歐陽東教授-污泥在水泥混凝土工業(yè)中的應(yīng)用

混雜纖維混凝土高溫性能研究 王丹芳,施養(yǎng)杭 (華僑大學(xué)土木工程學(xué)院,福建泉州362021) 摘　要:根據(jù)近年來對纖維混凝土高溫性能的試驗研究,分析了纖維對混凝土高溫性能的影響,探討了纖維混凝 土在高溫下的力學(xué)性能及合理的纖維摻量,以期為今后混雜纖維混凝土的高溫性能研究及其應(yīng)用起到指導(dǎo)作用。 關(guān)鍵詞:聚丙烯纖維;鋼纖維;混雜纖維混凝土;高溫爆裂;力學(xué)性能;耐火性能 中圖分類號:x93;tu502;tu528.572　　　文獻標(biāo)識碼:a　　　文章編號:167121556(2010)0220119204 studyonpropertiesofhybridfiberreinforced concretesubjectedtogreatheat wangdan2fang,shiyang2hang (civi

選取強度等級cf40和cf50混凝土,在混雜纖維混凝土配合比三元疊加法試驗基礎(chǔ)上確定配合比:在鋼纖維體積分?jǐn)?shù)固定為1%時,聚丙烯纖維摻量在0.3～1.5kg/m3內(nèi)按級差0.3kg/m3取5個水平;在聚丙烯纖維摻量為0.9kg/m3時,鋼纖維體積分?jǐn)?shù)在0.5%～2.0%內(nèi)按級差0.5%取4個水平,研究纖維的不同摻量對混凝土早齡期抗裂性能的影響以及試件裂縫形態(tài)的變化.結(jié)果表明,鋼-聚丙烯纖維混雜具有耦合提高混凝土早齡期抗裂性能的作用,早齡期抗裂性能隨纖維摻量的增加而提高;鋼纖維體積分?jǐn)?shù)和聚丙烯纖維摻量存在合理有效值.纖維混雜可以協(xié)同阻裂和限裂,使混凝土裂縫由寬、長形態(tài)調(diào)整為細、短形態(tài).

0前言 近年來，我國在北京、上海、廣州、南京等大城 市進行了大規(guī)模的地鐵建設(shè)。在這些地鐵建設(shè)中， 有相當(dāng)一部分標(biāo)段采用了盾構(gòu)法施工。盾構(gòu)法中， 隧道襯砌結(jié)構(gòu)體是由若干預(yù)制管片或砌塊拼裝而 成，必須根據(jù)工程需要滿足結(jié)構(gòu)的強度和剛度要求, 能承受隧道經(jīng)過的土層壓力、水壓力以及一些特殊 荷載，滿足工程所提出的安全質(zhì)量指標(biāo)要求，如裂 縫開展寬度，接縫變形和直徑變形的允許量，隧道 抗?jié)B防漏指標(biāo)，結(jié)構(gòu)安全度，襯砌內(nèi)表面平整度要 求等 [1] 。這些要求使得隧道管片的設(shè)計比較復(fù)雜，如 此，管片材料的選擇就顯得非常重要。 目前的盾構(gòu)管片主要以鋼筋混凝土管片為主。 由于混凝土為脆性材料，其抗拉性能較差，在運輸 和安裝中容易破損和開裂，管片的破損和裂縫對隧 道的安全性和耐久性會產(chǎn)生不利影響；另一方面， 對于地下結(jié)構(gòu)而言,結(jié)構(gòu)物的碳化以及侵蝕性介質(zhì) 的

混雜纖維混凝土在橋面鋪裝中的應(yīng)用研究——通過試驗，研究開發(fā)了一種集優(yōu)越力學(xué)性能和良好耐久性能于一體，既能滿足橋面鋪裝層的功能要求又能解決橋面鋪裝層早期破壞和耐久性低問題的新型橋面鋪裝材料——混雜纖維混凝土。引入聚丙烯仿鋼絲粗纖維來代替部分鋼...

