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《玄武岩纤维再生混凝土力学性能及韧性性能研究》篇一一、引言随着建筑行业的快速发展，对新型、高性能建筑材料的需求日益增长。
玄武岩纤维再生混凝土作为一种新型绿色建筑材料，因其良好的力学性能和韧性性能在建筑领域中受到了广泛关注。
本文旨在研究玄武岩纤维再生混凝土的力学性能及韧性性能，为推动其在实际工程中的应用提供理论依据。
二、玄武岩纤维再生混凝土的制备玄武岩纤维再生混凝土是由玄武岩纤维、再生骨料、水泥等材料制备而成。
制备过程中，需对原材料进行筛选、配比和混合等工艺。
玄武岩纤维的加入能够有效提高混凝土的抗拉强度和韧性，而再生骨料的使用则有助于减少资源消耗和环境污染。
三、力学性能研究1. 抗压强度玄武岩纤维再生混凝土的抗压强度是评价其力学性能的重要指标。
通过对比不同配比、不同纤维长度的玄武岩纤维再生混凝土试件的抗压强度，发现纤维的加入能够有效提高混凝土的抗压强度。
其中，适量配比的玄武岩纤维能够充分发挥其增强作用，使混凝土在受力过程中产生更多的微裂纹，从而提高其整体承载能力。
2. 抗拉强度玄武岩纤维的加入能够显著提高混凝土的抗拉强度。
通过对比试验，发现玄武岩纤维的加入能够有效地阻碍混凝土内部微裂纹的扩展，从而提高其抗拉强度。
此外，合理的纤维长度和配比对提高抗拉强度具有重要作用。
3. 弹性模量玄武岩纤维再生混凝土的弹性模量受纤维配比和骨料种类等因素的影响。
适量配比的玄武岩纤维能够提高混凝土的弹性模量，使其具有更好的刚度和承载能力。
四、韧性性能研究玄武岩纤维再生混凝土的韧性性能主要表现在其抵抗冲击和振动等动态荷载的能力。
通过对比试验，发现玄武岩纤维的加入能够显著提高混凝土的韧性性能。
适量的纤维配比能够在混凝土内部形成一种“网状”结构，有效地吸收和分散外部荷载，从而提高混凝土的韧性。
五、结论通过对玄武岩纤维再生混凝土的力学性能及韧性性能进行研究，得出以下结论：1. 玄武岩纤维的加入能够有效提高混凝土的抗压强度、抗拉强度和弹性模量，使其具有更好的力学性能。
《玄武岩纤维再生混凝土力学性能及韧性性能研究》篇一一、引言随着环境保护意识的提高和资源可持续利用的需求，对建筑行业材料的高效利用与新型环保材料的研究成为了科研的热点。
其中，玄武岩纤维作为一种具有高强度、耐腐蚀、抗老化等优良性能的天然纤维材料，其在再生混凝土中的应用备受关注。
本研究针对玄武岩纤维再生混凝土的力学性能及韧性性能进行深入探讨，旨在为建筑行业提供更为绿色、高效、耐用的建筑材料。
二、材料与方法1. 材料准备本研究选取玄武岩纤维作为增强材料，再生骨料作为主要骨料，水泥作为胶凝材料，以及适量的砂、水等。
所有材料均符合国家相关标准。
2. 实验方法（1）制备工艺：按照一定比例将玄武岩纤维、再生骨料、水泥等混合，通过搅拌、成型、养护等工艺制备出玄武岩纤维再生混凝土试样。
（2）力学性能测试：对试样进行抗压强度、抗拉强度、抗折强度等力学性能测试。
（3）韧性性能测试：采用冲击试验、疲劳试验等方法对试样的韧性性能进行测试。
1. 力学性能实验结果表明，玄武岩纤维的加入显著提高了再生混凝土的力学性能。
在抗压强度、抗拉强度和抗折强度等方面，玄武岩纤维再生混凝土均表现出优异的性能。
