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.     

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。     

玄武岩纤维路面混凝土断裂参数实验研究

为探讨玄武岩纤维对水泥混凝土路面断裂参数的影响,以双K模型为理论依据,对4组不同配合比的水泥混凝土路面试块,在7d龄期进行了楔入劈拉实验,得到了FH~V曲线及断裂参数(起裂韧度及失稳韧度),并与相关文献进行了值域对比。结果表明:玄武岩纤维水泥混凝土路面FH~V曲线在裂纹未扩展、稳定扩展和失稳扩展三个阶段,呈现明显不同的特征。玄武岩纤维掺量从0增加到2.0kg/m~3,起裂韧度及失稳韧度分别由0.472MPa·m~(1/2),0.953 MPa·m~(1/2)提升至0.757 MPa·m~(1/2),1.453 MPa·m~(1/2)。玄武岩纤维的掺入有效提高了混凝土的断裂性能,但若增加纤维以提高断裂韧度为目的时,建议纤维的最优掺量为1.5kg/m~3。玄武岩纤维与碳纤维对断裂韧度的增益效果相当时,经济效果明显优于碳纤维。     

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。     

掺玄武岩纤维水泥稳定碎石强度试验研究

为了研究掺玄武岩纤维对提高水泥稳定碎石强度的作用,从纤维体积掺量、养护龄期及水泥剂量3方面对水泥稳定碎石强度的影响进行了试验研究.结果表明:玄武岩纤维在体积掺量不超过1‰时,随着纤维掺量的增加,水泥稳定碎石的无侧限抗压强度和间接抗拉强度呈逐渐增大的趋势;随着养护龄期的增长,抗压强度和间接抗拉强度均不断提高；水泥剂量达到...     

新型纤维增强混凝土梁的抗弯冲击特性

为了研究纤维增强混凝土梁的抗弯冲击特性．利用自制的自由落锤抗弯冲击试验装置，测定了不同体积掺率下细直径的腈纶纤维、聚酯纤维、玻璃纤维，粗直径的聚丙烯纤维和哑铃形钢纤维增强混凝土梁的抗弯冲击力学性能。试验表明：纤维增强混凝土梁的冲击次数与纤维品种和体积掺率有关；当细直径纤维的体积掺率为0．07％～O．27％时，纤维增强混凝土梁的初裂、破坏冲击次数分别为素混凝土的1．1～4．5倍和1．1～4．4倍；当粗直径纤维的体积掺率为O．5％～1．4％时，纤维增强混凝土梁的初裂、破坏冲击次数分别为素混凝土梁的2．4～4．6倍和5．2～31．0倍。细纤维增强混凝土梁的初裂冲击性能优于粗纤维增强混凝土梁．粗纤维增强混凝土梁的破坏冲击性能和冲击延性明显优于细纤维增强混凝土梁。     

玄武岩纤维筋与高强纤维混凝土粘结性能及本构模型研究

为了研究玄武岩纤维筋与高强玄武岩纤维混凝土的粘结性能,选用直径分别为10mm、14mm和18mm的玄武岩纤维筋埋入边长150mm的立方体试块中,玄武岩纤维筋与混凝土的中心粘结长度分别为40mm、70mm和100mm,混凝土中短切纤维丝的体积掺量分别为0％、0．1％、0．15％和0．2％。通过改变BFRP筋的直径、锚固长度以及纤维掺量,研究高强玄武岩纤维混凝土与玄武岩纤维筋的粘结性能。试验结果表明：平均粘结强度随锚固长度的增大而降低,随玄武岩纤维筋直径的增大而减小;通过三种纤维掺量比较,当纤维掺量为0．2％时,粘结强度最为理想。二者的粘结滑移本构模型符合连续曲线模型。     

掺玄武岩纤维水泥稳定碎石干缩性能试验研究

在大量试验研究的基础上,将掺玄武岩纤维水泥稳定碎石试件的纤维体积掺量、水泥剂量两方面因素对试件失水率、干缩特性的影响进行了研究分析,得出了相应的影响规律及作用机理.结果表明:随着时间的不断延长,玄武岩纤维在体积掺量不超过1‰时,随着纤维掺量的增加,水泥稳定碎石试件的累计失水率变化不大,但呈逐渐延缓的趋势,干缩系数及干缩...     

