玄武岩纤维在抗冲磨混凝土中的应用研究

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试谈玄武岩纤维在建筑材料领域的应用

试谈玄武岩纤维在建筑材料领域的应用
玄武岩纤维是一种新型建筑材料，在建筑行业得到了广泛的应用。

玄武岩纤维是由玄武岩石经过处理后制得的，其具有高强度、高韧性、高温耐性、耐腐蚀等优点。

在建筑材料领域，玄武岩纤维被广泛应用于水泥和混凝土中，这些材料在建筑中具有关键的作用。

本文将探讨一些重要的应用方面。

首先，玄武岩纤维在混凝土中的应用。

混凝土作为建筑材料的重要组成部分，其强度和韧性是保证建筑物安全性和耐久性的基础。

在混凝土中加入玄武岩纤维，可以改善混凝土结构的性能。

玄武岩纤维可增加混凝土的抗拉强度，减少混凝土的收缩和裂缝，增加混凝土的韧性和耐久性。

因此，在受地震、气候变化等自然因素侵蚀的环境下，混凝土结构具有更好的耐久性和安全性。

最后，玄武岩纤维的应用还包括建筑墙体和地面材料。

墙体和地面作为建筑的重要组成部分，经常遭受各种天气和环境因素的影响。

由于玄武岩纤维具有良好的耐候性和防火性能，因此将其与墙面和地面材料混合使用能够增加这些材料的强度和韧性，让它们具有更好的抗裂性能和耐久性。

总的来说，玄武岩纤维在建筑材料领域的应用十分广泛，具有广阔的发展前景。

在未来，玄武岩纤维有望成为建筑材料行业的重要组成部分，为保障建筑物的安全性、耐久性和环保性作出卓越贡献。

玄武岩纤维对混凝土性能的影响研究

引言随着近年来建筑行业的迅速发展，对特殊性能混凝土的要求及需求不断提高，掺加纤维作为一种技术手段，逐步应用于桥梁、水利、市政等行业的工程建设中[1]。

玄武岩纤维是一种绿色、环保、无污染的高性能无机非金属材料，具有较高的拉伸强度、剪切模量和弹性模量，且具有耐高温、耐超低温、耐酸碱腐蚀等特性[2]。

研究表明[3-4]，将玄武岩纤维掺入混凝土中，纤维通过桥接裂缝可显著减少混凝土裂纹的产生，进而提高混凝土基体的抗压强度、抗拉强度和韧性，使混凝土中易出现的脆性问题得到改善。

同时，掺入纤维可有效提高混凝土基体的抗冻性能和抗冲击性能[5]，对提高混凝土结构耐久性具有积极意义。

为了更好地发挥玄武岩纤维对混凝土增韧阻裂的效果，寻找更合理的纤维掺量及纤维混凝土的生产工艺，本文对玄武岩纤维混凝土的相关性能开展测试研究，为玄武岩纤维混凝土的应用提供技术参考。

1 材料与方法1.1 试验材料水泥：北京金隅，P·O 42.5普硅酸盐水泥，其28d抗压强度50.4MPa；粉煤灰：宣化热电，I级粉煤灰，其细度9.2%、需水量比89%；砂子：天然河砂，中砂，其细度模数2.9；石子：5～25mm碎石；外加剂：北京同科，早强型聚羧酸减水剂，其减水率28%；玄武岩纤维：山西太原，其单丝直径18.0μm、密度2650kg/m3。

1.2 配合比采用构件生产用C50高性能混凝土，配合比见表1。

1.3 试验方法不同搅拌工艺对混凝土性能影响的试验：测试玄武玄武岩纤维对混凝土性能的影响研究宋玉剑北京港创瑞博混凝土有限公司北京 102202摘要：研究了掺加玄武岩纤维混凝土的搅拌工艺、力学性能和耐久性能，采用生产施工配合比，与混凝土生产实际紧密结合，为玄武岩纤维混凝土的生产与应用提供指导。

