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.     

大掺量粉煤灰HPC高温下抗爆裂性及改善措施

针对工程中高性能混凝土(HPC)易爆裂问题,对100 mm×100 mm×100 mm和100 mm×100 mm×300 mm不同尺寸的HPC试件在20～650℃范围内进行抗爆裂性能对比研究.以普通混凝土为基准混凝土,考虑粉煤灰掺量和纤维、硅灰掺加对抗爆裂的影响,粉煤灰掺量分别为30%,40%和50%,胶凝材料中分别考虑不掺、单掺和复合掺加聚丙烯纤维和硅灰.试验结果表明,掺加聚丙烯纤维能够有效防止大掺量粉煤灰混凝土爆裂问题,但加入硅灰对其抗爆性能影响不大.借助SEM微观测试技术分析高温前后试件内部微观形貌结构,从本质上揭示高掺量粉煤灰混凝土易爆裂以及聚丙烯纤维改善大掺量粉煤灰HPC抗爆裂性能的机理.     

聚合物超细粉体混凝土耐久性能实验分析

为了对比硅灰、聚丙烯纤维和聚丙烯超细粉体3种外掺料对混凝土的改性作用,设计了基准混凝土、掺硅灰混凝土、掺聚丙烯纤维混凝土及掺聚丙烯纤维超细粉体混凝土4组C30强度高性能水工混凝土配合比。采用混凝土耐久性能实验方法,研究了混凝土的物理力学、抗裂、抗渗、抗冻及抗撞磨等耐久性能指标,分析不同外掺料对高性能水工混凝土的耐久性能影响。实验结果表明,利用超临界溶液快速膨胀法制备的聚丙烯超细粉体作为一种新型的聚合物混凝土掺合料,综合了有机聚合物材料与无机矿物超细粉体的部分优良特性,能全面提高混凝土的力学性能,并能有效改善混凝土的抗裂、抗渗及抗冻等部分耐久性能。     

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.     

多孔水泥混凝土力学性能的影响因素

研究了水灰比、孔隙率、级配、增强剂(硅灰、苯丙乳液)对多孔水泥混凝土抗压强度、抗折强度的影响.结果表明:随着水灰比的增加,混凝土的抗折和抗压强度先增后减,存在一个最佳水灰比值;多孔水泥混凝土的抗压强度和抗折强度随孔隙率的增大而明显下降;另外,改变级配和增强剂的添加也会影响其力学性能.     

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.     

聚丙烯纤维轻骨料混凝土抗压强度试验研究

为了研究聚丙烯短纤维长度和掺量以及陶粒的掺量对混凝土砌块抗压强度的影响,制备了不同材料的57个立方体试件进行抗压强度试验,实验数据及试件破坏形态表明,聚丙烯纤维轻骨料混凝土能有效提高混凝土的抗压、抗裂强度,控制裂缝的发展。     

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。     

改性聚丙稀纤维混凝土力学性能的试验研究

试验研究了不同掺量聚丙稀纤维混凝土立方体的抗压强度、轴心抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度性能,并与普通混凝土(0掺量)进行了对比。结果表明:在混凝土基体不变情况下,掺入0.5kg.m-3、0.7kg.m-3、0.9kg.m-3聚丙烯纤维混凝土的各项强度增大;聚丙烯纤维最合适的掺量为0.9kg.m-3;掺入聚丙烯纤维能改善混凝土的和易性。     

玄武岩纤维-微硅粉混凝土力学性能研究

为了提高高强混凝土的阻裂性能及韧性,以C60高强混凝土为研究对象,混掺玄武岩纤维和微硅粉矿物掺合料,通过正交试验方法,研究了玄武岩纤维和微硅粉对高强混凝土力学性能以及抗裂性能的影响。在混凝土基本力学性能试验中得到掺合料的最佳掺量基础上,通过圆环抗裂试验研究了两种掺合料对混凝土抗裂性能的影响效果。结果表明:当玄武岩纤维掺量为3kg/m~3、微硅粉掺量为7%时,混凝土的基本力学性能达到最佳值;玄武岩纤维-微硅粉混凝土相对微硅粉混凝土的裂缝降低系数为56.3%。由此得出结论:玄武岩纤维-微硅粉混凝土能够增强高强混凝土的基本力学性能和抗裂性能。     