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     

纤维增强碱激发材料的物理力学和耐久性能研究

选择聚丙烯纤维（PP）和玄武岩纤维（BF）,采用6种不同体积掺量,制备13组纤维增强碱激发材料（AAC）,研究纤维种类和掺量对AAC的工作性能、抗压和抗折强度、抗裂和抗渗性能的影响,并引入纤维增强指数I对各项性能进行探讨。结果表明：相同掺量下PP在改善流动性能方面高于BF,但对抗压强度影响较低,而BF对抗折强度提升率比PP高17.3%;PP在0.5%掺量下可将抗渗等级提高2级,而BF几乎无改善效果。I可同时反映纤维掺量和物理特性,PP的I介于100和350时,其抗折性能、抗压性能均能得到进一步提升,但超过350后对各项性能均产生甚至加剧负面影响;掺加BF的AAC具有更低的阈值。     

基于灰靶决策优化的玄武岩纤维混凝土配合比设计及其阻裂增韧性能评价

为得到阻裂增韧性能优异的玄武岩纤维桥梁混凝土,在配合比设计时,基于灰靶决策优化理论对玄武岩纤维混凝土进行力学与抗裂性能的初步材性优选,同时通过平板抗裂、干燥收缩、三点弯曲韧性试验研究玄武岩纤维在混凝土塑性阶段、养生期内的阻裂抑缩及后期承荷时的增韧作用规律,综合分析得出在混凝土中阻裂增韧性能最优的玄武岩长度、掺量.试验结果表明:玄武岩纤维能有效延缓塑性裂缝开展时间、降低裂缝面积,对降低失水收缩和改善脆性开裂也极为有利,长度为12 mm、掺量为0.06％的玄武岩纤维混凝土阻裂增韧性能综合最优.     

混杂纤维高性能混凝土抗裂试验研究

对16根混凝土梁进行抗裂试验研究和数值模拟,分析其开裂弯矩与纤维体积掺量的关系,并将试验结果与有限元分析结果进行对比.结果表明,适量加入钢-聚丙烯混杂纤维,可提高混凝土梁正截面开裂弯矩,并且随着钢纤维体积率的增加呈增长趋势,当聚丙烯纤维体积率固定为0.055%、0.11%、0.165%,钢纤维体积率达到最高1%时,其抗裂弯矩分别比普通高性能混凝土梁提高了26%、42.9%、26%,同时,影响其抗裂度大小的主要因素为钢纤维的体积掺量.     

玄武岩纤维沥青混凝土优选及疲劳寿命预估

通过熵权法加权的灰靶理论,对6组不同长度、掺量的玄武岩纤维沥青混凝土路用性能进行综合评价分析,得到最优玄武岩纤维长度及掺量;对其最优组进行疲劳试验,以劲度模量及荷载作用次数为参数,建立BP神经网络模型。结果表明:经过玄武岩纤维改性的沥青混凝土其各项路用性能均得到提高,其中掺加0.3%的6 mm玄武岩纤维后,沥青混凝土路用性能综合评价最高;采用BP神经网络模型进行玄武岩纤维沥青混凝土疲劳寿命预测可得到较为准确的结果,最大误差小于1%,相比之下Levenberg-Marquardt训练算法收敛速度较快,泛化能力好,且误差平方和明显低于其他两种算法,最大相对误差为0.064%～0.485%。     

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.     

超长复合型纤维水泥混凝土路用性能试验研究

以两组不同体积掺量的辅特维纤维(超长复合型纤维)水泥混凝土、钢纤维水泥混凝土及一组素混凝土进行路用性能试验研究,结果表明:辅特维纤维掺加到混凝土中后,能使抗折和抗压强度与素混凝土相比略有提高;180 d抗压弹性模量值略低于素混凝土,远远低于钢纤维混凝土,180 d抗折弹性模量值均大于素混凝凝土;温度收缩值、干缩量及质量损失率要远远低于素混凝土及钢纤维混凝土;且随着辅特维掺量的增加,其干缩量及质量损失率也在下降;辅特维混凝土的抗冲击性能、抗磨性能、抗冻性能与素混凝土相比,得到很大提高,但掺加两种纤维的混凝土其疲劳性能都差于素混凝土,而且体积掺量越大,辅特维纤维混凝土的抗折疲劳性能越差.辅特维纤维能否取代钢纤维以作为一种新的加强筋得以利用,还要考察辅特维纤维混凝土在实际应用中的情况,应铺筑试验路段,进行实际检测.     

