欧阳东教授-混杂纤维混凝土

欧阳东教授-污泥在水泥混凝土工业中的应用

混杂纤维混凝土高温性能研究 王丹芳,施养杭 (华侨大学土木工程学院,福建泉州362021) 摘　要:根据近年来对纤维混凝土高温性能的试验研究,分析了纤维对混凝土高温性能的影响,探讨了纤维混凝 土在高温下的力学性能及合理的纤维掺量,以期为今后混杂纤维混凝土的高温性能研究及其应用起到指导作用。 关键词:聚丙烯纤维;钢纤维;混杂纤维混凝土;高温爆裂;力学性能;耐火性能 中图分类号:x93;tu502;tu528.572　　　文献标识码:a　　　文章编号:167121556(2010)0220119204 studyonpropertiesofhybridfiberreinforced concretesubjectedtogreatheat wangdan2fang,shiyang2hang (civi

选取强度等级cf40和cf50混凝土,在混杂纤维混凝土配合比三元叠加法试验基础上确定配合比:在钢纤维体积分数固定为1%时,聚丙烯纤维掺量在0.3～1.5kg/m3内按级差0.3kg/m3取5个水平;在聚丙烯纤维掺量为0.9kg/m3时,钢纤维体积分数在0.5%～2.0%内按级差0.5%取4个水平,研究纤维的不同掺量对混凝土早龄期抗裂性能的影响以及试件裂缝形态的变化.结果表明,钢-聚丙烯纤维混杂具有耦合提高混凝土早龄期抗裂性能的作用,早龄期抗裂性能随纤维掺量的增加而提高;钢纤维体积分数和聚丙烯纤维掺量存在合理有效值.纤维混杂可以协同阻裂和限裂,使混凝土裂缝由宽、长形态调整为细、短形态.

0前言 近年来，我国在北京、上海、广州、南京等大城 市进行了大规模的地铁建设。在这些地铁建设中， 有相当一部分标段采用了盾构法施工。盾构法中， 隧道衬砌结构体是由若干预制管片或砌块拼装而 成，必须根据工程需要满足结构的强度和刚度要求, 能承受隧道经过的土层压力、水压力以及一些特殊 荷载，满足工程所提出的安全质量指标要求，如裂 缝开展宽度，接缝变形和直径变形的允许量，隧道 抗渗防漏指标，结构安全度，衬砌内表面平整度要 求等 [1] 。这些要求使得隧道管片的设计比较复杂，如 此，管片材料的选择就显得非常重要。 目前的盾构管片主要以钢筋混凝土管片为主。 由于混凝土为脆性材料，其抗拉性能较差，在运输 和安装中容易破损和开裂，管片的破损和裂缝对隧 道的安全性和耐久性会产生不利影响；另一方面， 对于地下结构而言,结构物的碳化以及侵蚀性介质 的

混杂纤维混凝土在桥面铺装中的应用研究——通过试验，研究开发了一种集优越力学性能和良好耐久性能于一体，既能满足桥面铺装层的功能要求又能解决桥面铺装层早期破坏和耐久性低问题的新型桥面铺装材料——混杂纤维混凝土。引入聚丙烯仿钢丝粗纤维来代替部分钢...

针对普通混凝土抗裂能力差,采用四因子[1/2实施]二次正交回归设计,研究了水胶比、粉煤灰掺量、聚丙烯纤维掺量和碳纤维掺量对层布式碳纤维——聚丙烯混杂纤维混凝土28d抗折强度的主要影响。结果表明:水胶比w/c=0.25,粉煤灰掺量为3%,聚丙烯纤维掺量为1.09%时,层布式碳纤维——聚丙烯混杂纤维混凝土28d抗折强度最高。

文章利用混杂纤维混凝土抗压抗折强度试验实测数据,通过matlab软件中的神经网络工具箱,建立两个4-9-1型三层bp网络模型预测混杂纤维混凝土强度。测试计算表明,bp网络可成功地建立非线性的强度模型,准确地预测混杂纤维混凝土的强度,具有较高精度,对实际工程中快速预测混杂(钢/聚丙烯)纤维混凝土的抗压、抗折强度有借鉴意义。

通过混杂纤维混凝土试块的高温后抗压试验,分析了温度、纤维类别和纤维体积率、混凝土基体强度等级对混凝土高温后抗压强度的影响。结果表明:随着经历温度的升高,混杂纤维混凝土高温后的抗压强度及高温后与常温下抗压强度比在400℃之后下降幅度较大;适宜掺量的钢纤维(1%纤维体积率)和聚丙烯纤维(0.1%纤维体积率)能较好的提高混杂纤维混凝土高温后的抗压强度。在试验研究的基础上,建立了考虑温度、钢纤维和聚丙烯纤维体积率共同影响的高温后混杂纤维混凝土抗压强度计算模型,为纤维混凝土结构的抗火设计及灾后处理提供了理论依据。

