聚丙烯纤维混凝土研究进展

混凝土中掺入聚丙烯纤维能够抑制基体的早期收缩,有效防止裂缝的产生,提高它的抗冲击性、弯曲疲劳性能、抗渗性、耐久性能等。利用这些优点,聚丙烯纤维混凝土在隧道衬砌、大体积混凝土、受力复杂的结构、道路与桥梁路面等工程中得到了广泛的应用。     

活性粉末混凝土弯曲疲劳寿命研究

研究循环荷载对活性粉末混凝土(RPC)强度的影响,对不同掺量聚丙烯纤维的活性粉末混凝土试件,利用Instron电液伺服式疲劳试验机对其施加循环荷载,测试其疲劳寿命,并找出提高RPC弯曲疲劳强度的合适配合比.     

聚丙烯纤维混凝土单轴受压疲劳寿命分析

为研究聚丙烯纤维混凝土（PFRC）单轴受压疲劳寿命,考虑聚丙烯纤维的长径比和体积分数两种因素,共制作180个试块,考察聚丙烯纤维混凝土的疲劳破坏形态,阐明变形规律,建立疲劳强度和疲劳寿命方程. 研究表明,聚丙烯纤维混凝土疲劳破坏形态分为劈裂破坏、楔形破坏和剪切破坏三种,试块的破坏断面上可以分为疲劳源区、疲劳裂缝稳定扩展区和瞬时断裂区三个区域;在聚丙烯纤维长径比为280、体积分数为0.2%时疲劳性能提升最明显,疲劳强度相较于素混凝土提高33.83%;建立了含纤维特征参数的疲劳方程,可以较好地描述疲劳应力水平、疲劳寿命、失效概率、纤维特征参数之间的关系,为工程中承受重复动荷载的聚丙烯纤维混凝土结构设计及分析提供相应的依据.     

哑铃型钢纤维粉煤灰混凝土的弯曲疲劳特性

混凝土的弯曲疲劳性能是钢纤维混凝土的主要力学性能.用4点加载方法重点研究了全掺钢纤维混凝土梁和底层撒布较长钢纤维的聚丙烯腈纤维混凝土梁的弯曲疲劳性能.研究证明:底层撒布较长钢纤维的聚丙烯腈纤维混凝土梁的弯曲疲劳强度比素混凝土提高15.7％;当应力水平为0.90时,全掺钢纤维(体积分数为1.0％)混凝土梁弯曲疲劳寿命是素混凝土22.47倍,底层撒布较长钢纤维的聚丙烯腈纤维混凝土梁的弯曲疲劳寿命是素混凝土的29.O1倍.即底层撒布较长钢纤维的聚丙烯腈纤维混凝土梁的弯曲疲劳性能比单独撒布一层钢纤维或单独采用聚丙烯腈纤维来增强混凝土效果更加显著.对于道路及机场跑道采用这一结构形式比较理想.表7,参9.     

多尺寸聚丙烯纤维混凝土抗弯韧性试验研究

为研究多尺寸聚丙烯纤维混凝土的抗弯韧性,采用四点弯曲试验对30个长×宽×高为400 mm×100 mm×100 mm的聚丙烯纤维混凝土试件进行研究,得到纤维混凝土梁的荷载-挠度曲线。基于美国ASTM-C1399-98方法,研究不同尺寸聚丙烯纤维及其混杂纤维对混凝土抗弯韧性的影响。研究结果表明:在相同掺量条件下,直径越小、长度越短的聚丙烯细纤维对混凝土裂前抗弯韧性改善效果越好;聚丙烯粗纤维和多尺寸聚丙烯纤维对混凝土裂后抗弯韧性有较大改善,并且在裂后出现低应力应变硬化现象;在相同掺量条件下,多尺寸聚丙烯纤维对混凝土的抗弯韧性改善效果最好;相对于素混凝土剩余强度,单掺聚丙烯细纤维混凝土剩余强度提高1.53~2.53倍,单掺聚丙烯粗纤维混凝土提高5.58~8.88倍,多尺寸聚丙烯纤维混凝土提高7.76~10.82倍。     