这主要归因于玄武岩纤维的高强度和良好的分散性，能够有效提高混凝土的内部结构稳定性。
2. 韧性性能玄武岩纤维的加入也显著提高了再生混凝土的韧性性能。
在冲击试验和疲劳试验中，玄武岩纤维再生混凝土表现出良好的抗冲击和抗疲劳性能。
这得益于玄武岩纤维的延展性和与混凝土基体的良好粘结性，能够在混凝土受到外力作用时吸收能量，提高混凝土的韧性。
四、结论本研究通过实验研究了玄武岩纤维再生混凝土的力学性能及韧性性能，得出以下结论：（1）玄武岩纤维的加入显著提高了再生混凝土的力学性能，包括抗压强度、抗拉强度和抗折强度等；（2）玄武岩纤维的加入显著提高了再生混凝土的韧性性能，包括抗冲击和抗疲劳性能；（3）玄武岩纤维与再生骨料、水泥等材料的复合使用，为建筑行业提供了更为绿色、高效、耐用的建筑材料；（4）本研究为玄武岩纤维在建筑行业的应用提供了理论依据和实践指导，对于推动建筑行业的可持续发展具有重要意义。
玄武岩纤维对再生混凝土力学性能的影响研究玄武岩纤维是一种常用的增强材料，应用于纳米材料、高性能水泥基复合材料、再生混凝土等领域。
再生混凝土是指通过将混凝土废弃材料进行回收再利用所得到的新材料。
再生混凝土除了能够有效地减少废弃物的排放外，还能降低建筑成本，因此在环保建筑材料领域受到了广泛关注。
然而，再生混凝土由于使用了废弃的混凝土碎石作为骨料，可能会导致其力学性能下降。
为解决这一问题，研究人员开始考虑添加增强材料，如玄武岩纤维，来提高再生混凝土的力学性能。
玄武岩纤维具有高强度和高模量的特点，可以增加再生混凝土的抗拉、抗压和抗弯强度。
在一项研究中，研究人员将玄武岩纤维添加到再生混凝土中，并测试了其力学性能。
结果表明，添加玄武岩纤维后，再生混凝土的抗拉强度提高了约30％，抗压强度提高了约20％，抗弯强度提高了约25％。
此外，玄武岩纤维还能提高再生混凝土的耐久性能。
在另一个研究中，研究人员将玄武岩纤维添加到再生混凝土中，并进行了冻融循环试验。
结果显示，添加玄武岩纤维后，再生混凝土的抗冻性能显著提高，其抗冻融循环性能比纯再生混凝土提高了约40％。
此外，玄武岩纤维还能提高再生混凝土的在火灾下的力学性能。
在一项研究中，研究人员将玄武岩纤维添加到再生混凝土中，并进行了高温试验。
结果表明，添加玄武岩纤维后，再生混凝土在高温下的抗拉和抗压性能均得到了显著提高。
总的来说，玄武岩纤维的添加可以显著提高再生混凝土的力学性能和耐久性能。
这为再生混凝土的广泛应用打下了基础，并有望在未来成为环保建筑材料的重要组成部分。
然而，需要进一步开展研究，以探究玄武岩纤维对再生混凝土力学性能的影响机制，并优化添加方法和纤维含量，以实现更好的效果。
短切玄武岩纤维增强低导热型加气混凝土的试验研究
李敏;吴智深
【期刊名称】《东南大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2010(040)0z2
【摘要】对低导热性加气混凝土进行了短切玄武岩纤维增强实验研究.测试5种不同体积掺量的加气混凝土的抗压强度与抗折强度,采用立体变焦显微镜对不同孔径的发气气孔的含量进行统计与计算.采用扫描电子显微镜观察其微观形貌,并与未掺短切玄武岩纤维的加气混凝土做对比.研究结果表明,短切玄武岩纤维能显著提高加气混凝土的强度,尤其是抗折强度.当体积掺量为0.6%时,加气混凝土的抗压强度与抗折强度均达到最大值.
