚丙烯纤维对C50防水混凝土力学、防渗及抗裂性能的影响。结果表明:纤维的掺入对混凝土的抗压强度影响不大,可明显提高其劈拉强度和抗裂性能,但会降低其抗水渗透和抗氯离子渗透性能,适量的聚丙烯纤维与钢纤维复掺可改善其防渗性能;复合钢纤维-聚丙烯纤维混凝土的性能优于单掺两种纤维的混凝土;1.05%体积掺量的钢纤维和0.15%体积掺量的聚丙烯纤维复合时,混凝土性能最佳。     

橡胶微膨胀混凝土抗压和抗折强度试验研究

为研究膨胀剂与橡胶颗粒对混凝土抗压强度与抗折强度的影响,研究了在混凝土中掺入不同种类及不同掺量的膨胀剂和不同比例的橡胶颗粒的力学性能。试验结果表明,在混凝土中加入膨胀剂能提高混凝土的抗压强度,抗折强度,弥补了橡胶加入后混凝土强度的部分减少量,其中膨胀剂掺量为10%,橡胶掺量为6%时,两者复掺的性能优于其他掺量的混凝土试件,CSA膨胀剂的掺加对混凝土试件强度的提高要优于CHA膨胀剂。     

聚丙烯腈纤维增强水泥混凝土的抗弯性能

为了研究将体积掺率0．085％～0．17％的聚丙烯腈纤维(PAN)掺入水泥混凝土后，对硬化混凝土力学性能的效用，试验研究了新拌纤维混凝土的坍落度和容重，测定了纤维混凝土的抗压强度、弹性模量、抗劈裂强度；基于美国ASTM及日本JCI方法，用四点弯曲梁测得了抗弯初裂强度、抗弯拉强度和抗弯韧性等。试验证明：聚丙烯腈纤维能够均匀地分散在混凝土中，纤维混凝土无离析现象；该纤维对混凝土具有良好的增韧效应和一定的增强效应。腈纶纤维使混凝土由脆性破坏变为有较好的延展性，可用于修建高等级水泥混凝土路面、桥梁面板、机场道面、堆石坝面板和抗震防爆结构等。     

纤维品种和掺量对桥面板高性能混凝土耐久性能及微观结构的影响

为了系统研究纤维高性能混凝土的力学性能、抗冻性能、疲劳特性,将不同掺量的聚丙烯纤维、钢纤维、聚乙烯醇纤维掺入到掺加粉煤灰的C50高性能混凝土中,基于坍落度试验、抗压强度试验、抗除冰盐冻循环试验、冻融循环试验、弯曲疲劳试验,分析了纤维品种和掺量对高性能混凝土的力学性能、抗冻性和疲劳耐久性的影响,利用扫描电子显微镜从微观结构角度分析了力学性能试验的结论。结果表明,聚丙烯纤维、钢纤维和聚乙烯醇纤维掺量越高,高性能混凝土的工作性越差;掺加纤维能够改善高性能混凝土的抗压强度和弯拉强度,显著提高高性能混凝土的抗盐冻侵蚀性能、抗冻性能和抗疲劳耐久性能。聚丙烯纤维、钢纤维、聚乙烯醇纤维对高性能混凝土力学强度、抗冻性能和疲劳性能的影响存在界面增强效应、加筋阻裂效应的双重作用,从而有效延缓微裂纹的扩展和阻滞宏观裂缝的发生。适宜的聚丙烯纤维、钢纤维、聚乙烯醇纤维掺量应控制在0. 6～0. 9、1. 2～1. 5、0. 9～1. 2 kg/m3,建议工程实践中优先选择掺加聚乙烯醇纤维,研究成果为甄选纤维和确定经济合理的纤维掺量具有重要意义。     

九江长江公路大桥索塔高性能粉煤灰混凝土的早期抗裂与长期变形性能

结合九江长江公路大桥索塔工程,对掺粉煤灰的高性能混凝土配合比的早期开裂敏感性与长期变形性能进行了试验。结果显示,与同强度等级未掺粉煤灰的混凝土相比,掺入质量分数22.5%的Ⅰ级粉煤灰等量取代硅酸盐水泥配制的C50混凝土,其不仅具有良好的工作性能和力学性能,且水化热温升和早期自收缩下降、温度应力储备增加、抗塑性收缩开裂能力提高;同时,长期干燥收缩和徐变降低。掺入0.75kg/m3聚丙烯纤维可进一步提高其早期抗裂性能。     