0前言 近年来，我国在北京、上海、广州、南京等大城 市进行了大规模的地铁建设。在这些地铁建设中， 有相当一部分标段采用了盾构法施工。盾构法中， 隧道衬砌结构体是由若干预制管片或砌块拼装而 成，必须根据工程需要满足结构的强度和刚度要求, 能承受隧道经过的土层压力、水压力以及一些特殊 荷载，满足工程所提出的安全质量指标要求，如裂 缝开展宽度，接缝变形和直径变形的允许量，隧道 抗渗防漏指标，结构安全度，衬砌内表面平整度要 求等 [1] 。这些要求使得隧道管片的设计比较复杂，如 此，管片材料的选择就显得非常重要。 目前的盾构管片主要以钢筋混凝土管片为主。 由于混凝土为脆性材料，其抗拉性能较差，在运输 和安装中容易破损和开裂，管片的破损和裂缝对隧 道的安全性和耐久性会产生不利影响；另一方面， 对于地下结构而言,结构物的碳化以及侵蚀性介质 的

采用钢纤维和聚丙烯纤维制备了混杂纤维混凝土,并对混杂纤维混凝土的工作性能和力学性能进行了测试和分析。研究结果表明:随着纤维的加入,新拌混凝土的流动性迅速降低;当水灰比较大时,普通混凝土与纤维混凝土的抗压强度和抗弯拉强度都较低;单纯加入钢纤维对混凝土的力学性能提高幅度有限,采用sf/pf混杂纤维不仅可以减少钢纤维的用量,还能明显提高抗压和抗弯拉强度。

研究了玻璃纤维、有机纤维及混杂纤维增强混凝土的弯曲疲劳特性。试验结果表明:耐碱玻璃纤维对疲劳性能的改善效果优于聚丙烯纤维;当玻璃纤维掺量为2.7kg.m-3时,玻璃纤维混凝土疲劳强度比素混凝土提高24%;玻璃纤维与有机纤维混杂使用后,构件的弯曲疲劳性能有了较为显著的改善,玻璃纤维掺量2.7kg.m-3与有机纤维掺量1.3kg.m-3混掺时,混杂纤维混凝土疲劳强度比素混凝土提高35.0%,即混杂纤维能充分发挥各种纤维的优势,对改善混凝土的疲劳性能比单掺玻璃纤维和有机纤维的作用都显著。

考虑纤维种类、长径比、体积掺量3个主要因素,设计制作34组纤维混凝土试件,通过轴心抗拉试验,研究钢-聚丙烯混杂纤维混凝土轴心抗拉性能,重点分析纤维掺量的影响.结果表明,与相同配合比的基体混凝土相比,混杂纤维混凝土的轴心抗拉强度和变形能力均明显提高,其平均提高幅度分别为:初裂强度22.9%、峰值强度46.3%、初裂应变41.6%、峰值应变118%.钢纤维掺量的增加能大幅提高峰值强度和峰值应变,聚丙烯纤维掺量的增加能有效提高初裂强度和初裂应变.基于试验结果,提出了关于纤维掺量的钢-聚丙烯混杂纤维混凝土轴心抗拉强度的计算公式,可供工程设计参考.

试验研究了聚丙烯纤维(ppf)和碳纤维(cbf)及其混杂后对高性能混凝土的早期抗塑性收缩开裂性能及干缩性能的影响。结果表明,聚丙烯纤维、碳纤维及其混杂使用对高性能混凝土早期塑性收缩开裂及干燥收缩都具有较好的抑制作用,但其作用大小不同。单独使用纤维时,聚丙烯纤维抑制早期塑性收缩开裂效果优于碳纤维,而碳纤维抑制干燥收缩的效果优于聚丙烯纤维。混杂使用纤维时,存在纤维之间的搭配优势,当两种纤维按体积比1∶1混杂使用时,纤维总用量为0.2vol.%的高性能混凝土的抗早期塑性收缩性能最好,其抑制干缩的效果也较好。为了同时抑制高性能混凝土的早期塑性收缩和长期干燥收缩,试验所用纤维采用纤维总用量为0.2vol.%,聚丙烯纤维和碳纤维以体积比为1∶1的混杂使用最佳。

