玄武岩纤维筋材力学性能试验研究

为确定玄武岩纤维筋材的力学性能,通过测试玄武岩纤维筋材的抗拉强度、抗压强度指标对其基本力学性能进行研究,并借助单向拉伸试验,对比研究了玄武岩纤维筋材直径对其强度和模量的影响,并确定其应力-应变关系,在此基础上,对不同体积分数的BFRP-钢丝混杂筋力学性能进行研究,确定当钢丝含量达到24%时,复合筋模量达76.6GPa,提高了约86%,复合筋性能得到大幅度提升。     

石墨烯-玄武岩纤维沥青混合料路用性能试验研究

为了适应季冻区自然气候条件对沥青路面使用性能的特殊要求，克服单一外掺剂对沥青混合料性能改善的不足，选用石墨烯和玄武岩纤维对沥青混合料进行复合改性。在混合料配合比设计的基础上，通过车辙试验、小梁弯曲试验和冻融劈裂试验等对基质沥青混合料、石墨烯改性沥青混合料、玄武岩纤维沥青混合料及石墨烯-玄武岩纤维复合改性沥青混合料的路用性能进行了对比试验研究。结果表明，石墨烯和玄武岩纤维的同时加入极大地改善了沥青混合料的路用性能，在4种沥青混合料中，石墨烯-玄武岩纤维复合改性沥青混合料的高温稳定性和水稳定性表现最佳，低温抗裂性仅次于玄武岩纤维沥青混合料。石墨烯-玄武岩纤维复合改性沥青混合料具有优异的路用性能，可用于季冻区沥青路面工程。     

聚酯玄武岩纤维布防止半刚性基层反射裂缝应用研究

本文从路面半刚性基层反射裂缝的机理着手,通过极限弯曲试验测定有无纤维布、聚酯玻纤布和聚酯玄武岩纤维无纺布沥青混合料的抗弯拉强度、抗弯拉应变,对比分析了聚酯玄武岩纤维无纺布对沥青混凝土的加筋作用;研究设计了评价加铺聚酯玄武岩纤维无纺布后复合沥青混合料的裂缝反射疲劳试验,对加铺聚酯玄武岩纤维无纺布、聚酯玻纤布及不贴布的3种类型混合料进行试验对比;并对施工工艺及注意事项进行了比较全面的描述。从而确定了聚酯玄武岩纤维布具有较高的断裂延伸率和抗拉强度,具有优异的加筋效果,可大大提高沥青面层的抗裂性能,有效消除路面结合处或裂缝处的应力集中,延长道路的使用寿命的作用。     

硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青的低温流变性能试验研究

已有研究表明,硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青的高温性能明显好于基质沥青,而对其低温性能改善作用仍不明确。为了评价硅藻土-玄武岩纤维复合改性材料对沥青低温性能的作用,通过BBR试验对6组不同掺量的硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青低温流变特性进行研究。选用Burgers模型描述复合改性沥青的低温流变行为,获取相应粘弹性参数对其低温流变性能进行分析。结果表明,Burgers模型对硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青的流变行为拟合效果理想。硅藻土的加入削弱了沥青的低温性能,随着玄武岩纤维质量分数的增多,沥青的低温抗裂性能和应力松弛能力先降低后增加。相比于基质沥青,掺量为(7. 5%和4%)的硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青的低温性能得到提高,并且硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青的低温抗裂性优于硅藻土改性沥青。     

