研究了碱激发剂浓度(2%、5%、8%)和再生粗骨料取代率(0、25%、50%、75%、100%)对PVA纤维混凝土坍落度、抗压强度、劈裂抗拉强度和轴心抗压强度的影响,建立了碱激发再生骨料纤维混凝土的力学指标换算式。结果表明:随着再生粗骨料取代率和碱激发剂浓度的增加,混凝土拌合物的坍落度降低;试件的抗压强度、劈裂抗拉强度和轴心抗压强度均随着再生粗骨料取代率的增加而减小,随着碱激发剂浓度的增加而增大;建立的抗压强度分别与劈裂抗拉强度和轴心抗压强度的换算式具有较高的拟合精度。

研究了不同掺量PVA纤维水泥胶砂经浓度为10000 mg/L和30000 mg/L的硫酸钠溶液侵蚀后的抗压强度和抗折强度变化规律,并以抗折抗蚀系数为指标评价了碱环境下PVA纤维对水泥胶砂抗侵蚀性能的影响。结果表明:随PVA纤维体积掺量的增加,水泥胶砂拌和物的流动度逐渐减小;经硫酸钠溶液侵蚀后,各组试件的力学性能和抗折抗蚀系数均有不同程度降低,高浓度和长侵蚀龄期对水泥胶砂的抗侵蚀性能影响较显著;对比基准组,掺入PVA纤维可有效提高水泥胶砂的力学性能和抗折抗蚀系数,且PVA纤维体积掺量为0.2%时效果最好。

通过四点弯曲试验,研究了不同再生骨料替代率(0、30%、50%)和混杂纤维掺入比例对钢-PVA混杂纤维再生混凝土梁抗弯性能的影响。结果表明:随着再生骨料替代率的增加,试件的抗弯强度下降了3.1%~28.3%;混掺PVA纤维和钢纤维对试件的抗弯性能有较大程度改善,且混杂纤维的改善效果优于单掺纤维,正混杂效应系数最高可达1.322;混杂纤维的最佳掺量组合为0.5%PVA纤维+1.5%钢纤维。

研究了玄武岩纤维掺量、PVA纤维掺量以及矿渣微粉掺量对高温后PVA-玄武岩混杂纤维高性能混凝土(HFHPC)抗压强度和抗折强度的影响。结果表明:200℃时,试件的抗压强度有所提高,抗折强度变化不明显,200℃后,试件的强度随温度的升高而降低;与素混凝土相比,HFHPC的强度残余率更高;随着玄武岩纤维掺量、PVA纤维掺量的增加,试件强度逐渐增大;10%矿渣微粉对强度的提高贡献最大,掺量大于20%时强度明显减小。

采用正交试验法研究了水胶比、矿粉掺量、纤维掺量和种类对不同配合比纤维增强水泥基复合材料抗折强度、抗压强度和稠度的影响。结果表明:当水胶比为0.25,矿粉掺量为胶凝材料的15%,PVA纤维体积分数为1.5%时,所制备的纤维增强水泥基复合材料的综合性能最优,28 d抗折强度为13.84 MPa,28 d抗压强度为100.10 MPa,稠度为75 mm。

采用粒径为75~300μm的废玻璃粉取代部分河砂制备了高延性水泥基复合材料(HDCC),研究了废玻璃粉取代率(10%、20%、30%)对HDCC抗压、抗拉和抗弯性能以及流动性的影响。结果表明:废玻璃粉的掺入提高了HDCC的流动度;HDCC的抗压强度随废玻璃粉取代率的增加而增大;当废玻璃粉取代率为10%时,HDCC的拉伸性能略有改善,取代率继续增大时,抗拉性能劣化;随废玻璃粉取代率的增加,HDCC的弯曲韧性降低,裂缝数量减少,裂缝宽度增大。此外,拉伸过程中废玻璃粉对PVA纤维有刮伤,削弱了PVA纤维的拉伸性能,导致HDCC的抗拉强度和抗弯强度降低。

研究了PVA纤维长度和体积掺量对轴心抗压强度和抗折强度的影响,并采用灰色理论模型分析了轴心抗压强度和抗折强度随龄期的变化规律。结果表明:PVA纤维的掺入在一定程度上改善了混凝土的轴心抗压强度和抗折强度;非等时距GM(1,1)模型的预测精度较高。

利用钢渣粉等质量替代20%、40%、60%、80%的水泥制备了PVA纤维水泥基复合材料胶砂试件,并进行了抗折、抗压试验和薄板四点弯曲试验,分析了钢渣粉对PVA纤维水泥基复合材料力学性能和韧性的影响。结果表明:随着钢渣粉掺量的增加,试件的抗折、抗压强度均呈下降趋势,且抗压强度损失较抗折强度快;当钢渣粉掺量为20%时,试件的抗弯承载力达到最大;当钢渣粉掺量为80%时,试件的韧性和能量吸收能力大幅提高。

研究了纳米SiO2和PVA纤维掺量及掺入方式对再生混凝土(RAC)力学性能与抗冲击性能的影响。结果表明:掺入纳米SiO2和PVA纤维均可以显著提高RAC的抗冲击性能;当混掺0.075%的PVA纤维与1.0%纳米SiO2时,RAC抗压强度与抗冲击性能的提高幅度最显著。

研究了PVA纤维的体积掺量(0.05%、0.10%、0.15%)和长度(8 mm、12 mm)对混凝土相对动弹性模量、质量损失率和力学性能的影响,分析了PVA纤维混凝土的冻融损伤规律,建立了以相对动弹性模量为对象的Weibull概率分布损伤模型。结果表明:随着冻融循环次数的增加,体积掺量为0.10%、长度为8 mm的PVA纤维对混凝土抗冻性能的提升效果最好;建立的Weibull概率分布损伤模型可以有效反映PVA纤维混凝土的冻融损伤劣化规律,可为实际工程应用提供参考。