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基于低温应变能的寒区沥青混凝土纤维最佳掺量确定方法

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交通标准化 2012年第11期40卷 30-33页

作者：栗东海河北省高速公路管理局(集团) 河北石家庄050051

寒区道路对沥青混凝土的抗裂性要求较高。纤维沥青混凝土具有较好的低温抗裂性,纤维掺量是影响沥青混凝土低温性能的重要因素。测量不同纤维掺量下沥青混凝土的低温弯曲应变能,以低温应变能达到最大值时的纤维掺量作为纤维的最佳掺量,... 详细信息

寒区道路对沥青混凝土的抗裂性要求较高。纤维沥青混凝土具有较好的低温抗裂性,纤维掺量是影响沥青混凝土低温性能的重要因素。测量不同纤维掺量下沥青混凝土的低温弯曲应变能,以低温应变能达到最大值时的纤维掺量作为纤维的最佳掺量,同时还要考虑其他低温性能指标是否在理想范围内。试验结果表明,基于低温弯曲应变能的最大值确定纤维的最佳掺量是一种较为科学有效的方法。

关键词：寒区道路纤维沥青混凝土纤维掺量低温应变能

低温作用下改性骨料-钢纤维再生混凝土弯曲性能试验

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复合材料学报 2024年第2期41卷 884-897页

作者：苏骏黄福王淞波许子扬杨海鑫李扬湖北工业大学土木建筑与环境学院武汉430068

为探究低温作用对改性骨料-钢纤维再生混凝土弯曲性能的影响,将再生骨料通过水泥净浆改性处理后,分别设置30wt%、60wt%再生骨料取代率,掺入适量钢纤维制成净浆改性再生混凝土(CRAC),以我国北方寒区温度为背景设置20℃、0℃、-20℃、-40... 详细信息

为探究低温作用对改性骨料-钢纤维再生混凝土弯曲性能的影响,将再生骨料通过水泥净浆改性处理后,分别设置30wt%、60wt%再生骨料取代率,掺入适量钢纤维制成净浆改性再生混凝土(CRAC),以我国北方寒区温度为背景设置20℃、0℃、-20℃、-40℃、-60℃的温度梯度,将CRAC经低温作用进行抗压强度及四点弯曲性能试验,对其进行等效弯曲强度及弯曲韧性分析,同时结合SEM从微观结构角度揭示其宏观性能改变机制,在此基础上给出了低温作用下再生混凝土的纤维增强效应表达式。结果表明:经低温作用CRAC弯拉强度显著提升,较常温最大可提升约168%;随温度的进一步降低,受冰晶生长作用及改性骨料特性影响,再生骨料取代率为60wt%的CRAC耗能能力较30wt%表现更优;同时低温作用下钢纤维体积掺量为1.5vol%的CRAC强度及韧性性能提升效果最佳,研究结论为低温作用下再生混凝土的性能优化设计及推广应用提供参考。

关键词：改性骨料再生混凝土低温作用弯曲韧性纤维掺量微观结构

基于三维细观模型的玄武岩纤维混凝土数值模拟

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建筑科学与工程学报 2024年第1期41卷 181-190页

作者：熊汪覃书豪彭定东周超吴辽王玲玲贵州大学土木工程学院贵州贵阳550025

基于玄武岩纤维-砂浆界面的相关理论和试验数据,提出一种建立小直径纤维-骨料混凝土细观模型的方法,研究玄武岩纤维混凝土的损伤演化和纤维对混凝土的增强机理。通过建立的随机纤维-骨料混凝土三维细观模型预测和验证了玄武岩纤维混凝... 详细信息