基于半圆弯拉试验的多聚磷酸改性沥青混合料低温性能改善研究

基于改善多聚磷酸(PPA)改性沥青混合料低温抗裂性能,室内采用半圆弯拉试验(SCB试验)探讨复合改性沥青或混合料中添加纤维方式的改善效果;并针对纤维改善方案,分析了纤维类型和纤维掺量对PPA改性沥青混合料低温性能的影响及显著性。结果表明:PPA改性沥青混合料中使用复合改性沥青或添加纤维均可改善其低温抗裂性能,相应方案的改善效果优劣依次为PPA/SBR复合改性沥青、PPA/SBS复合改性沥青和PPA/玄武岩纤维,但对于采用Shell-70沥青制备的PPA改性沥青混合料而言,PPA/SBS复合改性沥青和玄武岩纤维两种方案对应的改善效果差异不大;纤维改善PPA改性沥青混合料低温性能的效果与纤维类型和纤维掺量密切相关,其中纤维掺量的影响相对较大;玄武岩纤维、聚酯纤维和木质素纤维以复合方式添加,基本能够达到与玄武岩纤维相同的改善效果。使用复合纤维达到了改善低温性能和降低成本的双重目的,从而为改善PPA改性沥青混合料的低温性能提供一种新的尝试。     

纤维混凝土抗盐冻性能试验研究

为提高季冻区路用水泥混凝土的抗盐冻性能,以钢纤维、玄武岩纤维、PVA和聚丙烯纤维混凝土和素混凝土为研究对象,进行盐冻条件下的弯拉强度及冻融循环试验,分析200次冻融循环作用下混凝土的弯拉强度损失、相对动弹模量、质量损失及疲劳寿命。研究结果表明:纤维的掺入可显著提高混凝土的弯拉强度(聚丙烯纤维除外)、抗盐冻性能及疲劳性能;钢纤维、玄武岩纤维、PVA和聚丙烯纤维4种纤维掺入后,混凝土的弯拉强度分别比素混凝土弯拉强度增加14.3%、7.9%、20.6%和-4.8%;抗盐冻性能由高到低为聚丙烯纤维钢纤维PVA玄武岩纤维;200次冻融循环作用下,疲劳寿命由大到小为钢纤维PVA聚丙烯纤维玄武岩纤维素混凝土路面。4种纤维中,钢纤维混凝土弯拉强度和抗盐冻性能良好,且冻融前后疲劳性能最佳,因而在季节性冰冻地区水泥混凝土路面材料设计时应当优先推荐使用钢纤维。     

抗车辙剂/纤维复合改性沥青混合料的路用性能

为研究抗车辙剂与武岩纤维这2种外加剂对沥青混合料路用性能的影响,通过室内试验分析了抗车辙剂1玄武岩纤维复合改性沥青混合料的路用性能,并与基质沥青、单掺抗车辙剂、单掺玄武岩纤维的酒青混合料路用性能进行了对比分析。试验结果表明:单掺抗车辙剂能显著提升基质牺青的高湿性能,单掺玄武岩纤维能显著提升基质酒青的低湿性能,而抗车辙剂1玄武岩纤维复合改性酒青混合料的高温稳定性、低湿抗裂性、水稳定性和抗疲劳性能均较2种外加剂单提时有所提升。因此.抗车辙剂和玄武岩纤维复合改性能明显提升沥青混合料的路性能,在实际I程中可加以应用。     

国产无机纤维复合材料的性能研究

测试了3种国产无机纤维（玻璃纤维、碳纤维和玄武岩纤维）复合材料的拉伸性能和弯曲性能,并通过有限元模拟对这3种无机纤维复合材料产品的刚度状况进行了对比。结果显示,碳纤维复合材料的拉伸性能明显高于玻璃纤维复合材料和玄武岩纤维复合材料,具有优异的力学性能。碳纤维复合材料的比强度是钢材的7.65倍、铝合金的5.85倍,比模量是钢材的2.50倍、铝合金的2.60倍;与钢材相比,玻璃纤维复合材料和玄武岩复合材料都具有较好的比强度和比模量。试验表明,这3种无机纤维复合材料都是较为理想的轻量化材料。     

玄武岩纤维透水沥青混合料的配合比设计

为了分析玄武岩纤维长度对透水沥青混合料配合比设计指标的影响,通过谢伦堡析漏试验确定不同长度玄武岩纤维透水沥青混合料的最佳油石比,采用马歇尔试验研究了马歇尔指标随玄武岩纤维长度的变化规律。试验结果表明:玄武岩纤维透水沥青混合料的最佳油石比随掺入玄武岩纤维长度的增加而提高;玄武岩纤维提高了透水沥青混合料的力学性能,改善了透水沥青混合料的稳定度和流值;掺入玄武岩纤维的透水沥青混合料的空隙率和连通空隙率相对普通透水沥青混合料有所变化,但差值较小,玄武岩纤维对透水沥青混合料的空隙率影响不明显。     