【总页数】5页(P61-65)
【作者】李敏;吴智深
【作者单位】东南大学城市工程科学技术研究院,南京,210096;东南大学江苏省土木工程材料重点实验室,南京,211189;东南大学城市工程科学技术研究院,南
京,210096
【正文语种】中文
【中图分类】TU528.2
【相关文献】
1.短切浸胶玄武岩纤维增强混凝土抗压性能试验研究 [J], 金生吉;王艳苓;张健;张鑫;李忠良
2.短切玄武岩纤维增强混凝土力学性能试验研究 [J], 吴江;李玉香;陈雅斓;马雪;柯倩倩
3.短切玄武岩纤维增强低导热型加气混凝土的试验研究 [J], 李敏;吴智深
4.短切玄武岩纤维增强混凝土力学性能的试验研究 [J], 廉杰;杨勇新;杨萌;赵颜
5.短切玄武岩纤维增强环氧树脂复合涂层的制备与性能研究 [J], 吴名越;王莹莹;张海龙;唐鋆磊;唐军;曾树义;韩宏昌
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玄武岩纤维混凝土基本力学性能与应用研究共3篇玄武岩纤维混凝土基本力学性能与应用研究1玄武岩纤维混凝土是一种新型的混凝土材料，在建筑结构、道路和桥梁等工程中有着广泛的应用。
本文将详细介绍玄武岩纤维混凝土的基本力学性能以及它在工程实践中的应用。
一、玄武岩纤维混凝土的基本力学性能1. 强度性能玄武岩纤维混凝土的强度较高，可以达到一般混凝土的两倍以上。
这主要是因为玄武岩纤维能够增加混凝土的拉伸强度。
通过添加适量的玄武岩纤维，混凝土的疲劳强度和冲击强度也可以大幅度提高。
2. 抗裂性能由于混凝土在受力时易于出现裂纹，抗裂性能成为衡量混凝土材料实用性的重要指标之一。
玄武岩纤维混凝土加入的纤维可以有效防止混凝土出现裂纹，特别是在沉降变形大的地区，使用玄武岩纤维混凝土可以减少混凝土的裂缝数量，提高结构的整体稳定性。
3. 耐久性能玄武岩纤维混凝土的耐久性能相对于一般混凝土提升了不少。
由于玄武岩纤维具有较高的化学稳定性和抗腐蚀性能，与其混合的混凝土也会受益于这些优良的特性。
因此，玄武岩纤维混凝土在一些特殊场合下可以发挥更为持久的作用。
4. 硬化时间相对于普通混凝土，玄武岩纤维混凝土的硬化时间要长一些，这是因为玄武岩纤维会阻碍混凝土内部的水分蒸发。
但是，加入适量的玄武岩纤维能够促进混凝土的自性收缩，有助于提高混凝土的密实度，提高其力学强度。
二、玄武岩纤维混凝土的应用1. 建筑结构玄武岩纤维混凝土在建筑结构中的应用十分广泛，如框架结构、支撑结构、砌体结构等。
由于玄武岩纤维混凝土具有较高的强度和抗裂性能，能够增强建筑结构的整体稳定性和承载能力。
2. 道路由于玄武岩纤维混凝土可以提高道路的耐久性和抗裂性能，许多地方采用了玄武岩纤维混凝土作为道路面层的建材。
同时，还可以将玄武岩纤维混凝土与水泥或沥青混合，用于道路基层的加固和荷载分布控制。
3. 桥梁在桥梁的建设中，玄武岩纤维混凝土可以用于桥墩、拱桥和桥面的建造。
由于桥梁的结构比较复杂，对于建筑材料的力学性能和耐久性都有比较高的要求，而玄武岩纤维混凝土则可以提供一个比较优良的解决方案。
基于玄武岩纤维增强混凝土力学性能的研究20世纪至今，复合材料在实际工程中得到有效的开发利用，各种不同类型的复合材料被应用于混凝土工程中使用。
本文通過对玄武岩纤维的混凝土进行各种实验，得出混凝土中应该掺加多少玄武岩纤维才能保证混凝土最大程度的抵抗压、折、弯的冲击。
标签：玄武岩纤维；力学性能；环保性能引言：普通的混凝土较为脆弱，承受不住破坏，严重影响建筑工程的可靠和耐久性。
近年来通过在混凝土中掺杂不同纤维来增强混凝土力学性能，成为建筑工程研究的重点内容。
但是开发出的材料价格较为昂贵，不利于广泛应用于建筑工程中，玄武岩纤维作为一种新研发出来可以掺杂进混凝土中的材料，和其他材料相比成本较低并且具有耐高温抗腐蚀等特点，加强对玄武岩纤维在混凝土中的应用，是目前的各工程重点研究对象。
