Mix Proportion Optimal Design for Flexible Basalt Fiber Reinforced Cement Concrete

为研究玄武岩纤维增强水泥混凝土的路用性能,针对柔性纤维水泥混凝土配合比设计过程中的不确定性和依赖经验的现状,以水灰比作为参照因素,通过正交试验分析了玄武岩纤维体积掺量和长度对混凝土抗弯拉强度的影响程度,明确了主次影响参数及参数适宜取值范围.通过进一步分析纤维体积率对水泥混凝土28 d抗弯拉强度、干缩率和冲击韧性等指标的影响,结合柔性纤维混凝土的增强机理,确定了各参数的最佳选值.研究结果表明,水灰比、纤维体积掺量和纤维长度是影响混凝土强度的重要因素,0.2％～0.3％体积掺量的玄武岩纤维可显著提高水泥混凝土的早期强度、收缩性能和抗冲击性能,同时具有良好的工作性,玄武岩纤维对水泥混凝土后期强度的提升有一定效果.     

水镁石纤维水泥混凝土路面在小康高速公路建设上的应用研究

介绍了水镁石纤维水泥混凝土路面在小康高速公路建设中的应用情况及技术问题.通过工作性和力学性能测试,以及电子探针和扫描电镜分析,研究了纤维种类及应用方法对混凝土性能及结构的影响.研究结果表明,水镁石纤维对水泥混凝土路面有一定止裂作用.与钢纤维混凝土相比,水镁石纤维混凝土拌和物的流动性较大,抗弯拉强度有一定提高,材料成本大幅度降低.水镁石纤维湿法添加工艺优于干法添加工艺.采用湿法工艺可减少水泥及纤维用量,降低材料成本,同时有利于纤维在混凝土中的分散及对混凝土增韧作用的发挥,提高混凝土的流动性及抗弯拉强度.     

聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗弯拉弹性模量试验研究

根据大量试验结果,分析了试件养护龄期、聚丙烯纤维体积掺量以及水泥掺量的变化对聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗弯拉弹性模量的影响,得出了相应的影响规律。结果表明,聚丙烯纤维的掺加可显著降低水泥稳定碎石的抗弯拉弹性模量;随着试验龄期的增长,抗弯拉弹性模量不断增长;在文中聚丙烯纤维掺量的范围内(体积掺量小于0.1%),随着纤维体积掺量的增加,水泥稳定碎石抗弯拉弹性模量有不断减小的趋势;随着水泥掺量的增加,聚丙烯纤维水泥稳定碎石抗弯拉弹性模量基本上呈线性增加。     

剑麻纤维改性水泥稳定碎石力学性能研究

将剑麻纤维掺入水泥稳定碎石材料中作为公路基层,其研究和利用均较少。本文研究了掺入不同比例剑麻纤维水泥稳定碎石材料的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗弯拉强度和抗冲击性能。结果表明:剑麻纤维对水泥稳定碎石的无侧限抗压强度略有改善,但提高幅度不大,对劈裂强度、抗弯拉强度和抗冲击性能的改善效果较明显。因此将剑麻纤维水泥稳定碎石用于公路路面基层,必将提高基层的综合力学性能,减少早期破坏,达到延长路面使用寿命的目的。     

钢渣粉对水泥混凝土的路用性能影响

为给水泥混凝土路面推荐较优改性材料,通过室内试验,以抗压强度、干缩率、渗水高度和抗弯拉强度为评价指标,对比研究了3种钢渣在不同添加剂量条件下对水泥混凝土的路用性能的影响。结果表明,上钢钢渣在添加剂量为24%时,试件的抗压强度和抗弯拉强度下降幅度最小,且达到较低水平;武钢钢渣在添加剂量为32%时,其干缩性能和抗渗性能达到较优水平。     

水镁石纤维对再生基层材料路用性能的影响

为了改善再生基层材料路用性能,选取不同水镁石纤维和水泥的掺量作为关键影响因素,采用无侧限抗压强度试验、间接抗拉强度试验、抗弯拉强度试验和抗压回弹模量试验,评价影响因素对再生基层材料的路用性能影响;采用干缩和温缩性能试验,评价不同水镁石纤维掺量对再生基层材料收缩性能的影响。研究结果表明:增加水镁石纤维和水泥的掺量对再生基层材料各项力学性能有所增强,但水镁石纤维对再生基层材料的不同性能改善略有差异。其中,随着纤维掺量的增加,在掺量小于4%时,再生基层材料的劈裂强度与抗弯拉强度为阶梯式增加;在掺量大于等于4%时,其增长速度相对缓慢。此外,掺入水镁石纤维对再生基层材料的干缩和温缩性能也均有所改善。     

