研究了单掺和复掺聚丙烯纤维(PPF)、玄武岩纤维(BF)对透水混凝土透水性能和力学性能的影响。结果表明:纤维的掺入会降低透水混凝土的孔隙率和透水系数,但对早期抗压强度有轻微提升作用,对抗折强度和劈裂抗拉强度的提升作用较大;混杂纤维透水混凝土的力学性能高于单掺纤维混凝土的力学性能,且当纤维掺量为0.18%、混杂比VPPF:VBF=1:2时,混杂纤维透水混凝土的抗折强度和劈裂抗拉强度最佳。

对掺加聚丙烯-玄武岩混杂纤维的陶粒混凝土进行了抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度试验,得到了混杂纤维对陶粒混凝土力学性能的影响规律。结果表明:混杂纤维掺量为0.2%时,陶粒混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度提升幅度最大,分别较基准组提高了11.21%、30.73%、15.26%,但掺量过大时陶粒混凝土的力学性能会下降,甚至出现负效应;聚丙烯纤维与玄武岩纤维的混杂比为2∶1时,其对陶粒混凝土的增强效果较好;混杂纤维能增强陶粒混凝土的韧性,对抗折强度和抗拉强度提升效果明显,对抗压强度提升效果较小。

通过劈裂抗拉强度试验研究了普通混凝土(NC)强度等级和界面处理方式对混杂纤维活性粉末混凝土(HFRPC)与NC界面黏结性能的影响。结果表明:与凿毛、露骨料、切槽界面处理方式相比,植筋HFRPC-NC试件的劈裂抗拉强度最高,为NC试件破坏强度的1.15~1.22倍,且破坏模式为延性破坏;对于界面粗糙度不同的凿毛、露骨料、切槽三种界面处理方式,HFRPC-NC试件的劈裂抗拉强度可达NC试件破坏强度的70%~92%,且劈裂抗拉强度随界面粗糙度的增大而增大;HFRPC-NC试件的劈裂抗拉强度随NC强度等级的提高而增大。

通过模拟海水环境,对同体积率下钢纤维和PVA纤维进行了混掺,采用干湿交替腐蚀方法研究了PVA-钢混杂纤维混凝土的弯曲韧性。结果表明,腐蚀后混杂纤维混凝土的初裂荷载、峰值荷载和弯曲强度均下降;PVA-钢混杂纤维混凝土经腐蚀后的混凝土韧性指数I_5、I10和弯曲韧性比均降低,纤维对基体的耗能能力、延性和增韧效果下降明显。

进行了钢纤维与聚丙烯纤维掺量及其混杂对高性能混凝土抗压强度和劈拉强度的试验研究,探讨了不同混杂纤维组合对高性能混凝土基体力学性能的影响规律。结果表明,钢-聚丙烯纤维混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度及其纤维增强系数与钢纤维和聚丙烯纤维掺量及混杂比密切相关。钢纤维掺量较低时,抗压强度随聚丙烯纤维掺量增加先减小后增加;钢纤维掺量较大时,抗压强度随聚丙烯纤维掺量的增加一直增大;当钢纤维掺量一定时,劈裂抗拉强度随聚丙烯纤维掺量的增加先增大后减小。当钢纤维和聚丙烯纤维掺量分别为3%、0.3%时,混杂效应系数最大。

按照钢纤维0、0.5%、1.0%的体积掺量和聚丙烯纤维0、0.05%、0.1%的体积掺量进行了砂浆平板收缩抗裂试验。研究表明,当体积掺量为钢纤维0.5%、聚丙烯纤维0.05%,限裂效能为三级;当体积掺量为钢纤维1.0%、聚丙烯纤维0.1%,限裂效能最优达到一级。综合分析表明,钢-聚丙烯混杂纤维在水泥基复合材料中能产生协同阻裂效应,在基体干燥收缩过程中有显著的综合阻裂效果。

在已有单掺钢纤维和合成纤维混凝土的研究基础上,研究了聚乙烯醇纤维(PVA)和钢纤维混杂,及两种不同参数钢纤维混杂的增韧、增强效果。结果表明,相对于单掺纤维,不同纤维混杂可使混凝土的弯曲强度及弯曲韧性明显提高,荷载作用下混凝土弯曲荷载-挠度曲线的下降段明显变缓,应变硬化现象更为明显,混杂纤维可以产生协同增强效应。

利用正交试验法,设计并制作了不同配合比的混杂纤维人造花岗岩试件,并对试件进行了抗压强度测试。利用SolidWorks建立了超精密摆线轮成形磨床三维模型,在ANSYS Workbench平台对相似结构的混杂纤维人造花岗岩、未添加纤维人造花岗岩以及铸铁(HT250)摆线轮成形磨床床身分别进行有限元分析。结果表明:(1)添加混杂纤维可以提高人造花岗岩材料强度;(2)混杂纤维人造花岗岩床身的等效变形最小,等效应力低,床身前5阶固有频率最高。

以丁腈橡胶改性酚醛树脂为树脂基体,钢纤维-铜纤维混杂纤维作为变量,经热压烧结制备一种摩擦材料,在干摩擦条件下通过摩擦磨损试验机考察其摩擦学性能,并用扫描电镜(SEM)对摩擦材料的表面磨损微观形貌进行观察分析,以研究钢/铜纤维混杂对摩擦材料摩擦学性能的影响.实验表明随滑动速率的增大,材料的摩擦系数、磨损率呈现减小趋势;轻载时,材料的摩擦系数、磨损率较高,重载时,摩擦系数、磨损率则相对较低.摩擦过程中,添加钢/铜混杂纤维的材料磨损形式为塑性变形和磨粒磨损;未添加混杂纤维的材料磨损形式主要为粘着磨损.由此可见,钢/铜混杂纤维的加入可以有效提高材料的摩擦系数,降低其磨损率,明显改善材料的摩擦学性能.

以丁腈橡胶改性酚醛树脂作为树脂基体,芳纶纤维-玻璃纤维混杂纤维作为变量,经热压烧结制备出一种混杂纤维增强摩阻材料。在干摩擦条件下通过摩擦磨损试验机测试其摩擦学性能。经实验表明：材料的摩擦系数随着载荷、滑动速率的增大整体呈现减小趋势,磨损率随着载荷的增加出现波动,随滑动速率的增大呈现减小的趋势。在不同载荷和滑动速率条件下,含有芳纶/玻纤混杂纤维增强摩阻材料表现出较好的摩擦学性能。摩擦过程中,含有芳纶-玻纤混杂纤维的摩阻材料磨损形式为犁沟和塑性变形,未含有的磨阻材料磨损形式主要为疲劳磨损。