基于玄武岩纤维-砂浆界面的相关理论和试验数据,提出一种建立小直径纤维-骨料混凝土细观模型的方法,研究玄武岩纤维混凝土的损伤演化和纤维对混凝土的增强机理。通过建立的随机纤维-骨料混凝土三维细观模型预测和验证了玄武岩纤维混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗压强度和抗折强度等力学性能,并从细观角度分析了混凝土的损伤演化和纤维的作用机理;建立不同分布形式、不同纤维掺量的随机纤维-骨料混凝土模型,研究了细观模型的力学稳定性及纤维掺量对混凝土的影响规律。结果表明:基于该方法建立的细观模型在预测玄武岩纤维混凝土静态力学性能方面具有较高的可靠性;混凝土损伤首先发生在较大基体变形的薄弱界面过渡区,并随着荷载的增加延展、联接,最终导致试件的整体破坏;玄武岩纤维具有抵抗基体变形的约束作用,对混凝土力学性能影响明显;纤维掺量小于1.5%时,掺量越大,增强效果越明显。

关键词：玄武岩纤维混凝土三维细观模型力学性能纤维掺量数值模拟

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剑麻纤维加筋水泥土力学性能试验

沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2024年第2期40卷 313-321页

作者：王凤池王昱宁张晨阳孙畅许罡沈阳建筑大学交通与测绘工程学院辽宁沈阳110168 沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168 中冶沈勘工程技术有限公司辽宁沈阳110169

目的研究纤维掺量、纤维长度及养护龄期对剑麻纤维加筋水泥土无侧限抗压强度及巴西劈裂抗拉强度的影响规律。方法设置纤维掺量为0~0.8%,加筋长度为7~19 mm,养护龄期为7 d、28 d及90 d,对不同影响因素下剑麻纤维加筋水泥土进行无侧限... 详细信息

目的研究纤维掺量、纤维长度及养护龄期对剑麻纤维加筋水泥土无侧限抗压强度及巴西劈裂抗拉强度的影响规律。方法设置纤维掺量为0~0.8%,加筋长度为7~19 mm,养护龄期为7 d、28 d及90 d,对不同影响因素下剑麻纤维加筋水泥土进行无侧限抗压强度试验及巴西劈裂试验。结果剑麻纤维的掺入提升了水泥土的无侧限抗压强度及巴西劈裂抗拉强度,随着纤维掺量及加筋长度的增加呈现出先增大后减小的规律;当加筋长度为11 mm、纤维掺量为0.4%时,加筋效果最显著,无侧限抗压强度提高幅度达30.2%;剑麻纤维加筋水泥土的抗拉强度、拉压比与纤维掺量呈线性关系。结论剑麻纤维的掺入改善了水泥土的脆性,提高了水泥土的破坏韧性;采用幂函数对试验数据进行拟合,得到了养护龄期与纤维掺量共同作用下剑麻纤维加筋水泥土无侧限抗压强度的预测模型,可以为实际工程提供参考。

关键词：剑麻纤维纤维掺量无侧限抗压强度劈裂抗拉强度预测模型

温度对不同掺量纤维混凝土孔隙结构劣化影响分析

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复合材料科学与工程 2023年第5期 59-64页

作者：赵苏政张文江苏航运职业技术学院南通226010 东南大学土木工程学院南京210096

为揭示温度对玄武岩纤维混凝土孔隙结构的影响规律,开展了不同温度下纤维混凝土的核磁共振试验,重点分析孔隙结构特征参数,包括孔隙率、T_(2)谱分布、孔径分布等,并利用扫描电镜观测高温引起的细观形态变化。试验结果表明:纤维混凝土试... 详细信息

为揭示温度对玄武岩纤维混凝土孔隙结构的影响规律,开展了不同温度下纤维混凝土的核磁共振试验,重点分析孔隙结构特征参数,包括孔隙率、T_(2)谱分布、孔径分布等,并利用扫描电镜观测高温引起的细观形态变化。试验结果表明:纤维混凝土试件在不同温度下的T_(2)图谱曲线均呈“涟漪状”的波动形态,表明在经历高温后试件内部孔隙结构特征发生显著改变;高温下,素混凝土、低纤维掺量混凝土、高纤维掺量混凝土的大孔径孔隙数量占比依次增加,孔隙结构劣化程度依次加剧;随温度不断攀升,玄武岩纤维混凝土和素混凝土孔隙数量占比越发接近;利用电镜扫描分析混凝土的微观形貌,可以直观看到,随着温度攀升,玄武岩纤维混凝土经历了表面密实、新孔洞不断萌生、孔洞宽度不断拉大并发生串联贯通,最终发展为宏观裂隙的演变过程。