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。     

不同橡胶处理方式对改性水泥混凝土力学性能影响

为改善水泥混凝土路面的力学性能,将混凝土材料"变脆为韧",通常添加橡胶颗粒,为使得橡胶与水泥混凝土有更好的兼容性,对橡胶颗粒的表面进行预处理,不同的预处理方案对水泥混凝土的力学性能有一定影响。对橡胶颗粒分别通过水洗、酸性腐蚀、碱性腐蚀、氯化钙以及硅烷偶联剂5种不同方式进行处理,在不同橡胶颗粒掺量条件下对改性后水泥混凝土的工作性、抗压强度、抗弯拉以及疲劳性能进行研究。     

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。     

SBR乳胶水泥稳定碎石抗裂性能研究

水泥稳定碎石基层的裂缝影响路面结构的稳定性,导致路面早期破坏。SBR乳胶具有良好的工程特性,本文以极限弯拉应变作为评价抗裂性能指标,采用掺加SBR乳胶的方式改善水泥稳定碎石基层的抗裂性能,测量28天龄期时,不同SBR乳胶掺量水泥稳定碎石基层的抗弯拉强度、抗弯拉模量以及极限弯拉应变。研究表明:SBR乳胶的掺加能明显改善水泥混凝土的抗裂性能,且随着SBR乳胶掺量的增加其抗裂性能不断的改善。     

网状聚丙烯纤维在超薄水泥混凝土路面中的应用

通过对普通混凝土、网状聚丙烯纤维混凝土和钢纤维混凝土进行室内强度性能、疲劳性能和耐磨性能对比试验研究,表明网状聚丙烯纤维对混凝土抗弯拉强度性能改善效果明显,具有良好的增韧性。     

掺玄武岩纤维水泥稳定再生碎石基层性能研究

针对不同的建筑垃圾掺量,通过抗压强度试验、抗弯拉强度试验、干缩性能试验、抗冲刷性能试验、抗冻性试验、抗疲劳性能试验,研究掺加玄武岩纤维对水泥稳定建筑垃圾路用性能的影响.试验结果表明:掺加纤维后,水泥稳定建筑垃圾的28 d抗压强度、28 d抗弯拉强度增大,干缩系数降低,28 d冲刷质量损失率降低,冻稳系数增大、90 d疲劳寿命提高;随着建筑垃圾掺量的增大,水泥稳定建筑垃圾的路用性能逐渐降低.建筑垃圾掺量为100％时,掺纤维水泥稳定建筑垃圾的28 d抗压强度、28 d抗弯拉强度分别比不掺纤维的水泥稳定建筑垃圾增大了10.1％、17.1％,28 d干缩系数降低了19.4％,冲刷损失率降低了14.6％,冻稳系数增大了2.4％,疲劳寿命增大了26.7％(应力比为0.6)、12.6％(应力比为0.7).建筑垃圾掺量小于等于75％、纤维掺量为0.06％时,水泥稳定建筑垃圾可应用于重交通荷载等级下高速公路基层中.     

聚酯纤维对水泥稳定碎石抗弯拉性能影响的试验研究

通过室内试验研究了聚酯纤维的形状、含量和长度对水泥稳定碎石抗弯拉强度的影响规律.结果表明:丝状和网状聚酯纤维水泥稳定碎石的抗弯拉强度优于条状聚酯纤维水泥稳定碎石;当龄期为7d时,抗弯拉强度随着纤维含量和长度的增加而降低;当龄期大于28d后,抗弯拉强度随着纤维长度的增加而增加,随着纤维含量的增加呈先增长后降低的趋势,且在纤维含量为0.7‰时出现峰值.以抗弯拉强度最优为原则,综合考虑纤维混合料拌和难易度,建议纤维用量为0.7‰,纤维长度为7 cm.     

