聚丙烯纤维机制砂水泥砂浆早期抗裂性能试验研究

以机制砂水泥砂浆为试验研究对象,研究了石粉含量、聚丙烯纤维掺量对水泥砂浆的早期抗裂性能的影响.在分析石粉含量0%,10%,15%,20%,25%,30%的影响并确定最佳含量的基础上,考虑聚丙烯纤维掺量0.6kg/m3,0.8kg/m3,1.0kg/m3,1.2kg/m3及6mm,12mm,18mm的长度变化,研究了聚丙烯纤维对机制砂水泥砂浆早期抗裂性能的改善效果.结果表明,掺加聚丙烯纤维可以有效提高机制砂水泥砂浆的早期抗裂性能.     

纤维混凝土早期抗裂及力学性能试验研究

选取了聚丙烯纤维、纤维素纤维等6种工程纤维,开展纤维混凝土早期抗裂及力学性能试验,研究分析纤维品种及龄期对混凝土早期抗裂性能、抗压强度、劈裂强度及抗折强度的影响.试验结果表明:纤维的掺入能够有效提高混凝土早期抗裂性能,减轻甚至消除混凝土早期裂缝的产生和发展.本次试验研究中,聚丙烯纤维混凝土的早期抗裂性能最好.无论采用何种纤维,混凝土的抗压强度、劈裂强度和抗折强度均有不同程度的提高,提高幅度与纤维几何尺寸以及物理力学性能有关.其中,聚乙烯醇纤维提高混凝土抗压强度的效果最为显著,而纤维素纤维提高混凝土劈裂强度和抗折强度的效果最佳.     

基于断裂能纤维增强乳化沥青碎石封层的抗裂性能

为了确定纤维增强乳化沥青碎石封层中最佳纤维品种与用量,以及纤维的加入对封层材料抗裂性能的影响,分别测定4种纤维（A-玄武岩纤维,B-无碱玻璃纤维,C-高强玻璃纤维,D-表面处理玻璃纤维）与乳化沥青在破乳前后以及不同温度下的接触角,分析正交试验3因数4水平下,各试验方案的最大弯曲力、最大挠度和断裂能。试验结果表明：随着温度升高,沥青与纤维粘附功逐渐降低,4种纤维粘附功大小为D〉B〉A〉C,在封层中选择D纤维更合适;沥青含量是影响最大弯曲力和断裂能的最主要因素,其次是纤维用量,最后是纤维长度;从能量角度来看,纤维增强乳化沥青碎石封层的最佳组合方案为沥青用量1.2kg/m2、纤维用量160g/m2、纤维长度12cm;加入纤维后乳化沥青碎石封层复合结构试件的最大弯曲力增加了53%,最大挠度增加了98.7%,断裂能增加了159.1%;裂缝在试件中发展到1、3、5cm时,断裂时间分别延长了37.5、39.5、269s。     

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.     

微硅粉在桥梁混凝土中的应用

根据某高速公路大桥桥面铺装层的设计要求,对厚100mm的C50防水混凝土进行了微硅粉聚丙烯纤维混凝土的配合比设计、性能试验和桥面铺装施工措施研究。结果显示,采用聚丙烯纤维和微硅粉补偿收缩的混凝土具有优良的抗裂、抗渗、耐磨、抗冲击、抗疲劳等性能。     

合成纤维混凝土楼板中长期非荷载抗裂性能

为了探讨解决现浇混凝土楼板中长期非荷载抗裂性的难题,对聚丙烯纤维混凝土的平板进行了中长期抗裂试验,研究聚丙烯纤维对提高混凝土中长期抗裂、抗渗等耐久性能的效果和机理,通过实际工程的应用进一步验证了聚丙烯纤维对混凝土裂缝有较好的抑制作用。研究结果表明,聚丙烯纤维对混凝土中长期裂缝有较好的抑制作用;聚丙烯纤维能有效改善混凝土的抗渗性能;聚丙烯纤维使混凝土的抗拉强度、拉伸极限应变、临界断裂时的最大裂缝宽度增加。使用聚丙烯纤维混凝土楼板具有较显著的经济效益和社会效益。     