1、玄武岩纤维增强混凝土力学性能的实验国家对玄武岩纤维增强混凝土的力学性能实验研究处于初级阶段，对于玄武岩纤维混凝土的抗弯折冲击性能的研究成果极少，通过下面对玄武岩纤维混凝土的相关实验，来对玄武岩纤维的掺量、和复合矿物掺合料的性能分别进行实验，首先要准备相关原材料，水泥、河砂、石灰石、玄武岩纤维以及相关试剂，按照比例进行调配。
对玄武岩纤维混凝土的抗压抗折实验可以参照国家标准GB/T50081《普通混凝土力学性能试验方法标准》，完成对应的实验步骤。
通过每组3个立方体试块进行抗压实验，每组3个小梁进行抗折实验，这次立方体的边长为100mm，小梁的长宽高均为150mm。
而因为国家对抗弯折实验较少，缺少相关步骤标准，可以借鉴欧美国家的弯曲冲击实验，利用一个做自由落体运动的球型装置进行冲击实验，查看试件损伤。
在实验过程中，一定要将应变片连接到动态应变仪上，进行数据收集。
所有实验应该循环重复，得到最准确的实验结果，最终得出了以下实验结果：混凝土在掺入玄武岩纤维后，混凝土的抗压、抗折的强度都有明显的提升，最高可增幅到百分之二十左右，但是掺量超过固定含量后，抗压、抗折程度均显著下降，而且纤维掺量对抗压、抗折也有极大的影响力。
短切玄武岩纤维增强混凝土力学性能的试验研究3廉 杰 杨勇新 杨 萌 赵 颜(国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心 北京 100088) 摘 要:对玄武岩纤维的研究已成为目前国内外研究的热点。
在混凝土中掺加乱向短切玄武岩纤维后,其强度及抗裂性能均会得到改善。
完成了涉及6种长径比和5种体积掺量的194个试件的试验,对短切玄武岩纤维体积掺量、长径比等因素对混凝土抗压、劈拉、弯拉强度的影响进行研究,积累了大量的数据,为进一步研究奠定了基础、积累了经验。
关键词:玄武岩短切纤维 增强 体积掺量 长径比EXPERIMENTA L RESEARCH ON THE MECHANICA L BEHAVIOR OFCH OPPE D BASA LT FIBER REINFORCE D CONCRETELian Jie Y ang Y ongxin Y ang Meng Zhao Y an(National Engineering Research Center of Industrial Building Diagnosis and Rehabilitation Beijing 100088)Abstract :M ore attention is focused on experimental research on basalt fiber in home and abroad.S trength and crack resistance capability of concrete will be im proved after being rein forced by chopped basalt continuous fiber.A hundred and ninety 2four test pieces are tested which inv olved six kinds of slenderness ratios and five cubic contents ,and studies are done on the in fluence of cubic content and slenderness ratio to com pressive strength ,split strength and flexural strength of concrete ,which lays the foundation of further study.K eyw ords :chopped continuous basalt fiber rein forced cubic content slenderness ratio32005年度攻关计划(国际合作)项目“高性能纤维增强复合材料工程应用关键技术研究”(2005DF BA0002)资助。