结果表明：当纤维掺量在0.3%及以下时，纤维要有足够的搅拌时间，使其得到较好分散并混合均匀，再加入水可有效避免纤维出现团聚的情况，从而使混凝土和易性更好；掺入玄武岩纤维后，混凝土的7d抗压强度平均下降4.1%，28d抗压强度平均下降7.12%，但不会影响抗压强度增长趋势，且对降低混凝土早期收缩的作用较为明显，在一定条件下可以达到预期的应用效果。

试谈玄武岩纤维在建筑材料领域的应用

试谈玄武岩纤维在建筑材料领域的应用
玄武岩纤维是一种通过将玄武岩原矿进行高温熔化后制成的纤维，其具有优异的力学
性能、耐火性和耐酸碱性，因此在建筑材料领域具有广泛应用的潜力。

首先，在混凝土中加入玄武岩纤维可以显著提高混凝土的抗裂性能。

玄武岩纤维具有
细小的直径和高的拉伸强度，这使得它可以有效地防止混凝土在受到拉应力时出现裂缝。

此外，玄武岩纤维还可以提高混凝土的韧性，增强其抗冲击和抗震性能。

因此，加入适量
的玄武岩纤维可以有效地提高混凝土的整体性能，减少建筑结构的恶化和维护成本。

其次，在防火隔墙和耐火材料中加入玄武岩纤维也具有显著的效果。

由于玄武岩纤维
具有极高的耐火性和耐酸碱性，它可以显著提高防火隔墙和耐火材料的耐高温性能。

同时，玄武岩纤维还可以防止材料在高温下出现热裂。

因此，在制造防火隔墙和耐火材料时加入
适量的玄武岩纤维可以有效地提高其整体的耐火性能，增强其防火能力和安全性。

最后，在建筑地面材料中加入玄武岩纤维也具有良好的效果。

玄武岩纤维具有良好的
抗磨性和抗压性能，因此可以作为地面材料的强化物加入。

同时，由于其不会被阳光和风
吹蚀，因此可以有效地增加地面材料的使用寿命和耐久性。

因此，在建筑地面材料中加入
适量的玄武岩纤维可以提高其整体的质量和使用寿命，降低地面维护成本。

《玄武岩纤维再生混凝土力学性能及韧性性能研究》范文

《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。

玄武岩应用于水泥混凝土

水泥混凝土的发展趋势及玄武岩纤维在水泥混凝土中的应用一、引言近年以来，我国公路工程建设取得了辉煌的成就，其中混凝土结构、预应力混凝土结构技术突飞猛进，日新月异，取得了大批先进、成熟的技术成果，混凝土结构设计理论与设计规范水平已跻身世界先进行列。

在建筑材料方面开发出一大批新型高强和高性能材料，如高强混凝土，已广泛应用于基本建设领域并显示出其在建设工程中的重要地位。

但是，我们应当看到在大规模建设取得巨大成就的同时，还存在着一些问题，目前，在工程结构领域中一个相当普遍的问题是混凝土的耐久性和其裂缝问题，而且近年来已呈现出日益增多的趋势，已影响到生活和生产，并困扰着大批工程技术人员和管理人员。

二、普通水泥混凝土的特点和产生裂缝的原因普通的混凝土是由水泥、水、粗集料和细集料四种组分按适当的比例配合搅拌成的拌合物，经一定时间硬化而成的人造石材，这种材料具有很多优点：抗压强度高、价格低廉、原材料丰富、易浇筑任意形状、不同强度、不同性能的构筑物等。

已经成为路桥工程的主要建筑材料。

但水泥混凝土存在着韧性差，脆性大，抗冲击性能低，易冻融、容易受温度湿度变化而开裂等缺陷，使混凝土在实际工作环境的使用遇到了很多问题，集中表现为混凝土裂缝。

混凝土在实际工作环境中容易受到各种因素的影响而发生破坏产生裂缝，工程裂缝成为影响正常使用极限状态的主要因素，裂缝产生的原因主要有以下两种类型：(一)形变变化引起的裂缝。