纤维用量对沥青混凝土抗拉性能的影响

为了研究玄武岩纤维用量对沥青混凝土抗拉性能的影响,对不同掺量的玄武岩纤维沥青混凝土进行了间接拉伸试验。结果表明:纤维的加入对沥青混凝土的抗拉性能有显著地影响,但存在界限掺量。玄武岩纤维掺量是0.15%、0.2%和0.25%时,其纤维沥青混凝土劈裂抗拉强度较之普通沥青混凝土的分别提高了4.3%、8.6%和4.3%,破坏劲度模量分别提高了15.1%、40.4%和11.8%,对改善沥青混凝土的抗拉性能十分显著;以纤维对沥青混凝土的抗拉能力的改善效果作为衡量标准,则玄武岩纤维的最佳质量掺量范围在0.2%左右。     

PP纤维自密实混凝土早期强度特性与断裂性能

为了研究聚丙烯(PP)纤维体积掺量和长细比对PP纤维自密实混凝土(PFRSCC)早期强度特性与断裂性能的影响,在自密实混凝土中掺入一定长度(6,12,19)mm和体积掺量(0.05％,0.10％,0.15％,0.20％)的PP单丝纤维配制PFRSCC,采用塌落扩展度试验、U型仪试验及平板约束试验确定PP纤维的体积掺量和长细比范围,在此基础上研究了PFRSCC早期强度和断裂韧性随纤维体积掺量及养护龄期的变化规律,并从材料的组成结构和断裂力学的角度分析了早期强度和抗裂性能的改善机理.结果表明:随着PP纤维体积掺量的增加,自密实混凝土的工作性逐步劣化,混凝土强度和抗裂性能先提高后降低;在不改变原有自密实混凝土配合比情况下,PP纤维长度宜控制在12～19 mm,最佳体积掺量为0.10％;适当提高胶凝材料和高效减少剂的用量是改善PFRSCC工作性的有效途径,纤维体积掺量可以提高到0.15％;与普通自密实混凝土相比,最优配合比下的PFRSCC早期强度和断裂韧性增长较快,28 d抗压强度、劈裂强度和弯拉强度分别提高9％,24％和21％,断裂韧性提高37.6％,限裂效能系数达到89.8％.     

玻璃纤维改性排水沥青混合料路用性能分析

目的研究玻璃纤维对排水沥青混合料路用性能的改善效果,确定玻璃纤维掺量与排水沥青混合料路用性能的规律.方法利用马歇尔试验、间接拉伸试验以及冻融劈裂试验评价排水沥青混合料的高温稳定性、中低温抗裂性以及水稳定性.结果玻璃纤维掺量为0.2%时高黏排水沥青混合料高温稳定性较好,玻璃纤维掺量为0.4%时中低温抗裂性能和水稳定性能较好.基质排水沥青混合料中玻璃纤维掺量为0.2%时高温稳定性、中低温抗裂性以及水稳定性均达到最佳.结论掺加玻璃纤维可以显著提高排水沥青混合料的路用性能.玻璃纤维掺入改性排水沥青混合料具有明显的增强效果.     

混杂纤维超高强混凝土抗裂性能试验研究

采用改进的平板法进行聚丙烯、玄武岩纤维掺量对超高强混凝土抗裂性能影响的试验研究,并将掺量为6 kg·m-3的玄武岩纤维和体积掺量为1%的钢纤维分别与不同掺量的聚丙烯纤维进行混杂,研究混杂纤维超高强混凝土的抗裂性能.试验结果表明,纤维掺入超高强混凝土中能改善超高强混凝土的早龄期抗裂性能,并且混杂纤维混凝土的抗裂性能要明显优于单掺一种纤维的混凝土,体现出正混杂效应.     