改性腈纶纤维混凝土梁的弯曲疲劳特性

为了获得具有经济性和良好技术性能的混凝土结构,有必要研究改性腈纶纤维(以下简称腈纶纤维)对混凝土弯曲疲劳强度及疲劳极限的增强作用。用四点加载方法研究了腈纶纤维混凝土梁和底层撒布较长钢纤维的腈纶纤维混凝土梁的弯曲疲劳性能。研究结果表明:当腈纶纤维体积分数为0.085%时,腈纶纤维混凝土梁和底层撒布较长钢纤维的腈纶纤维混凝土梁的弯曲疲劳强度比素混凝土分别提高11.7%和15.7%;当应力水平为0.90时,腈纶纤维混凝土梁和底层撒布较长钢纤维的腈纶纤维混凝土梁弯曲寿命分别是素混凝土的22倍和29.01倍。底层撒布较长钢纤维的腈纶纤维混凝土梁的弯曲疲劳性能优于底层只撒布一层钢纤维或只采用腈纶纤维来增强的混凝土梁。复合纤维增强混凝土适用于道路及机场跑道。     

粉煤灰与聚丙烯纤维复合高性能混凝土在机场道面工程中的应用

结合某机场扩建改造工程研究了粉煤灰与聚丙烯纤维复合高性能混凝土的力学性能、干缩性能、耐磨耗性能、疲劳性能和抗裂性能.试验结果表明,粉煤灰与聚丙烯纤维复合道面高性能混凝土能提高混凝土的力学性能、提高耐磨耗性能,增强道面的使用性能,可应用于机场道面工程中.     

聚丙烯纤维混凝土的特性评价及其在桥面铺装中的应用

文章对聚丙烯纤维混凝土材料的基本特性进行分析研究,并结合桥面维修工程施工,通过技术、经济比较及现场验证,得出聚丙烯纤维可显著提高混凝土的抗拉、阻裂、抗渗、抗冻、耐疲劳、高韧性等性能,具有良好的经济效益和社会效益.     

组合纤维沥青混凝土的抗裂性能试验

目的为提高沥青混凝土路面的抗裂性能,研究聚丙烯纤维和玻璃纤维格栅组合对沥青混凝土抗裂性能的影响规律.方法以AC-16沥青混凝土为例,在配合比设计基础上进行纤维沥青混凝土的劈裂试验和弯曲试验,得到聚丙烯纤维和玻璃纤维格栅的最佳组合方式.通过车辙试验,分析组合纤维混凝土的高温性能.结果确定粒径10～20 mm碎石、5～10 mm碎石、石屑和矿粉4种矿料配合比,质量分数分别为29%、29%、39%和3%.最佳油石比为5.17.聚丙烯纤维最佳掺量为0.20%,抗拉强度提高5.63%.玻璃纤维格栅铺设距离底面10 mm的位置时效果最佳,抗拉强度提高到了6.25 MPa.最佳组合纤维沥青混凝土的动稳定度提高到了1 750.9次/mm.结论确定了有利于阻止沥青混凝土开裂的最佳纤维组合形式,聚丙烯纤维和玻璃纤维格栅均可有效提高沥青混凝土的抗拉强度.     

聚丙烯长纤维高性能混凝土性能研究

根据国际标准对两种长径比的新型聚丙烯长纤维增强高性能混凝土的工作度、含气量、强度及弯曲韧性进行了试验研究.其中对这两种纤维混凝土的弯曲韧性按照国际材料与结构联合会(RILEM)标准进行了深入的研究,得出了不同组纤维混凝土的能量吸收值和等效抗弯强度.试验表明,聚丙烯长纤维具有良好的增韧效果,长径比大及单位质量根数较多的纤维增韧效果更为显著.     