混杂纤维混凝土地铁管片数值模拟研究 摘要：在混凝土中掺入体积率分别为0.09%、0.05%的钢纤维和聚丙烯纤维得到混杂纤维混凝土，试验 确定了混杂纤维混凝土与普通混凝土的基本参数，利用混凝土地铁管片的数值模拟方法和试验所得参数研 究了混凝土地铁管片的力学性能，分析比较了有限元模拟得到的结果。结果表明：在同等条件下，混杂纤 维混凝土地铁管片的承载能力高于普通混凝土地铁管片，同时也验证了用该数值模拟法研究混凝土地铁管 片性能的可行性。 关键词：混杂纤维混凝土；地铁管片；数值模拟；力学性能 0前言 随着纤维混凝土技术的进步，纤维混凝土材料应用经验的累积以及人们对普通钢筋混凝土管片存在问 题的认识，将纤维混凝土应用于地铁管片预制已是大势所趋[1-2]。目前国内纤维混凝土地铁管片技术的应 用研究大多是通过试验手段进行的[3-4]。尽管通过大量的试验数据可以判断混杂纤维混凝土管片

混杂纤维混凝土的强度及耐高温性能研究

混杂纤维混凝土抗压强度试验及抗裂机理研究——通过试验研究掺入混杂纤维对混凝土基体力学性能的影响。试验发现混凝土的抗压强度随纤维掺量不同而有所变化，但是变化不大，当纤维掺量过高时，抗压强度下降；纤维混凝土的破坏过程从脆性变为延性，当混杂纤维混凝...

粉煤灰对混杂纤维混凝土性能的影响研究——本文研究了粉煤灰对混杂纤维(钢／聚丙烯纤维)增强混凝土工作性和土力学性能的影响。结合试验结果，分析了掺入粉煤灰后混凝土工作性及力学性能改变的原因，进而分析了粉煤灰对混杂纤维混凝土性能影响的机理。　　

为了研究钢-聚丙烯混杂纤维混凝土的抗压、抗拉性能和增强机理,制备和易性良好、可以泵送施工的素混凝土(pc)、聚丙烯纤维混凝土(pfrc)、钢纤维混凝土(sfrc)和混杂纤维混凝土(hfrc),对设计强度为c50的4种材料进行立方体抗压和劈裂抗拉试验。结果表明:hfrc的立方体抗压强度分别比pc、pfrc和sfrc的增加6.5%、10.9%和1.8%。hfrc的劈裂抗拉强度分别比pc、pfrc和sfrc的增加12.59%、7.04%和1.56%。可见,混杂纤维对立方体抗压强度和劈裂抗拉强度增长效果显著。pc和pfrc在试验中均发生脆性破坏,而sfrc和hfrc均发生延性破坏。通过对比4种材料的抗压和抗拉性能,可为混杂纤维的增强机理研究提供基础。

为研究钢纤维与pva纤维掺量对混凝土抗冲击性能的影响,对两种纤维不同掺量的混杂纤维混凝土进行落锤冲击试验,并设计素混凝土作为对照试验。试验结果表明,单掺纤维混凝土中,钢纤维较pva纤维对混凝土抗冲击性能提升要大,单掺2%钢纤维时强度最大。加入pva纤维使其强度和刚度得到再次的提升,其中2%钢纤维、0.1%pva纤维掺量的增强效果最为显著,屈服载荷较素混凝土得到30%左右的提升,并通过不同冲击能量试验进行了验证。

在对混凝土工程结构表面进行修补、加固时,由于结构截面尺寸的限制,往往采用较小骨料粒径的细石混凝土。将杜拉纤维(19mm)和玄武岩纤维(20、30mm)混杂掺入细石混凝土中,采用刀口诱导约束法对其进行抗裂试验研究,通过素混凝土和掺入不同种类和掺量的纤维混凝土对比,试验结果表明:sp-3试件(混掺2.5kg/m3、30mm玄武岩纤维和0.9kg/m3的杜拉纤维)阻裂效果最佳。

通过试验研究掺入混杂纤维对混凝土基体力学性能的影响。试验发现混凝土的抗压强度随纤维掺量不同而有所变化,但是变化不大,当纤维掺量过高时,抗压强度下降;纤维混凝土的破坏过程从脆性变为延性,当混杂纤维混凝土中出现大量裂缝时,仍然能保持一定的强度。

目前与大直径地铁隧道工程相匹配的盾构管片,主要是以普通钢筋混凝土为主要生产材料,其材料本身的脆性和低抗裂性使得管片在生产、运输和施工过程中出现大量裂缝以及破损,直接影响大直径地铁隧道工程的安全性和耐久性。现针对普通钢筋混凝土大直径地铁盾构管片存在的诸多不利因素,通过查阅各种文献资料和实地调查研究,初步探索以混杂纤维混凝土代替普通钢筋混凝土,利用混杂纤维混凝土的优良性能,弥补普通钢筋混凝土大直径地铁盾构管片的各种不足。研究结果将为混杂纤维混凝土大直径地铁盾构管片研发和生产提供理论参考。