針對普通混凝土抗裂能力差,采用四因子[1/2實施]二次正交回歸設(shè)計,研究了水膠比、粉煤灰摻量、聚丙烯纖維摻量和碳纖維摻量對層布式碳纖維——聚丙烯混雜纖維混凝土28d抗折強度的主要影響。結(jié)果表明:水膠比w/c=0.25,粉煤灰摻量為3%,聚丙烯纖維摻量為1.09%時,層布式碳纖維——聚丙烯混雜纖維混凝土28d抗折強度最高。

文章利用混雜纖維混凝土抗壓抗折強度試驗實測數(shù)據(jù),通過matlab軟件中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱,建立兩個4-9-1型三層bp網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測混雜纖維混凝土強度。測試計算表明,bp網(wǎng)絡(luò)可成功地建立非線性的強度模型,準(zhǔn)確地預(yù)測混雜纖維混凝土的強度,具有較高精度,對實際工程中快速預(yù)測混雜(鋼/聚丙烯)纖維混凝土的抗壓、抗折強度有借鑒意義。

通過混雜纖維混凝土試塊的高溫后抗壓試驗,分析了溫度、纖維類別和纖維體積率、混凝土基體強度等級對混凝土高溫后抗壓強度的影響。結(jié)果表明:隨著經(jīng)歷溫度的升高,混雜纖維混凝土高溫后的抗壓強度及高溫后與常溫下抗壓強度比在400℃之后下降幅度較大;適宜摻量的鋼纖維(1%纖維體積率)和聚丙烯纖維(0.1%纖維體積率)能較好的提高混雜纖維混凝土高溫后的抗壓強度。在試驗研究的基礎(chǔ)上,建立了考慮溫度、鋼纖維和聚丙烯纖維體積率共同影響的高溫后混雜纖維混凝土抗壓強度計算模型,為纖維混凝土結(jié)構(gòu)的抗火設(shè)計及災(zāi)后處理提供了理論依據(jù)。

0前言 近年來，我國在北京、上海、廣州、南京等大城 市進行了大規(guī)模的地鐵建設(shè)。在這些地鐵建設(shè)中， 有相當(dāng)一部分標(biāo)段采用了盾構(gòu)法施工。盾構(gòu)法中， 隧道襯砌結(jié)構(gòu)體是由若干預(yù)制管片或砌塊拼裝而 成，必須根據(jù)工程需要滿足結(jié)構(gòu)的強度和剛度要求, 能承受隧道經(jīng)過的土層壓力、水壓力以及一些特殊 荷載，滿足工程所提出的安全質(zhì)量指標(biāo)要求，如裂 縫開展寬度，接縫變形和直徑變形的允許量，隧道 抗?jié)B防漏指標(biāo)，結(jié)構(gòu)安全度，襯砌內(nèi)表面平整度要 求等 [1] 。這些要求使得隧道管片的設(shè)計比較復(fù)雜，如 此，管片材料的選擇就顯得非常重要。 目前的盾構(gòu)管片主要以鋼筋混凝土管片為主。 由于混凝土為脆性材料，其抗拉性能較差，在運輸 和安裝中容易破損和開裂，管片的破損和裂縫對隧 道的安全性和耐久性會產(chǎn)生不利影響；另一方面， 對于地下結(jié)構(gòu)而言,結(jié)構(gòu)物的碳化以及侵蝕性介質(zhì) 的

采用鋼纖維和聚丙烯纖維制備了混雜纖維混凝土,并對混雜纖維混凝土的工作性能和力學(xué)性能進行了測試和分析。研究結(jié)果表明:隨著纖維的加入,新拌混凝土的流動性迅速降低;當(dāng)水灰比較大時,普通混凝土與纖維混凝土的抗壓強度和抗彎拉強度都較低;單純加入鋼纖維對混凝土的力學(xué)性能提高幅度有限,采用sf/pf混雜纖維不僅可以減少鋼纖維的用量,還能明顯提高抗壓和抗彎拉強度。

研究了玻璃纖維、有機纖維及混雜纖維增強混凝土的彎曲疲勞特性。試驗結(jié)果表明:耐堿玻璃纖維對疲勞性能的改善效果優(yōu)于聚丙烯纖維;當(dāng)玻璃纖維摻量為2.7kg.m-3時,玻璃纖維混凝土疲勞強度比素混凝土提高24%;玻璃纖維與有機纖維混雜使用后,構(gòu)件的彎曲疲勞性能有了較為顯著的改善,玻璃纖維摻量2.7kg.m-3與有機纖維摻量1.3kg.m-3混摻時,混雜纖維混凝土疲勞強度比素混凝土提高35.0%,即混雜纖維能充分發(fā)揮各種纖維的優(yōu)勢,對改善混凝土的疲勞性能比單摻玻璃纖維和有機纖維的作用都顯著。