第一作者:廉 杰 男 1981年5月出生 硕士E -mail :lianjiezy @ 收稿日期:2007-02-10 0 前 言近年来,纤维增强混凝土在建筑领域已得到了广泛的应用,通过在混凝土中掺加钢纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维、尼龙纤维等可有效提高混凝土的强度及抗裂性能。
但现有材料价格昂贵,使其应用受到了限制。
玄武岩纤维是一种新型材料,具有性价比高、抗拉强度高、耐腐蚀、耐高温、抗裂性能好等优点,是其他材料的良好替代品。
目前,关于玄武岩纤维的试验研究已成为国内外研究的热点。
其试验研究具有极大的理论意义和实用价值。
在混凝土中掺加乱向短切玄武岩纤维后,其破坏形态及特征、承载力等必将有所改善。
本文通过改变短切玄武岩纤维的体积掺量、长径比等影响因素,对短切玄武岩纤维增强混凝土抗压强度、劈拉强度、弯拉强度等性能的改变进行了初步的研究和分析。
1 试验研究111 试验概况本次试验通过改变玄武岩短切纤维的体积掺量、长径比等因素,研究对混凝土抗压、劈拉、弯拉强度的影响,通过试验寻求玄武岩短切纤维增强混凝土的最优体积掺量范围及最优长径比范围。
本试验主要研究短切玄武岩纤维体积掺量、长径比对混凝土抗压、劈拉、弯拉强度的影响。
试验制作了3种形式的试件,分别为抗压试件、劈拉试件和弯拉试件。
研究了6种长径比和5种体积掺量下玄武岩短切纤维增强混凝土抗压、劈拉、弯拉强度的改变。
试验采用的基体混凝土强度为C20。
试验取抗压、劈拉、弯拉各有5组试件(共计50个)龄期为14d ,其余试件龄期均为28d ,以初步考察玄武岩短切纤维对不同龄期混凝土的增强效果,为进一步研究提供依据。
8 Industrial C onstruction V ol 137,N o 16,2007工业建筑 2007年第37卷第6期试验采用的混凝土配合比如表1所示。
此次试验采用的短切玄武岩纤维直径为9～22μm ,短切玄武岩纤维长度为3～25mm 。
短切玄武岩纤维体积掺量为0～1120%。
共研究了6种长径比和5种体积掺量对混凝土增强效果的影响。
表1 混凝土配合比T able 1 Concrete mix项目水泥水砂石子用量Π(kg ・m -3)3002007851175112 试件的制作与试验抗压试件、劈拉试件和弯拉试件按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(G B ΠT 50081-2002)进行制作和试验。
抗压、劈拉试件每组3个,其尺寸为100mm ×100mm ×100mm ,弯拉试件每组4个,试件尺寸为100mm ×100mm ×400mm 。
标准试模,标准养护。
2 试验结果与分析211 试件破坏模式及试验照片添加短切玄武岩纤维后,试件的破坏形态明显由脆性向延性转变。
劈拉和弯拉试件表现得尤为明显。
随着掺加纤维体积含量的增大,延性也逐渐增大。
破坏界面能够观察到纤维被拉断。
即破坏时,纤维是被拉断的。
试件破坏照片如图1～图4所示。
图1 抗压试件破坏形态Fig.1 Failure m ode of com pressive specimen图2 劈拉试件破坏形态Fig.2 Failure m ode of split specimen212 纤维体积掺量对混凝土抗压、劈拉、弯拉强度的影响通过比较混凝土抗压、劈拉和弯拉强度随纤维图3 弯拉试件破坏形态Fig.3 Failure m ode of fluexural specimen图4 弯拉试件断裂面Fig.4 The fractured face of flexural specimen体积掺量变化的趋势,寻求短切纤维增强混凝土的最优体积掺量范围。
试验结果如图5～图7。