玄武岩纤维自密实早强混凝土配合比研究

自密实早强混凝土是一种新型的高性能混凝土,玄武岩纤维能够进一步提高自密实早强混凝土的力学性能,合理的配合比设计能够使其性能发挥到最优。文中采用改进全计算法和正交设计相结合的方法对玄武岩纤维自密实早强混凝土配合比进行试验研究。首先通过改进全计算法对配合比进行初步设计,确定水灰比的范围,然后采用正交设计的方法对不同水灰比下玄武岩纤维的最佳掺量进行研究。研究结果表明,文中提出的方法能较好地应用于玄武岩纤维自密实早强混凝土配合比设计中,其中玄武岩纤维的最佳掺量为0.1%。     

锚结玄武岩纤维丝加筋法预防沥青路面横向裂缝

公路工程领域一直致力于解决裂缝等沥青路面常见病害,本研究结合玄武岩纤维弹性模量大、强度高、耐腐蚀、无污染等技术性能,开展玄武岩纤维丝加筋路面抗横向裂缝研究。本研究通过原材料性能试验,配合比设计、抗拉强度试验、弯拉强度试验、疲劳试验等试验评价玄武岩纤维丝加筋路面抗裂性能。试验结果得出选用C型玄武岩纤维丝沥青混合料抗拉强度增加60. 8%,弯拉强度增加41. 5%,疲劳强度增加33%。     

盐分对AC-13C纤维沥青混合料性能影响的研究

针对盐分浸泡作用下沥青混合料抗水毁能力的研究不多,该文选用浸水马歇尔及冻融劈裂试验,结合理论分析和室内试验,分析浸泡在不同种类盐溶液中木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维3种沥青混合料的抗水毁能力以及马歇尔力学性能的变化趋势。试验结果表明:3种纤维混合料的马歇尔稳定度和流值,均较普通混合料大,玄武岩纤维对混合料稳定度及流值改善效果最优;经过饱和NaCl和饱和Na_2SO_4溶液浸泡后,3种纤维混合料的水稳定性均有所降低,但较普通混合料有所增强,从浸水马歇尔残留稳定度试验结果分析可知,聚酯纤维对混合料抗水毁能力改善效果最优,从冻融劈裂残留强度比试验结果分析可知,玄武岩纤维对混合料抗水毁能力改善效果最优。     

玄武岩纤维与木质素纤维复合SMA路用性能试验研究

为进一步提高SMA(沥青玛蹄脂碎石)路面的耐久性和使用品质,在SMA沥青混合料中掺入不同比例复配的玄武岩纤维和木质素纤维,采用马歇尔试验方法确定不同复配比例下SMA的最佳油石比,通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和低温弯曲试验研究复合纤维SMA沥青混合料的路用性能。结果表明,与单一纤维SMA相比,复合纤维SMA的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性均有提升;木质素纤维和玄武岩纤维的复配比为1∶1时复合SMA的综合路用性能最佳。     

玄武岩纤维增强高粘沥青混合料制备工艺与性能研究

为探讨玄武岩纤维与高粘改性沥青的复合使用效果,通过室内试验研究玄武岩纤维高粘改性沥青混合料的制备工艺,并对其路用性能进行评价。结果表明:施工温度是影响玄武岩纤维高粘沥青混合料制备的关键因素;玄武岩纤维高粘沥青混合料的高温稳定性与水稳定性均优于玄武岩纤维SBS改性沥青混合料,对南方高温多雨地区具有较好的适用性。     

