玄武岩-PVA纤维协同增强轻骨料混凝土抗弯拉及抗冲击性能

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20220628.011

复合材料科学与工程 ›› 2022, Vol. 0 ›› Issue (6): 70-75.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20220628.011

玄武岩-PVA纤维协同增强轻骨料混凝土抗弯拉及抗冲击性能

李成金¹, 李静², 夏锦红³

1.新乡学院土木工程与建筑学院,新乡 453003;
2.新乡广播电视大学,新乡 453000;
3.新乡职业技术学院,新乡 453000

收稿日期:2021-08-16 出版日期:2022-06-28 发布日期:2022-07-19
作者简介:李成金(1975-),男,在读博士,高级工程师,主要从事土木工程及项目管理、工程造价方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金(41472253)

Basalt-PVA fiber synergistically enhances the flexural tensile and impact resistance of lightweight aggregate concrete

LI Cheng-jin¹, LI Jing², XIA Jin-hong³

1. Faculty of Civil Engineering and Architecture, Xinxiang University, Xinxiang 453003, China;
2. Xinxiang University of Broadcast & Television, Xinxiang 453000, China;
3. Xinxiang Vocational and Technical College, Xinxiang 453000, China

Received:2021-08-16 Online:2022-06-28 Published:2022-07-19

摘要/Abstract

摘要： 对混掺玄武岩-PVA纤维轻骨料混凝土进行了抗弯拉强度、抗弯拉弹性模量和抗冲击性能试验,得到了玄武岩-PVA纤维对轻骨料混凝土抗弯拉及抗冲击性能的影响规律。结果表明:混掺纤维材料比单掺纤维材料对提升轻骨料混凝土力学性能效果更佳;玄武岩-PVA纤维掺量为0.6%、混掺比为1∶2时,轻骨料混凝土的抗弯拉强度和抗弯拉弹性模量提升幅度最大,分别较基准组提高了22.19%和23.78%,动态压缩性能试验结果与抗弯拉强度试验结果较为一致;掺量过大时,轻骨料的强度会下降,甚至出现负效应。最后阐述了纤维增强轻骨料混凝土的机理并对其进行了色散谱(Energy Dispersive Spectrometer,EDS)测试分析。

关键词: 玄武岩-PVA纤维, 轻骨料混凝土, 抗弯拉强度, 动态压缩性能, 色散谱, 复合材料

Abstract: The flexural tensile strength, flexural tensile modulus and impact resistance of lightweight aggregate concrete mixed with basalt-PVA fiber were tested, and the effect of basalt-PVA fiber on the flexural tensile and impact resistance of lightweight aggregate concrete was obtained. The results show that fiber-mixed materials are better than fiber-only materials in improving the mechanical properties of lightweight aggregate concrete. When the basalt-PVA fiber content is 0.6% and the blending ratio is 1∶2, the bending resistance of lightweight aggregate concrete, tensile strength and flexural tensile modulus of elasticity have the largest increase, which are 22.19% and 23.78% higher than the benchmark group respectively. The dynamic compression performance test results are more consistent with the flexural tensile strength test results, when the amount is too large the strength of lightweight aggregates will decline, and even have negative effects. Finally, the mechanism of fiber-reinforced lightweight aggregate concrete was described and the Energy Dispersive Spectrometer (EDS) test analysis was carried out.

Key words: basalt-PVA fiber, lightweight aggregate concrete, flexural tensile strength, dynamic compression performance, EDS, composites

中图分类号:

TB332

李成金, 李静, 夏锦红. 玄武岩-PVA纤维协同增强轻骨料混凝土抗弯拉及抗冲击性能[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(6): 70-75.

LI Cheng-jin, LI Jing, XIA Jin-hong. Basalt-PVA fiber synergistically enhances the flexural tensile and impact resistance of lightweight aggregate concrete[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2022, 0(6): 70-75.