基于灰色系统理论的掺钢渣粉C40混凝土性能研究

为提高钢渣再生利用率,将其磨细成粉并替代部分水泥用于C40道路混凝土中。研究不同钢渣粉替代量对C40混凝土力学性能及28d抗渗性能的影响规律,采用灰色系统理论分析钢渣粉掺量与混凝土各项性能之间的相关性;同时借助压汞试验和直接法,探讨钢渣粉对C40混凝土各项性能的微观影响机理。研究结果表明,钢渣粉的掺入降低了C40混凝土的早期强度,但合适掺量的钢渣粉可提高混凝土28d抗压、抗弯拉强度与抗渗性能;钢渣粉掺量与C40混凝土各项性能之间有较好的关联性,与7d抗压强度和28d电通量呈负相关,与28d抗压、抗弯拉强度呈正相关。钢渣粉通过改善混凝土的孔结构、降低其水化热对其宏观性能进行影响。     

纤维对水泥稳定碎石基材抗弯拉强度影响试验研究

纤维掺入水泥稳定碎石中,研究其对基材抗弯拉强度的影响。结果表明,纤维对水泥稳定碎石基层弯拉强度的增强存在一个最佳掺量值,当掺量低于该值时,其对基材抗弯拉强度的增强作用随着掺量的增加而增加,当掺量高于该值时,则随着掺量的增加而逐渐降低。     

哑铃型钢纤维粉煤灰混凝土基本力学性能及抗弯韧性

为了研究哑铃型钢纤维对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密度，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：哑铃型纤维能够均匀地分散在混凝土中，纤维无结团现象；该纤维对混凝土具有良好的增强和增韧双重效应，对抗弯初裂强度、抗弯拉强度和抗弯韧性等力学指标都有明显的提高。     

水镁石纤维混凝土在高速公路隧道路面中的应用试验研究

研究了水镁石纤维混凝土在高速公路隧道路面中的应用技术问题.通过水泥强度等级筛选、水泥用量及纤维用量试验以及配比调整,确定了隧道路面混凝土的施工配合比.并与钢纤维混凝土进行了对比.研究结果表明,在满足工程设计要求的情况下,与钢纤维混凝土相比,水镁石纤维混凝土在所用水泥强度等级降低,水泥用量及纤维用量减少的情况下,抗弯拉强度还有较大提高,而材料成本不足钢纤维混凝土的1/3.     

聚丙烯纤维对橡胶混凝土韧性特征的影响研究

在橡胶混凝土中,掺入聚丙稀纤维,以提高其韧性。结合室内试验对聚丙烯纤维增强橡胶混凝土的抗弯拉、抗压和抗冲击性能进行了测试分析,并对增韧机理进行了微观分析。结果表明:随着聚丙烯纤维的加入,弯拉强度、弯曲韧性和抗压强度均呈现先增大后减小的趋势,当纤维掺量为08 %时达到峰值,破坏模式发生变化;抗冲击性能随着纤维掺量的增大而快速提高;在水泥基体中掺入橡胶粉后相当于引入大量低弹性模量的惰性物质,导致水泥基体初裂强度和断裂韧度的降低,从而有利于纤维桥联作用的发挥和多缝开裂的实现;综合考虑聚丙烯纤维的合理掺量不宜超     

碳纤维对水泥混凝土路用性能的影响分析

为了给水泥混凝土路面推荐纤维材料,本文以渗水高度、抗压强度和抗弯拉强度为评价指标。对比研究了3种碳纤维材料,对水泥混凝土的改性效果。结果表明:A类(4mm)碳纤维在掺量为0.8%时,抗弯拉强度为6.92MPa,其抗弯拉性能最好。B类(8mm)碳纤维在掺量为0.6%时,渗水高度为5.3cm,其抗渗性能最好;在掺量为0.8%时,抗压强度为48.4MPa,其抗压性能最好。建议在交通繁重地区,采用A类碳纤维,且掺量为0.8%。C类(12mm)碳纤维其抗弯拉性能和抗渗性能次于A类和B类,本文不建议采用C类碳纤维。     

橡胶水泥混凝土力学特征及降噪性能研究

为研究橡胶水泥混凝土的力学特性与降噪性能,对橡胶水泥混凝土的模量和强度指标与胶粉掺量、颗粒大小的关系展开试验分析,并基于复合材料微分法计算比较了橡胶水泥混凝土的弹性模量指标;对试验路进行噪声测试,研究橡胶水泥混凝土路面的降噪效果.结果表明：橡胶水泥混凝土的弹性模量及抗压强度随胶粉掺量的增大而减小,抗弯拉强度先增大后减小;胶粉颗粒越大,橡胶水泥混凝土的模量越大,但下降趋势越明显,抗弯拉及抗压强度随橡胶颗粒增大而较小,得出掺量为0.024体积分数,40目颗粒大小较为合适;在高速行车时,橡胶水泥的降噪性能较为显著.