聚丙烯纤维碾压混凝土的性能实验分析及其在路面大修施工中的应用

针对不同聚丙烯纤维掺入量下的混凝土拉伸、弯曲等力学性能进行了试验研究,并从路面工程实际出发,针对聚丙烯纤维碾压混凝土在现场搅拌中的质量控制进行了分析。研究结果表明:随着聚丙烯纤维掺量的增加,混凝土的抗压强度提高并不明显,初裂挠度和抗弯强度提升显著,掺入了聚丙烯纤维的混凝土有效的提高了混凝土的抗拉强度与峰值应变,有效的抑制微裂缝的扩展,保证试件在裂缝失稳前可以有较大的变形量提高了素混凝土的初裂性能和结构的抗拉强度。工程应用中,为保证聚丙烯纤维的掺入均匀性,可采用间歇式的搅拌方式,控制混合料的拌合时间在120～150 s范围内,保证混凝土拌合站掺量大于50 m3/h,水泥罐内温度小于50℃,以便获得符合质量标准的聚丙烯纤维碾压混凝土。     

配套使用电感试验和抗折试验对钢纤维混凝土力学特性及纤维分布的研究

纤维在混凝土中的含量和方向对钢纤维混凝土(SFRC)的力学性能有很大的影响,因此研究钢纤维在基体中的分布至关重要。本文对不同纤维含量(30,45和60 kg/m3)的传统钢纤维混凝土(CSFRC)和自密实钢纤维混凝土(SFRSCC)进行抗压、抗折和电感试验,分析钢纤维掺量对混凝土抗压强度、剩余抗折强度及纤维分布的影响规律。结果表明,钢纤维对混凝土抗压强度没有明显提高作用;荷载强度达到峰值之前,混凝土剩余抗折强度与钢纤维掺量成正比,且自密实钢纤维混凝土(SFRSCC)裂后性能更好;纤维含量对其分布没有明显影响。此外,本文通过电感试验验证了纤维含量和电感值的关系,结果表明,钢纤维对混凝土抗压强度没有明显提高作用;荷载强度达到峰值之前,混凝土剩余抗折强度与钢纤维掺量成正比,且SFRSCC裂后性能更好;而纤维掺量对其分布没有明显影响。     

聚丙烯纤维对再生混凝土力学及收缩性能影响研究

为探讨聚丙烯纤维对再生混凝土力学及收缩性能影响,设计了再生粗骨料替代率为0%、30%、50%的混凝土试块,通过针对未掺与掺入1%聚丙烯纤维的再生混凝土进行力学性能以及收缩性能对比分析,得出以下结论:①随着再生粗骨料掺量的增大,未掺或掺入聚丙烯纤维再生混凝土的抗压强度、抗折强度均逐渐减小,而吸水率和收缩率则逐渐增大;②随着龄期的增长,未掺或掺入聚丙烯纤维再生混凝土的抗压强度和收缩率均逐渐增大;③在再生混凝土中掺入聚丙烯纤维能有效改善其力学性能和收缩性能。     

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。     

C55纤维混凝土应用性能评价的试验分析

通过室内试验对比分析了聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维和纤维素纤维对混凝土工作性、强度和抗裂性的影响。结果表明:三种纤维对混凝土的抗裂性均有改善效果,但是存在差异,其中聚丙烯腈纤维的抗裂效果最好,聚丙烯纤维次之。聚丙烯腈纤维对混凝土的工作性影响最大,聚丙烯纤维混凝土的抗压强度最高,纤维素纤维对混凝土工作性的影响最小。综合考虑,作为高强大体积混凝土的抗裂外掺料,三种有机纤维中聚丙烯纤维的性价比最高。     

钢纤维对再生粗骨料水泥混凝土力学性能影响研究

通过对3种类型(铣削型、波纹型、端钩型)钢纤维再生粗骨料混凝土的力学性能试验,探讨体积分数分别为0、0.5%、1%、1.5%对再生粗骨料水泥混凝土的抗压强度、劈拉强度、抗折强度及抗冲击性能的影响。试验结果表明:钢纤维掺入使再生粗骨料水泥混凝土的力学性能明显增强,端钩型钢纤维对再生粗骨料混凝土的性能影响最大;钢纤维掺量对劈拉强度和抗折强度影响显著,对抗压强度影响较小,同时能提高抗冲击性能,当钢纤维掺量为1%时,再生粗骨料混凝土的初裂冲击次数能提高将近300%。该研究对同类再生粗骨料混凝土中添加钢纤维后的力学性能研究具有一定参考和借鉴意义。     