参考文献

[1] 赵顺波, 赵明爽, 张晓燕, 等. 钢纤维轻骨料混凝土单轴受压应力-应变曲线研究[J]. 建筑结构学报, 2019, 40(5): 181-190.
[2] 刘喜, 吴涛, 杨雪, 等. 纤维增韧高强轻骨料混凝土力学性能与微观结构[J]. 建筑材料学报, 2019, 22(5): 700-706, 713.
[3] 金浏, 杨旺贤, 余文轩, 等. 基于细观模拟的轻骨料混凝土破坏行为及尺寸效应研究[J]. 防灾减灾工程学报, 2021, 41(1): 91-99.
[4] 张学元, 吕春, 张道明, 等. 稻草纤维在轻骨料混凝土中的增韧性能及劈裂抗拉强度预测模型[J]. 材料导报, 2020, 34(2): 2034-2038.
[5] 陈峰宾, 许斌, 焦华喆, 等. 玄武岩纤维混凝土纤维分布及孔隙结构表征[J]. 中国矿业大学学报, 2021, 50(2): 273-280.
[6] 王玉清, 刘潇, 高元明, 等. 不同纤维掺量下聚乙烯醇纤维增强工程水泥复合材料梁剪切韧性试验[J]. 复合材料学报, 2019, 36(8): 1968-1976.
[7] 李黎, 曹明莉. 混杂纤维增强水泥基复合材料弯曲韧性与纤维增强指数的定量关系[J]. 复合材料学报, 2018, 35(5): 1349-1353.
[8] 周浩, 贾彬, 黄辉. 玄武岩纤维混凝土受拉性能试验研究与分析[J]. 建筑结构, 2020, 50(24): 104-109.
[9] 李德超, 赵晨曦. 玄武岩纤维混凝土基本力学性能研究[J]. 公路, 2020, 65(6): 237-241.
[10] 安嘉伟, 赵建军, 刘曙光, 等. 国产PVA纤维混凝土早期抗裂性能试验研究[J]. 混凝土, 2020(2): 154-157.
[11] 刘鑫, 杨鼎宜, 刘廉, 等. 热-力耦合作用下PVA纤维混凝土力学性能及其声发射响应[J]. 材料导报, 2018, 32(18): 3135-3141.
[12] 傅强, 赵旭, 何嘉琦, 等. 基于能量转化原理的混杂纤维混凝土本构行为[J]. 硅酸盐学报, 2021, 49(8): 1670-1682.
[13] 权长青, 焦楚杰, 杨云英, 等. 混杂纤维混凝土力学性能的正交试验研究[J]. 建筑材料学报, 2019, 22(3): 363-370.
[14] 潘慧敏, 马云朝. 钢纤维混凝土抗冲击性能及其阻裂增韧机理[J]. 建筑材料学报, 2017, 20(6): 956-961.
[15] 罗洪林, 杨鼎宜, 周兴宇, 等. 不同长径比聚丙烯纤维增强混凝土的力学特性[J]. 复合材料学报, 2019, 36(8): 1935-1948.

玄武岩-PVA纤维协同增强轻骨料混凝土抗弯拉及抗冲击性能

Basalt-PVA fiber synergistically enhances the flexural tensile and impact resistance of lightweight aggregate concrete

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	王孟, 刘程, 张玉, 贾航, 乔越, 蹇锡高. 成型温度对CF/PPEK复合材料的缺陷和力学性能影响[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 5-12.
[2]	史洪源, 任文坚, 党杰, 周鹏. 玻璃纤维增强复合材料超声检测声场的CIVA仿真与试验研究[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 20-24.
[3]	杨思鑫, 曹忠亮, 顾付伟. 双三角点阵夹芯结构低速冲击下的动态响应与失效机制[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 25-34.
[4]	张斌, 赵晶, 王世杰. Kagome点阵结构参数对其压缩特性的影响及轻质化设计[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 35-42.
[5]	王宇轩, 曹东风, 胡海晓, 李书欣. 计及层内和层间的L形层合板失效的数值研究[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 43-53.
[6]	耿健, 董九志, 梅宝龙, 蒋秀明. 三维四向碳/碳复合材料力学性能预测与试验验证[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 54-60.
[7]	高坤, 张兆恒, 邢亚娟, 左小彪, 王博尧, 赵泽华. 含磷POSS阻燃乙烯基酯树脂性能研究[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 61-64.
[8]	郑子君, 乔英, 邵家儒. 基于机器视觉的短纤维复合材料的取向度提取方法[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 65-72.
[9]	许晓婷, 郝恩全, 邵慧奇, 邵光伟, 毕思伊, 陈南梁, 蒋金华. 三维大隔距机织间隔织物柔性复合材料的服役性能研究[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 73-78.
[10]	苏桐, 胡果馨, 刘振. 全碳纤维复合材料太阳能无人机机翼结构优化设计[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 79-83.
[11]	伍强, 赵凯, 刘鹏飞, 张涛涛, 朱德勇. Z形纤维增强复合材料层压板固化变形分析[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 84-90.
[12]	宋贵宾, 黄光启, 杨胜春. 复合材料层压板胶接挖补修理分析方法及影响因素研究[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 91-96.
[13]	王耀, 邵丹丹, 雷炳育. 共沉淀析出-热压技术制备高储能性能复合材料薄膜[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 97-102.
[14]	张仲香, 刘宝锋, 方晨鑫, 陈文光, 顾育慧, 李军向. 沙戈荒环境下风电叶片中复合材料耐高温性能研究[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 103-107.
[15]	邓忠, 支亚非, 程家林, 杨文. 太阳能无人机机翼复合材料主梁铺层优化[J]. 复合材料科学与工程, 2024, 0(3): 108-112.