纤维品种和掺量对混凝土性能的影响

纤维混凝土是用纤维来增强或改善混凝土某些性能的复合材料.纤维的掺入,对混凝土产生增强、增韧、阻裂等效应,从而增加了混凝土的强度和抗冲击、抗疲劳等性能,改变了混凝土脆性易开裂的破坏形态,在疲劳、冻融等因素作用下,提高了混凝土的耐久性,延长了混凝土的使用寿命.研究了耐碱玻璃纤维、钢纤维和聚丙烯纤维的掺量对抗渗抗裂混凝土拌合物性能及物理力学性能的影响,分别得出各种纤维在混凝土中的最佳掺量,并总结了各自的特点.     

聚丙烯纤维和机制砂中石粉对水泥砂浆抗裂性能的影响

通过试验研究了聚丙烯纤维掺量和长度、机制砂中石粉等量替代水泥比对水泥砂浆抗裂性能的影响,考虑了长度8mm的聚丙烯纤维在0.4—1.2kg/m3范围内的6个掺量、长度19mm的聚丙烯纤维在0.8—1.2kg/m3范围内的3个掺量以及在2.5%—15%范围内的5个石粉等量替代水泥比,采用现行标准试验方法测定了15种新拌水泥砂浆的稠度和分层度以及30个水泥砂浆试件的裂缝宽度和长度,采用开裂指数和抗裂性能比评价水泥砂浆的抗裂性能.结果表明:新拌砂浆均具有良好的工作性能,稠度和分层度均在合理范围内;适当掺量的聚丙烯纤维或采用适量的石粉等量替代水泥,均可有效改善水泥砂浆的抗裂性能,短纤维比长纤维具有更好的改善效果;在一定范围内,随着聚丙烯纤维掺量或石粉等量替代水泥比的增加,水泥砂浆的抗裂性能比增大而开裂指数降低;当聚丙烯纤维掺量为1.0kg/m3或石粉等量替代水泥比为10%时,水泥砂浆的抗裂性能最佳.     

聚丙烯纤维提高水泥砂浆抗塑性开裂的机理

研究了聚丙烯纤维掺量、长度和截面形状对砂浆早期塑性收缩抗裂性能、塑性抗拉强度和表面水分蒸发率的影响,结果表明:随着纤维掺量和长度的增加,抗塑性收缩开裂的效果随之提高;纤维长度对塑性收缩抗裂的影响较其掺量要复杂得多;截面形状为多边形的聚丙烯纤维对提高砂浆塑性收缩抗裂效果要好于圆形的.纤维掺量、长度及比表面积的增加有利于提高砂浆(水灰质量比0.36,灰砂质量比1 ∶ 2)的塑性抗拉强度,而对砂浆水分蒸发率的影响不是非常显著.聚丙烯纤维对塑性收缩抗裂的效果主要取决于其对塑性抗拉强度的提高.结合理论和试验分析,归纳出了聚丙烯纤维提高砂浆抗塑性开裂性能的效应图.     

掺加MAMF纤维对沥青混凝土低温性能的影响

由于高寒、高海拔地区气温低、昼夜温差大,造成沥青混凝土路面抵抗低温变形能力不足,面层网裂,耐久性差.为了延长沥青混凝土路面耐久性,通过掺加MAMF纤维提高沥青混凝土的抗低温性能.经过试验,MAMF纤维的最佳掺量为0.2～0.4%,可使沥青混凝土达到既耐久又经济的路用要求.     

玄武岩纤维增强路用混凝土力学与开裂性能

为了提高路用混凝土的韧性和抗裂性能,研究了玄武岩纤维掺量为0,1,3,6和10 kg/m3的碎石稳定基层混凝土和C30混凝土的工作性,抗压强度,断裂能及早期抗裂性能.试验结果表明:玄武岩纤维掺量增加,混凝土工作性下降,但可通过减水剂调整以保证其工作性.玄武岩纤维对混凝土增强效果不明显.混凝土中掺加玄武岩纤维,其峰值荷载和最大变形量均有所提高,当玄武岩纤维掺量大于6 kg/m3时,混凝土断裂能增加30%～100%.当玄武岩纤维掺量大于3kg/m3,混凝土开裂面积降低了30%～70%,混凝土抗裂性能显著提高.此外,SEM表明玄武岩纤维与水泥基体密切结合可以有效吸收混凝土中的拉应力,因而提高了混凝土的阻裂能力.     