循环荷载下路面用钢纤维混凝土的弯曲疲劳研究

对路面用钢纤维混凝土材料的弯曲疲劳进行了试验研究.应用疲劳寿命统计学理论确定了路面用钢纤维混凝土材料弯曲疲劳寿命符合两参数威布尔分布,建立了考虑存活率的P lgS lgN双对数疲劳方程及P S lgN单对数疲劳方程.对路面用钢纤维混凝土材料在循环荷载作用下的弯曲疲劳变形和抗折弹性模量衰减规律进行了研究.结果表明,路面用钢纤维混凝土材料的抗弯性能和弯曲疲劳寿命明显高于普通混凝土材料.     

聚丙烯纤维增强钢丝网混凝土板抗弯性能试验研究

对67组共201块聚丙烯纤维增强钢丝网混凝土薄板进行了抗弯性能试验,研究了无配筋和有配筋聚丙烯纤维增强钢丝网混凝土薄板在不同开裂状态下的抗弯性能及其影响因素.建立了供设计应用的无配筋和有配筋聚丙烯纤维增强钢丝网混凝土薄板抗弯承载力计算公式.试验结果表明,聚丙烯纤维的最佳掺率是0.07%;聚丙烯纤维的掺入廷缦了薄板的开裂过程,提高了薄板的抗裂性能;钢丝网对提高聚丙烯纤维增强钢丝网混凝土薄板抗弯承载力起主要作用;聚丙烯纤维与钢丝网的复合,能起到显著的增强效果,有效地提高薄板的抗弯承载力和抗裂性能.     

混杂纤维自密实混凝土的性能试验与分析

为了研究混杂纤维对自密实混凝土(SCC)工作性能及力学性能的影响,进行了4种纤维体积掺量(0%,0.05%,0.1%和0.15%)的纤维自密实混凝土(玄武岩纤维、聚丙烯纤维以及玄武岩-聚丙烯混杂纤维)的塌落度扩展度试验、J型环试验和28d抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度试验,并通过SEM图像分析纤维自密实混凝土的微观形貌。结果表明：纤维掺量的增加导致自密实混凝土流动性能下降,但仍满足自密实混凝土工作性能的要求;混杂纤维的掺量在一定范围内,对自密实混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均有不同程度的提高作用。可见获得纤维的合理掺量十分重要。     

贮存核废料用混杂纤维混凝土弯曲性能试验研究

 为确保核废料运输安全以及长期耐久性,采用正交化配比设计,在混凝土中单掺和混掺钢纤维、聚丙烯纤维、粉煤灰,分别在常温下和受热150℃后进行弯曲韧性试验,通过极差和方差分析,量化了各掺料类型和掺量对于混凝土韧性的影响效果：纤维类型和掺量对于高性能混凝土开裂后力学性能的改善效果更加明显,受热后这-特征更为显著;长度较长、剪切螺纹型的钢纤维A在受热前后阻裂增韧效果均最佳;随着纤维掺量的增加,混掺钢纤维混凝土的弯曲性能基本呈现增强趋势,若总掺量相近,常温下混掺钢纤维混凝土弯曲性能优于单掺,受热后二者性能相近。     

聚丙烯纤维与废胶粉混杂砼抗拉抗折性能研究

本文通过对28天龄期的废旧轮胎胶粉与聚丙烯纤维混杂混凝土的抗拉、抗折强度等力学性能试验研究,得出初步结论：混杂混凝土,比相同掺量的单一胶粉混凝土的抗拉、抗折性能有所提高,并具有极好的强度恢复性能。混杂混凝土抗折强度掺量为5%时强度最大,10%时又出现下降趋势。     

