以普通硅酸盐水泥为结合剂,粉煤灰作掺合料,蛋白类发泡剂和玄武岩纤维,制备了粉煤灰-水泥基泡沫混凝土,探讨了纤维的不同长度、不同掺量对表观密度为900kg/m3的泡沫混凝土早期的性能的影响。结果表明,玄武岩纤维能提高泡沫混凝土早期的抗压强度和抗折强度;吸水性能取决于泡沫混凝土的绝干密度;加入玄武岩纤维对泡沫混凝土的导热系数有一定的增加,其中,纤维掺量的变化对泡沫混凝土的导热系数影响较大。

采用均匀设计,研究了玄武岩纤维水泥稳定碎石的配合比;通过线性回归分析确定了水泥剂量、纤维长度、纤维剂量三因素对玄武岩纤维水泥稳定碎石7d无侧限抗压强度、7d劈裂抗拉强度及7d干缩系数影响的主次关系,根据所回归模型与相关公路规范,并结合工程实际情况,分析得出了各因素之间的最优组合。

通过试验研究发现,玄武岩纤维材料具有良好的耐酸碱性能,掺入玄武岩纤维可使水工高性能混凝土的抗渗性能、抗氯离子渗透性能和抗冻性能均得到明显改善。

针对玄武岩纤维双快水泥混凝土的抗压及抗弯性能,在0.1%～0.3%体积掺量下进行了立方体抗压强度试验,利用动态应变仪测量了4点弯曲状态下的应力-应变关系,并对0.4、0.45、0.5三种水灰比试件的抗压及抗折强度进行了对比。试验结果表明,掺入玄武岩纤维在一定程度上提高了双快水泥混凝土的抗压强度,同时提高弯拉强度5%～20%;弯曲状态下,应力-应变关系曲线表明玄武岩纤维双快水泥混凝土存在明显的屈服点,极限拉应变可达650×10-6～935×10-6。

玄武岩纤维是一种新型纤维材料,其价格低廉且具较好的延性、耐高温和耐腐蚀特性。对4根玄武岩纤维布加固的无初始损伤混凝土T型截面连续梁进行了抗弯试验,分析了玄武岩纤维布加固混凝土连续梁的破坏模式,并基于纤维布加固混凝土梁的允许拉应变值,对发生延性破坏的玄武岩纤维布加固混凝土连续梁的抗弯承载力进行了计算。

通过对单掺和三种不同混杂比例混掺的方式,以体积掺加率0.3%、0.6%、0.9%、1.2%将玄武岩、聚丙烯纤维掺入普通C30混凝土中形成混杂纤维混凝土,对其进行7d、14d、28d龄期的抗硫酸盐腐蚀性能试验研究。结果表明,对基体混凝土在龄期为7d的抗压强度耐蚀系数提高最为显著的是单掺纤维系列与1:1、1:2混杂纤维系列纤维混凝土。各系列纤维对基体混凝土14d耐蚀系数提高的最佳纤维掺加率在0.3%附近;单掺聚丙烯纤维系列、单掺玄武岩纤维系列对基体28d耐蚀系数提高的最佳纤维掺加率分别在0.3%、0.9%附近。总体上混杂纤维系列纤维混凝土的抗硫酸静泡腐蚀能力优于单掺纤维系列纤维混凝土。

将玄武岩、聚丙烯纤维以单掺和混杂的形式掺入普通C30混凝土基体中,通过对4种掺加量在不同的掺加方式—单掺和3种不同混杂比例的混掺下对混凝土基体的28d抗压、劈裂抗拉、抗折等性能进行试验研究。结果表明,混凝土中掺入纤维后,对基体混凝土的抗压强度有降低作用;低掺量纤维对基体劈裂抗拉强度有明显的提高;对抗折强度有大幅度的提高作用;同时,对混凝土破坏形态有极大改善作用,其中混杂纤维优于单掺纤维。

研究了不同纤维品种及纤维掺量高性能混凝土的抗压强度及抗裂性能。研究结果表明,掺加纤维对高性能混凝土的抗压强度影响不大,但可以明显增强高性能混凝土的早期抗裂性能,其中以单掺玄武岩纤维6kg/m3、复掺聚丙烯纤维0.5kg/m3和玄武岩纤维2.5kg/m3阻裂效果更为明显。

采用浸泡抗蚀性能试验(K法)和潜在膨胀性能试验(P法)两种方法,考察碳酸钙晶须和玄武岩纤维增强水泥砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能。通过测定砂浆的表观特征、质量经时变化规律、强度经时变化规律,并以长期浸泡下砂浆的膨胀率为辅助判断指标,全面衡量不同侵蚀龄期砂浆的硫酸盐侵蚀损伤特征。研究结果表明:碳酸钙晶须和玄武岩纤维的复掺有利于砂浆抗硫酸盐腐蚀能力的提高。

通过干燥收缩、塑形收缩和圆环开裂试验,研究了双掺玄武岩纤维和陶砂混凝土的抗收缩开裂性。试验结果表明,单掺玄武岩纤维可增大混凝土收缩开裂趋势;长度6mm、18mm和30mm的纤维,其干缩应变相比基准混凝土分别增大了5%、17%和22%;双掺玄武岩纤维和陶砂可降低混凝土收缩开裂趋势;陶砂掺量为10%时,可明显降低混凝土收缩开裂性,陶砂掺量继续增加(20%和30%),混凝土收缩开裂趋势增加。