预应力钢纤维高强混凝土特种轨枕的疲劳特性

采用双重和多重复合技术, 在预应力高强混凝土轨枕的基础上分别制备了预应力钢纤维高强混凝土和预应力钢纤维硅灰高强混凝土特种轨枕;在５００ ｋＮ 伺服液压疲劳试验机上测试了三个系列轨枕疲劳荷载时裂缝宽度和高度的变化规律．研究结果表明,由于钢纤维的阻裂效应,显著提高了高强混凝土轨枕的抗疲劳性能;再因硅灰的填充效应、微集料效应和火山灰效应改善了高强混凝土内部的微观结构,尤其是界面结构, 使预应力钢纤维高强混凝土轨枕的抗疲劳性能进一步提高．该轨枕不仅可用于特殊应力下承担复杂荷载,而且可带裂缝工作．     

不同活性掺合料RPC力学性能试验研究

为了研究不同活性掺合料的活性粉末混凝土(RPC)在不同养护温度条件下的基本力学性能,分别对24组不同养护温度、不同活性掺合料的RPC试件,进行抗压强度和抗折强度试验。结果表明:同一种活性掺合料替代硅灰比例相同时,高温养护条件下的RPC试件力学性能优于常温养护条件下的RPC试件;在相同温度下,不同活性掺合料替代硅灰比例为40%~60%时,RPC试件抗压强度大小依次为:粉煤灰微硅粉石英砂;活性掺合料种类和替代硅灰比例的改变对RPC试件抗折强度影响不是很大;钢纤维的掺入对RPC试件的强度有一定的提高作用。     

偏高岭石与硅灰制备的高强混凝土性能比较

比较了用偏高岭石与硅灰分别制备的高强混凝土的施工性能、强度性能、收缩变形性能和抗硫酸盐侵蚀性能.试验结果表明,用偏高岭石制备的高强混凝土的施工性能优于硅灰制备的高强混凝土;在水胶比较高时,偏高岭石混凝土的强度高于硅灰混凝土强度,水胶比较低时则相反,是硅灰混凝土强度高于偏高岭石混凝土;总之,偏高岭石混凝土的自收缩和干燥收缩小于硅灰混凝土;偏高岭石混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力不低于掺硅灰的混凝土.偏高岭石是一种可与硅灰相媲美的活性矿物掺料.     

纤维硅灰水泥基复合材料渗透性与腐蚀行为

利用试验法探讨钢纤维与硅灰的混合添加对于水泥基复合材料渗透性与腐蚀行为的影响,采用开路电位法与直流极化法来评估水泥基复合材料中钢筋腐蚀程度;并通过快速移动试验与浸盐试验推求氯离子扩散系数来评估水泥基复合材料的渗透性,并与快速氯离子试验、压汞试验与电阻率试验相比较.试验结果显示,使用钢纤维除可抑制裂缝成长外,还能降低水泥基复合材料氯离子的渗透性及提高材料耐久性.当钢纤维用量达2%并混合10%硅灰的双重增强效应下试体有最佳的抗腐蚀能力,从快速移动试验与浸盐试验可知纤维硅灰水泥基复合材料的氯离子扩散系数为控制组的1/10,显示纤维与硅灰混合使用能有效减少氯离子渗透性.     

硅灰预处理对高性能水泥基材料力学性能的影响及其作用机理的研究

本研究进行了一系列的对比试验,旨在提高掺加硅灰水泥基复合材料的强度。研究结果表明,通过采用六偏磷酸钠对硅灰进行预处理,可使掺加硅灰的高技术水泥基复合材料达到了较高的强度性能,其抗压强度可以高达200MPa以上,抗折强度超过30MPa。本文应用Aim-Goff模型探讨了其作用机理,研究显示,加入六偏磷酸钠分散了硅灰的团聚体,提高了水泥基复合材料的堆积密度,从而改善了水泥基复合材料的力学性能。SEM and XRD分析也表明,采用六偏磷酸钠对硅灰进行预处理,改善了水泥基复合材料界面区的结构,减少了Ca(OH)2的含量和降低了Ca(OH)2结晶度,从而提高了水泥基复合材料的强度性能。同时,本研究也表明,纳米级硅灰颗粒具有极强的自团聚效应,改善硅灰的分散性是充分实现其特异的物理、化学特性的关键。     