关键词：玄武岩纤维混凝土高温纤维掺量孔隙结构特征劣化复合材料

早期受盐-冻耦合作用下掺玄武岩纤维混凝土耐久性劣化规律

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硅酸盐通报 2024年第3期43卷 816-824页

作者：徐存东李博飞李准王海若曹骏徐慧华北水利水电大学水利学院郑州450046 浙江省农村水利水电资源配置与调控关键技术重点试验室杭州310018 河南省水工结构安全工程技术研究中心郑州450046

针对西北寒旱区早期受冻混凝土在盐-冻耦合作用下耐久性快速降低等问题,本文基于室内快速冻融试验,以3.5%(质量分数,下同)NaCl+5.0%Na_(2)SO_(4)复合盐溶液为冻融介质,研究了不同玄武岩纤维体积掺量下混凝土的耐久性劣化规律,同时采用... 详细信息

针对西北寒旱区早期受冻混凝土在盐-冻耦合作用下耐久性快速降低等问题,本文基于室内快速冻融试验,以3.5%(质量分数,下同)NaCl+5.0%Na_(2)SO_(4)复合盐溶液为冻融介质,研究了不同玄武岩纤维体积掺量下混凝土的耐久性劣化规律,同时采用扫描电子显微镜、超声法缺陷检测和核磁共振孔径检测三种分析手段探究了玄武岩纤维在微观层面上对早期受盐-冻耦合作用下混凝土宏观性能的改善作用。研究结果表明:在早期受冻混凝土中掺加玄武岩纤维能够有效提高抗压强度,减小质量损失;随着纤维掺量的增加,抗压强度、相对动弹性模量呈先增加后降低的趋势;随着冻融循环次数的增加,不同体积掺量玄武岩纤维早期受冻混凝土试块的超声脉冲传播速度逐渐增大,各组试块的总孔隙率与冻融次数呈正相关,且掺加玄武岩纤维能增加无害孔,减少多害孔,从而提高混凝土抗冻耐久性;试验中纤维掺量为0.15%(体积分数)的试块表现最优越。该研究可为寒旱灌区早期受冻混凝土耐久性研究及后期维护提供参考。

关键词：早期受冻冻融循环掺玄武岩纤维混凝土纤维掺量耐久性孔隙率

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纤维加筋红黏土强度特性试验及微观机理分析

华北水利水电大学学报（自然科学版） 2024年第1期45卷 83-89页

作者：顾展飞赵学文张明飞郑州航空工业管理学院河南郑州450046 广州华磊建筑基础工程有限公司广东广州510403

为研究纤维红黏土的强度特性及其筋-土作用机理,对其进行了强度特性及扫描电镜试验。试验结果表明:同一纤维掺量下,随着纤维长度的增长,纤维红黏土的黏聚力c值先增大后减小,且均高于素红黏土的;当纤维长度相同时,纤维红黏土的黏聚力c值... 详细信息

为研究纤维红黏土的强度特性及其筋-土作用机理,对其进行了强度特性及扫描电镜试验。试验结果表明:同一纤维掺量下,随着纤维长度的增长,纤维红黏土的黏聚力c值先增大后减小,且均高于素红黏土的;当纤维长度相同时,纤维红黏土的黏聚力c值随纤维掺量的增加表现出双峰型的变化趋势;不同纤维长度及不同掺量条件下,纤维红黏土的内摩擦角φ值无明显变化规律。基于以上试验结果,结合二元非线性回归理论,应用SPSS软件建立了纤维长度和掺量与纤维红黏土黏聚力c的二元非线性回归模型,该模型的相关系数接近1,表明该模型的准确性高、可靠性强。采用扫描电子显微镜测试手段,对纤维在红黏土中的排列模型做出假设,分析研究了不同长度、不同掺量的纤维在红黏土中的排列形态特征及纤维红黏土筋-土作用界面的微观形态特征,揭示了不同长度、不同掺量的纤维对红黏土抗剪强度指标c和φ的微观影响机理。该研究成果可为相关地区的垃圾填埋场防渗设计提供理论依据。