CFS/GFS层间混杂加固纤维混凝土梁抗弯试验研究

对采用杜拉纤维和钢纤维混杂改性的混凝土梁外贴碳纤维布和玻璃纤维布（CFS／GFS）进行混杂加固抗弯试验，对构件的开裂及发展情况以及构件加固后刚度的变化进行了对比分析研究．试验结果表明，掺入杜拉纤维和钢纤维，可以延缓混凝土构件微裂缝的出现，控制裂纹扩展，提高混凝土材料的强度，这种混杂纤维混凝土梁在试验过程中表现出比单一纤维混凝土梁更为优良的材料性能．采用不同形式的纤维布加固混凝土梁得到的加固效果有较大的不同，按试验方案采用CFS／GFS层间混杂加固纤维混凝土梁是一种有效的加固方法，在保证提高承载力的前提下，既提高了纤维混凝土构件的延性，又可降低加固成本．     

混杂纤维对高性能混凝土高温性能的影响

针对高性能混凝土的防火、抗爆裂性能低的特点，采用低熔点（聚丙烯纤维）及高熔点纤维（钢纤维）混杂的方法，对高性能混凝土高温性能（抗折强度、抗压强度及劈裂抗拉强度，抗爆裂性能）进行改善．研究表明，800℃时，混杂纤维混凝土的抗折强度剩余率约15％，明显高于基准混凝土的抗折强度剩余率（约6％）；抗压强度剩余率约15％，与基准混凝土的强度剩余率相当（约15％）；劈裂抗拉强度剩余率约20％，明显高于基准混凝土的抗折强度剩余率（约10％）．另外混杂纤维明显提高了混凝土的抗爆裂性能，同时分析了混杂纤维改善高性能混凝土高温性能的作用机理．     

纳米碳酸钙和聚乙烯醇纤维增强混凝土抗弯拉性能

为探究纳米CaCO_3和PVA(聚乙烯醇)纤维对混凝土的抗弯拉强度和抗弯拉弹性模量的影响,采用三分点加载试验方法测试混凝土的抗弯拉强度和抗弯拉弹性模量。研究结果表明:在纳米CaCO_3混凝土中掺入PVA纤维,可以显著提高混凝土抗弯拉强度,在试验PVA纤维掺量范围内,随着PVA纤维掺量的增加,混凝土的抗弯拉强度和抗弯拉弹性模量均呈现先增大后减小的趋势;当PVA纤维掺量为0.05%时,其抗弯拉强度和抗弯拉弹性模量均达到最大值;在混凝土中掺加适量的纳米CaCO_3(3%),随着纳米CaCO_3掺量的增加,混凝土的抗弯拉强度和抗弯拉弹性模量逐渐增加,当纳米CaCO_3掺量超过3%时,随着纳米CaCO_3掺量的增加,其抗弯拉强度和抗弯拉弹性模量逐渐减小。     

多尺度聚丙烯纤维混凝土孔结构及抗冻性

选用2种尺寸聚丙烯细纤维与1种聚丙烯粗纤维,进行单掺及混掺,对9组不同纤维掺量试件进行快速冻融循环试验、抗压、劈裂试验及压汞试验,研究不同冻融次数下混凝土质量、动弹性模量变化以及冻融循环前后混凝土拉、压强度变化;研究多尺寸聚丙烯纤维对混凝土孔结构的改善情况;研究多尺寸聚丙烯纤维混凝土孔结构与抗冻性的关系,并对孔结构对混凝土抗冻性能的影响加以分析。试验结果表明:将聚丙烯纤维掺入素混凝土后,混凝土的微观孔结构和抗冻性能得到明显改善;在相同掺量条件下,聚丙烯粗纤维和多尺寸聚丙烯纤维对混凝土抗冻性有较大改善,且多尺寸聚丙烯纤维对混凝土的抗冻性改善效果最好:相比于素混凝土冻融后抗拉、压强度,单掺聚丙烯细纤维混凝土强度损失分别降低了9.95%～11.94%和4.29%～7.62%,单掺聚丙烯粗纤维混凝土强度损失分别降低了27.36%和16.67%,混掺多尺寸聚丙烯纤维混凝土强度损失分别降低了46.77%～53.23%和41.90%～50%。