硅粉路面混凝土强度特性

掺加矿物细掺料———硅粉是提高路面混凝土使用性能的有效途径。针对重载交通特点,运用正交试验方法,系统研究了硅粉路面混凝土的强度特性,分析了硅粉对混凝土强度的影响,并确定了最优配合比。结果表明,硅粉的掺入虽然对混凝土早期强度不利,但有利于后期强度的提高。在最优配合比条件下,硅粉路面混凝土28d的抗折强度达8.30MPa,而抗压强度达60.83MPa,完全能满足重载交通的要求。     

基于界面改性的水泥混凝土力学性能和机理

为了提高混凝土的力学性能,首先选取活性外加剂硅灰,采用内掺法将其掺入水泥,然后对不同硅灰掺量的净浆与混凝土进行了宏观力学试验;分别对比了硅灰对净浆与混凝土力学性能的改善结果,并分析了其产生改性结果差异的原因;最后结合SEM与XRD微观试验技术探究了其改性机理。结果表明：硅灰的掺入对水泥净浆的力学性未有明显改善;基于界面改性的水泥混凝土其28d抗压强度提升幅度较大,当硅灰掺量为10%时,较未改性混凝土其抗压强度提升了26.4%,可以推断出硅灰改善了混凝土界面从而提高混凝土整体力学性能;对比界面改性前后混凝土扫描电镜图,硅灰不仅提高了水泥基体的密实度,还改善了混凝土界面的结构与密度,以及界面处水化产物CH的排列方式;硅灰具有填充效应、促进二次水化反应及与CH发生火山灰反应等特性,随着硅灰的掺量的增加,其CH含量减小,C₃S和SiO₂增加,利用硅灰与水化产物间的物理、化学作用,达到改善改性后混凝土综合性能的目的。     

高强混凝土湿扩散与火灾爆裂关系研究

从爆裂机理研究出发，针对高强砂浆等试件，利用明火加热炉，开展了一系列试验．发现爆裂与很多因素有关，例如随温度的升高和时间的延长，爆裂加剧；硅灰掺合料会使爆裂更易发生；而聚丙烯(PP)纤维的加入可以抑制爆裂的发生，降低爆裂程度．试验用PCK方法测试了胶砂试件的吸水性，并探讨了吸水性和试件爆裂的关系，结果表明吸水性好的掺有聚丙烯纤维的试件不易爆裂．     

砂浆特性参数对硅酸根电迁移反应法致密化和表面涂覆效果影响

采用硅酸根电迁移反应法致密化和表面涂覆砂浆,研究了水胶比、矿物掺和料、养护龄期和试件厚度等砂浆特性参数对被处理砂浆试件表面涂层厚度、抗压强度与抗折强度、电阻率的影响。结果表明:随着水胶比的减小与养护龄期的延长,砂浆试件生成的表面涂层增厚,抗压强度与抗折强度、电阻率提升增大;加入掺合料的砂浆试件形成的涂层厚度和电阻率大小顺序为硅粉矿粉无掺合料粉煤灰,掺硅粉与矿粉的砂浆试件电阻率出现的峰值时间早于无掺合料试件;硅粉砂浆试件的抗压强度、抗折强度增幅大于无掺合料砂浆,而粉煤灰砂浆试件抗压强度与抗折强度变化不明显;砂浆试件厚度对于硅酸根电迁移反应法处理的砂浆性能影响不明显。     

高掺量粉煤灰混凝土路面应用性能的试验研究

为了揭示高掺量粉煤灰混凝土性能，加快其在路面工程中的应用，研究了添加粉煤灰、硅粉和引气减水剂的混凝土性能，包括力学性能、部分耐久性、干缩性及耐磨性．通过对13种配合比混凝土性能评价，得出粉煤灰取代率为30％、硅粉掺入率为7％和引气减水剂为1％的混凝土，具有较高的抗折强度、抗压强度、低渗透性、高抗冻性、低干缩性、高耐磨性及良好的经济效益，建议该配合比为路面设计配合比．