不锈钢与聚丙烯混杂纤维混凝土配合比设计及其性能研究

不锈钢与聚丙烯混杂纤维混凝土配合比设计及其性能研究

作者：奚新国， 缪昌文， 刘加平

作者单位：奚新国(盐城工学院材料过程学院，江苏盐城，224003 东南大学材料科学与丁程学院，江苏南京，210008 江苏建筑科学研究源有限公司，江苏南京，210008)， 缪昌文(东南大学材料

科学与丁程学院，江苏南京，210008 江苏建筑科学研究源有限公司，江苏南京，210008)

， 刘加平(江苏建筑科学研究源有限公司，江苏南京，210008)

相似文献(10条)

1.期刊论文王丹芳.施养杭.WANG Dan-fang.SHI Yang-hang混杂纤维混凝土高温性能研究-安全与环境工程

2010,17(2)

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.

2.学位论文董衍伟混杂纤维混凝土高温和碳化性能试验研究2009

混杂纤维混凝土是在混凝土中均匀地加入两种或两种以上不同纤维而形成的，它是纤维混凝土领域中颇有发展前景的一个新兴分支，是当今纤维混凝土界研究的热点和重点课题。随着纤维混凝土大量应用于实际工程，不可避免的将面临结构的火灾、耐久性等技术问题。因此，研究和掌握混杂纤维混凝土的基本性能及其技术特征，对混杂纤维混凝土更好应用于实际工程有着重要的现实意义。

本文以“国家混凝土规范第6批科研课题[GBKY6001]”、“华侨大学高层次人才科研基金[05BS303]”和“校企合作重点公关项目[HQ09-02]”为依托，采取试验研究与理论分析相结合的方法，通过对基准混凝土、单掺钢纤维混凝土、单掺聚丙烯纤维混凝土及其混掺混凝土，分别在经常温标准条件、高温条件和碳化条件后进行研究，主要研究内容和主要结果如下：

1．研究了不同混杂类型纤维混凝土力学性能，得出混杂纤维对混凝土的增韧增强存在一个最佳掺量；对比基准混凝土，可知混杂纤维混凝土有良好的增强增韧效果；介绍了混杂纤维混凝土的混杂系数，通过混杂系数定量评价了混杂纤维的增强增韧效果。

2．分析了不同混杂类型纤维混凝土高温后抗压强度的变化规律，详细描述了混杂纤维混凝土不同等级高温作用后的表观现象，同时分析了混杂纤维混凝土高温后的质量损失，并回归了残余抗压强度与过火温度及质量损失与过火温度的关系曲线；从微观机理上论述了混杂纤维混凝土良好的抗爆裂性能。

3．利用超声回弹检测技术对高温后的不同混杂类型纤维混凝土进行检测，提出了的超声波速与残余抗压强度的回归方程、回弹值与残余抗压强度的回归方程以及超声波速回弹值综合与残余抗压强度的回归方程，可用于直接估算火灾建筑物的混凝土的残余抗压强度及损伤程度，有利于火灾后的重建工作。

4．利用红外热像检测技术对高温后的不同混杂类型纤维混凝土进行检测，给出了热像平均温升与强度损失的回归方程，可以估算火灾建筑物的混凝土的残余抗压强度及损伤程度，更好地评估火灾结构损伤情况，做出更好的修复方案。

5．建立了混杂纤维混凝土高温后性能评价体系，可以对火灾建筑的混杂纤维混凝土的过火温度、残余抗压强度及其损伤温度做出评估，为火灾混杂纤维混凝土结构的修复与加固提供依据。

6．研究了不同混杂类型纤维混凝土碳化后力学性能，得出抗压强度、劈拉强度随碳化龄期的变化规律，同时分析了碳化深度跟碳化龄期的关系，对比基准混凝土，表明混杂纤维混凝土有良好的抗碳化能力，并从微观上阐明了混杂纤维混凝土的抗碳化机理。

7．总结了混凝土的不同碳化深度模型，并比较各种模型的适用情况；同时给出了不同混杂类型纤维混凝土碳化深度模型，为预测混杂纤维混凝土的碳化深度提供了一定依据。

本文在多工况条件下对多种混杂类型的纤维混凝土进行系列试验与研究，得到相应的结果和具有一定理论和工程应用价值的技术指标及重要规律

，这将为对混杂纤维混凝土的进一步研究和推广应用奠定基础。

3.期刊论文黄国栋.马芹永.Huang Guodong.Ma Qinyong混杂纤维混凝土力学性能试验研究与分析-地下空间与工

程学报2010,6(2)

研究了素混凝土、粉煤灰混凝土、层布式混杂纤维混凝土及混杂纤维混凝土在14d、28 d、56 d的抗压强度和劈裂强度.结果表明:粉煤灰会降低混凝土的早期强度但能增加混凝土的和易性,掺30%粉煤灰的聚丙烯纤维混凝土在28 d的抗压强度比素混凝土降低了10%,劈裂强度提高了3%.掺30%粉煤灰的混杂纤维混凝土在28 d的抗压强度比素混凝土提高了4%,劈裂强度提高了10%.聚丙烯纤维和钢纤维的加入可以明显改善混凝土的脆性,提高混凝土的劈裂强度,若两种纤维混杂掺加改善混凝土脆性效果更明显.