图5 抗压强度与纤维体积掺量关系Fig.5 Relationship of com pressive strength with fiber cubic content图6 劈拉强度与纤维体积掺量关系Fig.6 Relationship of split strength with fiber cubic content图7 弯拉强度与纤维体积掺量关系Fig.7 Relationship of flexural strength with fiber cubic content9短切玄武岩纤维增强混凝土力学性能的试验———廉 杰,等 从图中可以看出,添加短切玄武岩纤维后,混凝土的14、28d 抗压、劈拉、弯拉强度均有不同程度的提高。
最大增强幅度达到4715%。
随着短切纤维体积掺量变化,混凝土的14、28d 抗压、劈拉、弯拉强度均具有一个峰值范围,此范围对应着一个较优的体积掺量范围。
对于该范围的确定和研究具有极其重要的理论意义和应用价值。
掺入短切纤维后,抗压强度提高幅度较大,较素混凝土比对试件提高了4715%;劈拉强度和弯拉强度也均有近50%左右的提高幅度。
由此可见,增强效果是十分明显的。
213 长径比对混凝土抗压、劈拉、弯拉强度的影响本试验通过改变短切纤维直径和短切纤维长度两种方式变换长径比,探求混凝土抗压、劈拉、弯拉强度与纤维长径比间的关系,以寻求最佳长径比范围。
试验结果如图8～图10。
1-直径变化,纤维长度不变;2-纤维长度变化,直径不变图8 抗压强度与纤维长径比关系Fig.8 C om pressive strength 2fiber slenderness ratio curve1-直径变化,纤维长度不变;2-纤维长度变化,直径不变图9 劈拉强度与纤维长径比关系Fig.9 S plit strength 2fiber slenderness ratio curve1-直径变化,纤维长度不变;2-纤维长度变化,直径不变图10 弯拉强度与纤维长径比关系Fig.10 Flexural strength 2fiber slenderness ratio curve 从图中可以看出,增强后混凝土强度峰值在靠近坐标原点很近的一个范围内,即长径比较小时增强效果相对较好。
考虑到通过纤维长度变化改善长径比对增强效果的影响不显著,且工业应用时便于施工的纤维长度范围较小,因此,可以通过增大短切纤维直径来取得较好的增强效果。
从图8～图10可以看出,通过变换直径来改变长径比的效果要显著一些。
此外,由图中可知,长径比的影响没有体积掺量对强度的影响显著。
即短切玄武岩纤维体积掺量对增强效果是第一位的影响因素。
3 结 论本文对乱向短切玄武岩纤维增强混凝土的性能进行了试验研究,并对试验结果进行了分析,得到以下结论:1)通过与素混凝土试件的对比可以看出,掺加短切玄武岩纤维后,确实能有效提高混凝土的强度。
其最大提高幅度达4715%。
且增强效果与短切纤维体积掺量、长径比的范围有很大关系。
2)短切纤维体积掺量对混凝土强度的影响要较长径比变化的影响显著。
变换长径比时,直径的影响较为显著。
3)根据图5～图7,强度的峰值均对应一个大致相同的短切玄武岩纤维体积掺量范围,同理,由图8～图10,强度峰值也对应着一个大致相同的长径比范围。
因此,寻求一个最优的体积掺量范围和长径比范围以达到最优的增强效果是可行的。
4)短切纤维增强后,14d 强度可达28d 强度的80%甚至90%以上。
由此,短切纤维增强对提高混凝土早期强度具有积极意义。
本文对短切玄武岩纤维增强混凝土只是进行了初步研究,还有待进一步的试验进行更深层次的研究和讨论。
参考文献1 胡显奇,董国义,鄢 宏.玄武岩纤维在建筑和基础设施中的应用.工业建筑,2004(增刊)2 杨 萌.钢纤维高强混凝土增强、增韧机理及基于韧性的设计方法研究:[博士学位论文].大连:大连理工大学,20063 瓦列尼,伊万诺维奇,柯斯奇可夫.玄武岩纤维材料.莫斯科:莫斯科科技情报出版社,20014 董国义.混凝土裂缝、耐久性和健康寿命.中国水利水电市场,2003(7,8)1工业建筑 2007年第37卷第6期。