有机纤维对“客运专线”用C40高性能混凝土性能的影响

目的为增强混凝土早期抗塑性开裂性能及耐久性,研究了有机纤维种类、长度及掺量对混凝土工作性能、力学性能及抗碳化性能的影响.方法采用坍落度试验、抗压与抗折强度试验、混凝土碳化试验及平板约束法测试进行研究.结果聚丙烯腈(PAN)纤维对混凝土工作性能影响最大,坍落度降幅达86%;掺入19 mm聚丙烯(PP)单丝纤维,坍落度下降25%;加入0.15%PP纤维,坍落度降幅达28.7%,含气量增加25.9%;掺入聚乙烯醇(PVA)纤维后,混凝土7 d、28 d抗压强度降幅最大,分别达30.4%、23.5%;12 mm PP单丝纤维体积掺量为0.15%时混凝土的抗裂效果明显好于0.05%掺量,而碳化深度较基准低30%.结论混凝土中掺入有机纤维后,早期抗塑性开裂性能明显增强;混凝土的抗裂效果随纤维长度和掺量增加,效果越来越明显;有机纤维的加入明显提高混凝土的抗碳化力,力学性能有所降低,但降幅不大.     

改性聚丙烯纤维砂浆和混凝土的性能试验

试验采用P．P．Kraai提出的砂浆及混凝土干燥收缩裂缝测试方法、混凝土力学性能试验、抗冻等耐久性能试验方法，研究了改性聚丙烯纤维对砂浆和混凝土性能的影响。结果表明，在混凝土中掺入一定量的改性聚丙烯纤维，混凝土的抗压强度略有下降；纤维在混凝土中形成的乱向支撑体系，产生了有效的增强效果，减少了裂缝的产生，提高了混凝土的抗折、抗拉强度，从而改善了混凝土抗裂、抗渗、抗冲击和抗冻等性能。     

玻璃纤维沥青碎石混合料应用研究

根据室内试验和现场试验成果,分析了"玻璃纤维沥青碎石"的强度形成机理,探索了玻璃纤维沥青碎石混合料的低温抗裂性能和施工工艺,提出"玻璃纤维沥青碎石"用做因疲劳开裂的沥青路面的罩面层和半刚性基层上的沥青路面的面层,可以大大减少半刚性基层材料的反射裂缝,延长路面的使用寿命.     

聚丙烯纤维混凝土或砂浆的施工及力学性能

进行了聚丙烯纤维掺入量对混凝土及砂浆的操作性能及力学性能影响的试验研究。试验表明 ,混凝土及砂浆中聚丙烯纤维掺入量的变化 ,将对混凝土及砂浆的用水量、砂率、劈裂抗拉强度以及变形性能等方面产生影响。在保证混凝土及砂浆的施工操作性能前提下 ,找出最佳掺入量及配合比。     

玄武岩纤维在沥青路面中的应用研究

为了评价玄武岩纤维沥青混合料的路用性能,对玄武岩纤维的掺入改善混合料路用性能展开了研究.通过室内相关试验,在SMA-13沥青玛蹄脂混合料中掺入玄武岩纤维,主要对沥青混合料配合比设计、高温稳定性、低温抗开裂能力以及水稳定性等路用性能展开研究.结果表明,在最佳纤维掺量时,玄武岩纤维混合料的高温稳定性明显优于木质素纤维混合料;玄武岩纤维的加入对混合料低温抗开裂能力有显著增强作用,可以延缓沥青路面破坏变形的发生速率,改善水-温冻融循环对混合料损伤程度,提高沥青路面抗水毁破坏的能力;最终确定,玄武岩纤维最佳用量为0.3%,纤维最佳长度6 mm.