4.学位论文段福强混杂纤维混凝土在桥面铺装层的应用研究2007

桥面铺装层作为桥梁的重要组成部分，在设计中往往被忽视。近年来随着交通量及车载的增加，桥面铺装层的早期破坏越来越严重，维修的频率也越来越大，人们才开始认识到桥面铺装层的重要性和不可忽视性。

本文从桥面铺装的材料入手，将通过试验研究，研究出一种新型桥面铺装材料——钢纤维-聚丙烯仿钢纤维混杂纤维混凝土，它具有优良的力学性能和耐久性能，从而能够改变桥面铺装易于破坏的现状。

针对这种新材料，我们进行了大量的试验研究。首先，试验横向来分分为力学性能和耐久性能两个方面的试验，其中主要包括抗压强度试验，抗折强度试验，弯曲韧性试验和抗渗试验；纵向来分我们又分为两部分：第一部分是试验室初步试验，这一步是我们优选纤维的过程，我们选取在工程界常用的三种纤维——钢纤维，聚丙烯束状单丝纤维，聚丙烯仿钢纤维的单掺与混杂进行试验，优选出了纤维的最佳组合——钢纤维-聚丙烯仿钢纤维混杂纤维；第二部分是试验室对比优化试验，我们将在第一步所选纤维（钢纤维-聚丙烯仿钢纤维混杂纤维）的基础上，同样进行力学性能试验和耐久性能试验，通过试验结果进行纤维掺量的优选，最终优选出来的掺量用于施工现场的施工。

文中对混杂纤维混凝土进行了作用机理的分析，包括纤维混凝土的增强机理以及混杂纤维混凝土的增韧机理等。

室内试验结果以及施工现场的应用结果表明，混杂纤维混凝土具有优良的力学性能，对于防止混凝土的早期开裂以及增加混凝土的后期韧性，具有非常明显的效果，从而能够大大延长桥面铺装层的使用寿命，带来可观的经济效益和社会效益。

5.期刊论文杨成蛟.黄承逵.车轶.王伯昕.YANG Cheng-jiao.HUANG Cheng-kui.CHE Yi.WANG Bo-xin混杂纤维混凝

土的力学性能及抗渗性能-建筑材料学报2008,11(1)

进行了混杂纤维(钢纤维-改性聚丙烯纤维)混凝土力学性能及抗渗性能的试验研究.结果表明,混杂纤维可以提高混凝土的抗压强度、劈拉强度和抗折强度,但对混凝土抗渗性能影响不大.引气剂有助于提高混杂纤维混凝土的抗渗性.另外,简单分析了纤维混杂方式对混凝土力学性能和抗渗性能影响的机理.

6.期刊论文晁俊豪混杂纤维混凝土的研究现状及展望-建筑2010,""(7)

本文揭示了混杂纤维混凝土在抗冲击韧性、疲劳性能强度和混杂效应等方面的力学性能;通过分析混杂纤维混凝土的优点与不足,提出混杂纤维混凝

纤维混凝土作为一种高性能混凝土建筑材料，在工程建设领域得到了非常广泛的应用。将两种或两种以上的纤维混合来增强混凝土的研究刚刚起步，也是当前对纤维混凝土材料性能研究的一个热点。本文结合辽宁省交通厅科研项目《旧桥简支变连续体系非预应力法加固技术研究》，联系现有对混杂纤维混凝土的研究成果，开展了钢-聚丙烯混杂纤维混凝土材料基本力学性能及耐久性的一系列试验研究，分析了混杂纤维对混凝土的增强增韧作用

，以及纤维对混凝土抗渗、抗冻性能的影响。

(1)分别对C40、C60两种基体强度下混杂纤维混凝土的立方体抗压强度、劈拉强度、轴心抗压强度、弹性模量以及纤维增强引气混凝土抗压强度进行了试验研究，并部分初步分析了增强机理；

(2)根据ASTM C1018-97方法对CF40、CF60混杂纤维混凝土进行弯曲韧性试验，研究了混杂纤维对混凝土弯拉强度和弯曲韧性的影响，结果表明混杂纤维可以有效的改善混凝土弯曲韧性：