考慮纖維種類、長徑比、體積摻量3個主要因素,設(shè)計制作34組纖維混凝土試件,通過軸心抗拉試驗,研究鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土軸心抗拉性能,重點分析纖維摻量的影響.結(jié)果表明,與相同配合比的基體混凝土相比,混雜纖維混凝土的軸心抗拉強度和變形能力均明顯提高,其平均提高幅度分別為:初裂強度22.9%、峰值強度46.3%、初裂應(yīng)變41.6%、峰值應(yīng)變118%.鋼纖維摻量的增加能大幅提高峰值強度和峰值應(yīng)變,聚丙烯纖維摻量的增加能有效提高初裂強度和初裂應(yīng)變.基于試驗結(jié)果,提出了關(guān)于纖維摻量的鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土軸心抗拉強度的計算公式,可供工程設(shè)計參考.

試驗研究了聚丙烯纖維(ppf)和碳纖維(cbf)及其混雜后對高性能混凝土的早期抗塑性收縮開裂性能及干縮性能的影響。結(jié)果表明,聚丙烯纖維、碳纖維及其混雜使用對高性能混凝土早期塑性收縮開裂及干燥收縮都具有較好的抑制作用,但其作用大小不同。單獨使用纖維時,聚丙烯纖維抑制早期塑性收縮開裂效果優(yōu)于碳纖維,而碳纖維抑制干燥收縮的效果優(yōu)于聚丙烯纖維?；祀s使用纖維時,存在纖維之間的搭配優(yōu)勢,當(dāng)兩種纖維按體積比1∶1混雜使用時,纖維總用量為0.2vol.%的高性能混凝土的抗早期塑性收縮性能最好,其抑制干縮的效果也較好。為了同時抑制高性能混凝土的早期塑性收縮和長期干燥收縮,試驗所用纖維采用纖維總用量為0.2vol.%,聚丙烯纖維和碳纖維以體積比為1∶1的混雜使用最佳。

混雜纖維混凝土地鐵管片數(shù)值模擬研究 摘要：在混凝土中摻入體積率分別為0.09%、0.05%的鋼纖維和聚丙烯纖維得到混雜纖維混凝土，試驗 確定了混雜纖維混凝土與普通混凝土的基本參數(shù)，利用混凝土地鐵管片的數(shù)值模擬方法和試驗所得參數(shù)研 究了混凝土地鐵管片的力學(xué)性能，分析比較了有限元模擬得到的結(jié)果。結(jié)果表明：在同等條件下，混雜纖 維混凝土地鐵管片的承載能力高于普通混凝土地鐵管片，同時也驗證了用該數(shù)值模擬法研究混凝土地鐵管 片性能的可行性。 關(guān)鍵詞：混雜纖維混凝土；地鐵管片；數(shù)值模擬；力學(xué)性能 0前言 隨著纖維混凝土技術(shù)的進步，纖維混凝土材料應(yīng)用經(jīng)驗的累積以及人們對普通鋼筋混凝土管片存在問 題的認(rèn)識，將纖維混凝土應(yīng)用于地鐵管片預(yù)制已是大勢所趨[1-2]。目前國內(nèi)纖維混凝土地鐵管片技術(shù)的應(yīng) 用研究大多是通過試驗手段進行的[3-4]。盡管通過大量的試驗數(shù)據(jù)可以判斷混雜纖維混凝土管片

混雜纖維混凝土的強度及耐高溫性能研究

混雜纖維混凝土抗壓強度試驗及抗裂機理研究——通過試驗研究摻入混雜纖維對混凝土基體力學(xué)性能的影響。試驗發(fā)現(xiàn)混凝土的抗壓強度隨纖維摻量不同而有所變化，但是變化不大，當(dāng)纖維摻量過高時，抗壓強度下降；纖維混凝土的破壞過程從脆性變?yōu)檠有?，?dāng)混雜纖維混凝...