基于正交试验设计的透水混凝土物理力学性能研究

通过正交试验法分析了水胶比、砂率、聚合物乳液掺量、硅灰掺量以及玄武岩纤维(BF)掺量5个因素对透水混凝土抗压强度、孔隙率以及透水系数的影响;利用多项式线性回归,研究了不同因素对透水混凝土物理力学性能之间的关系,并结合SEM扫描电镜,分析其微观机理.结果表明:水胶比和玄武岩纤维掺量为主要影响因素;当水胶比为0.30,砂率...     

耐碱玻璃纤维混凝土的抗弯冲击性能研究

耐碱玻璃纤维在混凝土中分散性良好,显著改善了混凝土的抗弯冲击性能。由梁弯曲冲击试验发现:当玻璃纤维掺量为1.6~2.7 kg/m3时,纤维掺量2.7 kg/m3(G 3)的初裂冲击次数比掺量2.0 kg/m3(G 2)和1.6 kg/m3(G 1)时分别提高1.97倍和2.81倍,比素混凝土提高10.97倍;G 2的初裂冲击次数比G 1提高28%,比素混凝土提高3.03倍。G 3的破坏冲击次数比G 2提高1.95倍,比G 1提高2.78倍,比素混凝土提高11.01倍;G 2的破坏冲击次数比G 1提高28%,比素混凝土提高3.08倍;G 1的破坏冲击次数比素混凝土提高2.18倍。纤维质量掺量由2.0 kg/m3提高到2.7 kg/m3时,对改善混凝土抗弯冲击性能效果十分显著。玻璃纤维显著改善了混凝土的抗弯冲击性能,可以用于机场道面、桥面等工程。     

路面PE纤维混凝土韧性和耐磨耗性试验研究

从提高混凝土路面韧性和耐磨耗性出发,分析了不同体积掺量(0,0.5%,1%)聚乙烯纤维和不同取代量(0,30%,50%)粉煤灰对混凝土弯拉强度、弯韧度指数、裂后强度以及耐磨耗性的影响。结果表明:聚乙烯纤维对弯拉强度和韧度的贡献较大;试件FFFO弯韧度指数比FFFZ高1.8倍;高掺粉煤灰(50%)和聚乙烯纤维(体积分数为1%)组合的28 d强度满足公路设计要求;聚丙烯纤维与粉煤灰(30%)的组合对耐磨耗性贡献最大;耐磨耗性随纤维掺量的增多而增强,与纤维掺量有二次函数的关系;纤维掺量对弯韧度指数和裂后强度的影响有相同的倾向。     

混掺纤维沥青混合料路用性能试验研究

为改善沥青混凝土路面的路用性能,在沥青混合料中掺加一定量的纤维是一种有效的方法和途径。本研究选取了玄武岩纤维(BF)和聚丙烯腈纤维(PF),以不同比例掺加到沥青混合料中,通过高温车辙试验和浸水马歇尔试验来考察混掺纤维沥青混合料的路用性能,并通过功效系数法来分析不同纤维掺量沥青混合料路用性能的性价比。试验和计算分析表明,混掺纤维沥青混合料的路用性能明显提升,玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维按纤维沥青混合料总重的0.3%加入,掺量体积比为2∶3时性价比最高。本研究为混掺纤维沥青混合料的应用提供了参考和依据。     

玄武岩纤维对混凝土改性效果的研究

玄武岩纤维是一种新型环保型纤维,凭借其优异的力学性能和较低的生产成本,被应用到混凝土工程中.为对比分析玄武岩纤维对不同类型混凝土的改性效果,制备了混凝土强度等级为C30和C50的纤维体积掺量分别为0、0.1％、0.2％、0.3％的玄武岩纤维增强普通混凝土和玄武岩纤维增强地质聚合物混凝土,测试了标准养护28 d后的准静态...