(3)抗渗试验结果表明混杂纤维对混凝土的抗渗性能影响较小，引气剂能小幅度提高纤维混凝土的抗渗性能，并对纤维混凝土的渗透机理进行了初步分析；

(4)对混杂纤维混凝土的抗冻性进行了试验研究，研究表明纤维并不是提高混凝土抗冻性能的好办法，同时不同的纤维混杂方式对混凝土抗冻性能影响较大；

(5)研究了混杂纤维混凝土冻融循环后的弯曲性能，研究表明200次冻融循环后引气纤维混凝土仍然有很好的弯曲性能；

(6)综合考虑各试验结果，0.7％钢纤维与0.1％细聚丙烯纤维的混杂方式具有相对较好的综合性能，是应用于桥面铺装层的良好材料；

8.期刊论文高淑玲.田稳苓.张二龙混杂纤维混凝土在桥面铺装中的应用研究-混凝土与水泥制品2010,""(3)

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纤维,既可降低工程造价又可降低铺装层的自重,其对纤维混凝土力学性能及耐久性能的提高可和钢纤维媲美,甚至比掺单钢纤维更高.在混杂纤维混凝土中掺人膨胀剂和引气剂,与素混凝土和单一纤维混凝土相比,抗弯强度、弯曲韧性明显改善,抗渗等级提高到29级,抗冻融性能也有一定程度的提高,耐久性显示出明显的优势,是桥面铺装材料的理想选择.

9.学位论文程龙混杂纤维混凝土高温后力学性能试验研究2007

正在中的武汉长江隧道是万里长江第一条过江隧道，它连系着两岸的千万武汉市民，也是将来长江两岸的重要交通枢纽，因此长江隧道的安全性问题更是得到了亿万人民群众的关心。火灾对于隧道是严重的安全性问题之一，一旦发生火灾造成结构坍塌，将会带来巨大的生命和财产损失。为了能提高其抗火性能，在管片混凝土材料中掺入混杂纤维(长短纤维复合)，利用纤维的改性机理提高混凝土的高温性能，因此对纤维混凝土的高温性能研究是非常必要的。

本文在武汉长江隧道工程的依托下，针对武汉过江隧道管片混凝土材料的抗火性能进行了研究，在衬砌结构的混凝土中分别掺加了聚丙烯纤维和混杂纤维(聚丙烯纤维和钢纤维)，研究混杂纤维对高性能混凝土高温作用后残余力学性能包括残余抗压强度和残余劈裂抗拉强度的影响。对三种不同钢纤维掺量的混杂纤维混凝土在常温至800℃后的力学性能和超声波测试进行了试验研究，其主要内容如下：

1.系统地对混杂纤维混凝土高温后的力学性能开展了试验研究，结果表明掺有混杂纤维的混凝土在高温后力学性能上明显要优于聚丙烯纤维混凝土和普混，其表现在：普混在400℃时发生爆裂，而高温后混杂纤维混凝土抗爆裂性能好，能保持良好的完整性，裂缝明显少于聚丙烯混凝土；混杂纤维混凝土800℃后剩余抗压强度为51％、剩余劈裂抗拉强度为32％，均高于聚丙烯混凝土的36％和16.2％。

2.系统地对三种不同钢纤维掺量的混凝土试块进行了测试对比，数据结果表明，当体积率在0.5％～1.2％时，随着钢纤维含量的提高，其抗压强度、劈裂抗拉强度、残余抗压强度和残余劈裂抗拉强度也会相对提高，但当体积率大于0.8％时，混凝土的易和性不佳，纤维分布不均匀，因此本文推荐使用0.8％的体积率掺入量。

3.系统地对高温前后混杂纤维混凝土进行了超声波测试与分析，给出了测强曲线，提出了抗压强度(f<,cu>)、劈裂抗拉强度(f<,t>)和声速(v)之间的关系式：f<,cu>=31.725lnv+31.885，f<,t>=-0.1628v<'2>+2.2909v-1.2469。其结果均在工程误差范围之内，对即将建成的长江隧道的火灾安全性能够评价提供一定的数据支持。

纤维增韧的高性能混凝土在各个性能方面都优于普通混凝土，对其研究是一项综合性很强的领域，而抗高温性能的研究又涉及很多的影响因素，要进行深入的研究难度较大，且在工程实际中对于纤维掺量的把握也是人们关注的问题之一。

本文针对长江隧道管片的混凝土材料进行了高温后的力学和超声波试验，取得了一些成果，并回归分析了高温后声速和强度之间的计算公式，提出较为有效的纤维掺量，为今后纤维增韧混凝土理论研究和工程应用提供参考。

10.会议论文李晗.高丹盈.赵军高温后混杂纤维高强混凝土基本力学性能2008

通过对高温后混杂纤维(聚丙烯纤维、钢纤维)高强混凝土和高强混凝土力学性能的试验研究,探讨了混杂纤维高强混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗折强度在不同温度下的变化规律,分析了温度对混杂纤维高强混凝土力学性能的影响机理.研究结果表明,混杂纤维高强混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗折强度随温度的升高而降低,在400℃以内,降低幅度较小,400℃以后显著降低.相同温度时,混杂纤维提高了高强混凝土的高温后强度值.

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下载时间：2010年12月12日