玄武岩纤维在重载SBS沥青玛蹄脂碎石混合料路面中的应用

为探讨玄武岩纤维在重载路面中的路用性能及其路面结构的力学响应，对不同掺量玄武岩纤维沥青混合料与路面结构进行研究，通过高温稳定性、低温抗裂性、浸水马歇尔和冻融劈裂试验对玄武岩纤维SMA-13沥青混合料的高低温及水稳性能进行评价，并基于ABAQUS有限元程序对路面结构在累计荷载作用下的力学响应进行分析。结果表明：玄武岩纤维沥青混合料高温、低温、水稳性能要明显优于木质素纤维沥青混合料，最佳掺量为0.3%;玄武岩纤维沥青路面上面层变形量最大，且纤维对集中于中面层的车辙变形影响尤为显著。室内试验和有限元模拟结果表明，玄武岩纤维对SBS沥青路面的改善效果显著，且ABAQUS有限元程序在研究玄武岩纤维路面结构力学性能时能够起到良好的作用。     

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...     

硅藻土与纤维复合添加剂对高比例RAP掺量热再生混合料耐久性能的增强作用

依托"特殊气候条件高RAP掺量热再生混合料耐久性研究"项目,基于室内路用性能试验、APA、MMLS1/3、四点弯曲试验系统研究了纤维硅藻土热再生混合料的长期使用性能。研究结果表明,掺加纤维可显著改善热再生混合料的低温抗裂性能和抗疲劳性能,以硅藻土为原材料的纤维硅藻土复合改性剂能够提高热再生混合料的冻融劈裂试验强度比,减小混合料受到冻融循环水损害之后劈裂抗拉强度的降低幅度。在水-高温-荷载耦合作用下的综合路用性能排序依次是:玄武岩纤维+13% 硅藻土SBS热拌沥青混合料聚酯纤维+13% 硅藻土木质素纤维+13% 硅藻土SBS热再生混合料,纤维硅藻土复合改性热再生混合料在水-高温-荷载耦合作用下有更强的适用能力。确定了最佳的纤维和硅藻土掺配比例为0.35% 纤维+13% 硅藻土,建议在高温高湿环境优先选用0.35% 玄武岩纤维+13% 硅藻土复合改性方案来改善高RAP掺量热再生混合料的抗车辙和水损害性能。     

纤维与天然沥青复合添加剂组成优化及其混合料性能评价

为改善纤维和天然沥青单一改性沥青混合料的技术缺陷,将木质素、聚酯、玄武岩纤维与BRA岩沥青、TLA湖沥青、NES青川岩沥青进行复配。基于直接剪切试验优化了最佳的天然沥青掺配范围,采用车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂和四分点加载疲劳试验研究了天然沥青与纤维复合改性沥青混合料的路用性能和抗疲劳耐久性,试验结果表明,木质素、聚酯、玄武岩三种单纤维掺量为0.3%,BRA、TLA、NES掺量为8%~10%时天然沥青与纤维复合改性沥青经济性和抗剪切性能最优;将天然沥青与纤维复配后,可兼具纤维与天然沥青各自改性的优势,可实现二者对沥青改性效果的叠加,其混合料兼顾高低温性能、水稳定性和抗疲劳耐久性,且具有良好的经济性,为路面材料改性技术提供了一种新的选择。在0.3%木质素、聚酯、玄武岩纤维掺和8%~10%BRA、TLA、NES掺量范围内,18种天然沥青与纤维复合改性沥青混合料疲劳性能优于SBS改性沥青混合料,推荐用于复合改性沥青中的木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维掺量为0.3%,适宜的BRA、TLA、NES掺量分别为8%~10%、8%~12%、8%~10%。     

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.     

玄武岩纤维透水沥青混凝土力学性能试验研究

文中以PAC-13混合料为研究对象,采用玄武岩纤维对透水沥青路面的力学性能进行改良,并开展多种室内试验对其影响效果进行分析和评价。结果表明:通过析漏试验确定纤维改良PAC-13混合料的最佳油石比为4.6%;纤维的掺入提高了PAC-13混合料渗水的有效空隙率和渗水系数;推荐采用0.3%的玄武岩纤维掺量,使得PAC-13混合料达到较佳的排水功能和路用性能。