关键词：纤维红黏土抗剪强度纤维长度纤维掺量扫描电子显微镜测试

共聚甲醛纤维超高性能水泥基复合材料抗弯性能试验

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复合材料学报 2024年第1期41卷 373-382页

作者：王春生张洋段兰长安大学公路学院西安710064

为探究共聚甲醛纤维超高性能水泥基复合材料(UHPFRC)的抗弯力学性能,设计并测试了5组抗弯试件,包括3组纤维单掺型试件和2组纤维混杂型试件。结果表明:共聚甲醛纤维UHPFRC试件中,纤维体积掺量为2vol%时,UHPFRC试件具有更好的抗弯强度,平... 详细信息

为探究共聚甲醛纤维超高性能水泥基复合材料(UHPFRC)的抗弯力学性能,设计并测试了5组抗弯试件,包括3组纤维单掺型试件和2组纤维混杂型试件。结果表明:共聚甲醛纤维UHPFRC试件中,纤维体积掺量为2vol%时,UHPFRC试件具有更好的抗弯强度,平均强度可达13.4 MPa;适量的共聚甲醛纤维可延缓UHPFRC基体的开裂,增强其裂前变形能力,5组试件中,2vol%共聚甲醛纤维UHPFRC试件的开裂挠度最大,可达0.65 mm;混杂纤维可更好地增强UHPFRC的抗弯强度和韧性,1.5vol%共聚甲醛纤维和1.5vol%钢纤维混掺时,UHPFRC试件抗弯强度可达13.9 MPa,同时该组试件的韧性最好。本文揭示了共聚甲醛纤维在UHPFRC抗弯力学性能方面的作用效果,对其在UHPFRC中的应用及UHPFRC的推广具有重要参考价值。

关键词：共聚甲醛纤维超高性能水泥基复合材料抗弯性能纤维类型纤维掺量

短切玄武岩纤维增强水泥基复合材料力学性能研究

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工业建筑 2024年第6期54卷 197-205页

作者：于彬张元良徐一汪昕张楚楚成佃虎邵佳妮江苏科能电力工程咨询有限公司南京211100 东南大学土木工程学院南京211189

为研究短切玄武岩纤维增强水泥基复合材料的力学性能,设计并完成了84个抗压试件,72个抗折试件以及140个抗拉试件的基础性能试验,研究了水灰比、纤维掺量、纤维长度以及表面耐碱涂层处理对短切玄武岩纤维增强水泥基复合材料基础力学性能... 详细信息

为研究短切玄武岩纤维增强水泥基复合材料的力学性能,设计并完成了84个抗压试件,72个抗折试件以及140个抗拉试件的基础性能试验,研究了水灰比、纤维掺量、纤维长度以及表面耐碱涂层处理对短切玄武岩纤维增强水泥基复合材料基础力学性能的影响。结果表明:短切玄武岩纤维掺入可以有效提升水泥基复合材料韧性,将抗折和抗拉下的脆性断裂破坏改善为延性裂纹扩展破坏。复合材料抗压强度随短切玄武岩纤维掺量增大和长度降低而降低,纤维长度12 mm且体积掺量2%的试验组28 d抗压强度下降了28.8%;此外短切玄武岩纤维掺入可以显著提升水泥基复合材料的抗折强度以及抗拉强度,纤维长度较小时低掺量对复合材料抗折强度和抗拉强度提升更显著,纤维长度较大时则高掺量更显著,掺入2%体积掺量的12 mm纤维和0.5%体积掺量的6 mm纤维的28 d复合材料抗折强度分别提升了97.6%和41.4%、抗拉强度分别提升了200.7%和230%。

关键词：短切玄武岩纤维水泥基复合材料强度纤维掺量力学性能