粉煤灰對混雜纖維混凝土性能的影響研究——本文研究了粉煤灰對混雜纖維(鋼／聚丙烯纖維)增強混凝土工作性和土力學(xué)性能的影響。結(jié)合試驗結(jié)果，分析了摻入粉煤灰后混凝土工作性及力學(xué)性能改變的原因，進而分析了粉煤灰對混雜纖維混凝土性能影響的機理。　　

為了研究鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土的抗壓、抗拉性能和增強機理,制備和易性良好、可以泵送施工的素混凝土(pc)、聚丙烯纖維混凝土(pfrc)、鋼纖維混凝土(sfrc)和混雜纖維混凝土(hfrc),對設(shè)計強度為c50的4種材料進行立方體抗壓和劈裂抗拉試驗。結(jié)果表明:hfrc的立方體抗壓強度分別比pc、pfrc和sfrc的增加6.5%、10.9%和1.8%。hfrc的劈裂抗拉強度分別比pc、pfrc和sfrc的增加12.59%、7.04%和1.56%。可見,混雜纖維對立方體抗壓強度和劈裂抗拉強度增長效果顯著。pc和pfrc在試驗中均發(fā)生脆性破壞,而sfrc和hfrc均發(fā)生延性破壞。通過對比4種材料的抗壓和抗拉性能,可為混雜纖維的增強機理研究提供基礎(chǔ)。

為研究鋼纖維與pva纖維摻量對混凝土抗沖擊性能的影響,對兩種纖維不同摻量的混雜纖維混凝土進行落錘沖擊試驗,并設(shè)計素混凝土作為對照試驗。試驗結(jié)果表明,單摻纖維混凝土中,鋼纖維較pva纖維對混凝土抗沖擊性能提升要大,單摻2%鋼纖維時強度最大。加入pva纖維使其強度和剛度得到再次的提升,其中2%鋼纖維、0.1%pva纖維摻量的增強效果最為顯著,屈服載荷較素混凝土得到30%左右的提升,并通過不同沖擊能量試驗進行了驗證。

在對混凝土工程結(jié)構(gòu)表面進行修補、加固時,由于結(jié)構(gòu)截面尺寸的限制,往往采用較小骨料粒徑的細石混凝土。將杜拉纖維(19mm)和玄武巖纖維(20、30mm)混雜摻入細石混凝土中,采用刀口誘導(dǎo)約束法對其進行抗裂試驗研究,通過素混凝土和摻入不同種類和摻量的纖維混凝土對比,試驗結(jié)果表明:sp-3試件(混摻2.5kg/m3、30mm玄武巖纖維和0.9kg/m3的杜拉纖維)阻裂效果最佳。

通過試驗研究摻入混雜纖維對混凝土基體力學(xué)性能的影響。試驗發(fā)現(xiàn)混凝土的抗壓強度隨纖維摻量不同而有所變化,但是變化不大,當(dāng)纖維摻量過高時,抗壓強度下降;纖維混凝土的破壞過程從脆性變?yōu)檠有?當(dāng)混雜纖維混凝土中出現(xiàn)大量裂縫時,仍然能保持一定的強度。

目前與大直徑地鐵隧道工程相匹配的盾構(gòu)管片,主要是以普通鋼筋混凝土為主要生產(chǎn)材料,其材料本身的脆性和低抗裂性使得管片在生產(chǎn)、運輸和施工過程中出現(xiàn)大量裂縫以及破損,直接影響大直徑地鐵隧道工程的安全性和耐久性?，F(xiàn)針對普通鋼筋混凝土大直徑地鐵盾構(gòu)管片存在的諸多不利因素,通過查閱各種文獻資料和實地調(diào)查研究,初步探索以混雜纖維混凝土代替普通鋼筋混凝土,利用混雜纖維混凝土的優(yōu)良性能,彌補普通鋼筋混凝土大直徑地鐵盾構(gòu)管片的各種不足。研究結(jié)果將為混雜纖維混凝土大直徑地鐵盾構(gòu)管片研發(fā)和生產(chǎn)提供理論參考。