纤维二灰碎石基层的试验及应用

本文在二灰稳定碎石基层中掺入聚丙烯纤维以提高其强度与抗裂性能,对纤维二灰稳定碎石进行了配合比设计并对其路用性能进行了室内试验。室内试验表明:各龄期下,对于二灰稳定石灰岩碎石的无侧限抗压强度,其在掺入适量聚丙烯纤维后并未发生显著提高,且当纤维掺入量超过0. 15%后,无侧限抗压强度会出现降低;聚丙烯纤维的加入并不能改善石灰稳定碎石的早期劈裂强度,但随着纤维掺量的增加,后期劈裂强度逐渐增大;综合抗冻性试验与收缩性能试验可知,聚丙烯纤维的加入明显提高了纤维二灰稳定碎石的抗裂性能,且随着龄期的提升,纤维二灰稳定碎石的抗裂性能有明显的提高;综合室内强度试验、抗裂试验和稳定性试验,建议聚丙烯纤维的最佳掺量为0. 1%～0. 15%。工程应用实例表明:采用聚丙烯纤维二灰稳定碎石作为路面基层后,路面的路用性能优异,抗裂性能的优势尤为显著。     

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。     

纤维加筋沥青混凝土抗裂性能研究

有机纤维是一种抗拉强度很高的弹性材料,它的掺入将使沥青混凝土的内部结构更加优化,从而使其抗拉、抗裂性能得到改善。该文通过劈裂试验和小梁弯曲试验对不同掺量和不同种类纤维对沥青混合料抗裂性能的影响进行了研究。结果表明：掺加Dolanit AS纤维对沥青混合料的低温抗裂性能有明显提高。     

聚丙烯纤维混凝土梁受弯抗裂试验研究

为了研究聚丙烯纤维混凝土梁的受弯开裂性能,确定混凝土梁抗裂的最佳聚丙烯纤维掺量,制作15根钢筋混凝土梁,并设计5种纤维掺量水平,对其进行受弯抗裂试验,分析不同掺量水平对梁试件裂缝扩展、应变和跨中荷载位移曲线等方面的影响。研究结果表明：聚丙烯纤维的桥接作用能够牵制混凝土的局部裂缝,增加试件的延性,延缓初裂缝出现的时间,并且提高试件的开裂应力和开裂能;但与纤维掺量水平并非正相关,体积掺量为0.2%时的提升效果最好,为试件受弯抗裂最佳掺量。     

抗折剂对水泥混凝土抗裂性能影响研究

针对普通水泥混凝土路面易产生裂缝和断板的问题,研究了抗折剂对水泥混凝土力学性能的改善效果。对比分析了4种不同掺量抗折剂的混凝土与基准混凝土的抗折强度和抗裂性能。发现掺加抗折剂的混凝土的抗折强度和抗裂性能均有不同幅度的提高,在掺量为2.5%的情况下,水泥混凝土的抗折强度和抗裂性能提升效果最佳。抗折剂能有效延缓水泥混凝土路面裂缝和断板的产生,提高水泥混凝土路面的使用性能,降低工程成本。     

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。     

碳纤维增强混凝土的单轴拉伸特性

试验研究了碳纤维增强混凝土在单轴拉伸荷载下的力学性能.试验发现:当纤维体积掺量为0.1%时,纤维混凝土的抗拉强度比基准混凝土提高11%,极限拉伸应变提高24%,断裂能提高47.8%.纤维混凝土特征长度增加,即纤维混凝土脆性降低.试验证明:碳纤维具有良好的阻裂性能,增强了硬化混凝土的抗裂性能.     

聚丙烯腈纤维在水泥混凝土路面中的应用研究

聚丙烯腈纤维掺加到水泥混凝土路面中,可显著地提高混凝土的抗裂性、抗渗性、抗冲击性能、弯曲韧性、抗冻性等性能,有效地解决路面因早期裂缝带来的一系列病害问题,是一种新型混凝土抗裂增强纤维。