变形作用，如温度变形、收缩变形等诸多因素，统称为变形作用引起的裂缝问题。

此类裂缝几乎占全部裂缝的80%以上。

1.塑性裂缝它属于硬化前的裂缝。

塑性收缩是指在塑性阶段的混凝土因表面失水而产生的收缩。

混凝土在新拌状态下，拌和物中颗粒间充满水，若养护不足，表面失水速度超过内部水向表面迁移的速率，就会造成毛细管中产生负压，使浆体产生收缩。

影响混凝土塑性收缩开裂的内部因素是水灰比、细掺料、混凝土的温度、凝结时间等；外部因素是风速、环境温度、相对湿度等。

玄武岩纤维包裹混凝土圆形柱的抗冲击性能研究

第35卷第22期振动与冲击JOURNAL OF VIBRATION AND SHOCK Vol.35 No. 22 2016玄武岩纤维包裹混凝土圆形柱的抗冲击性能研究李明钊，张志刚，葛涛，谭万鹏，郭家齐，闫焕敏(空军工程大学机场建筑工程系，西安710038)主商要：对C30、C40、C50三种强度等级的素混凝土及1 ~4层玄武岩纤维（B F R P)包裹试件进行了 S H P B冲击试验，分析了试件在冲击作用下的破坏现象，研究了应变率和约束比对应力应变曲线的影响,得到了 B F R P约束混凝土的动态强度拟合公式。

试验结果表明：B F R P包裹试件的抗打击能力和变形能力较未包裹试件有较大提高，具有良好的吸能能力;随着包裹层数的增加和应变率提高，试件抗冲击强度和变形能力提高明显，应力应变曲线下降段的下降速度开始变缓，说明纤维在试件中所起的作用增强。

关键词：玄武岩纤维包裹混凝土;分离式霍普金森压杆;约束比;应变率效应;动态强度中图分类号：TU377 文献标志码：A D0I ：10. 13465/j. cnki. j v s.2016.22.032Experiments on impact behaviors of BFRP confined concrete columns LI Mingzhao，ZHANG Zhigang，GE Tao，TAN Wanpeng，GUO Jiaqi，YAN Huanmin(Department of Airfield and Building Engineering, Air Force Engineering University, Xi’an 710038，China) Abstract：SH P B im p act ex p erim en ts w e re m a d e o n p lain co n crete sp ecim en s a n d sp ecim en s co n fin ed w ith d iffe re n t a m o u n t o f BFRP layers.The p lain co n crete sp ecim en s w e re m a d e of C30,C40 a n d C50 cem ent.The d a m a ge p h en o m e n a of sp ecim en s w ere an alysed a n d th e in flu en ces of s tr a in r a te a n d co n fin em en t r a tio o n th e stre ss-stra in cu rve w e re in vestigated.T h e d yn am ic stre n g th fittin g fo rm u la fo r BFRP co n fin ed sp ecim en s w a s achieved.The te st re su lts s h o w th a t BFRP co n fin ed sp ecim en s h ave b etter an ti-strik e capability,en ergy a b so rp tio n capability a n d d efo rm a b ility co m p a red w ith th o se w ith o u t BFRP con fin em en t.The im p act stre n g th a n d d efo rm a b ility o f sp ecim en s in crease sign ifican tly w ith th e in crease of s tr a in r a te a n d th e a m o u n t of BFRP layers,a n d th e slo p e a t th e declin e sectio n of stre ss-stra in cu rve b eco m es sm aller,w h ich in d icates th a t BFRP p lays a m o r e sign ifica n t ro le in co n crete specim en s.Key words：b a sa lt fib er re in fo rce d plastics(BFRP)co n fin ed concrete;sp lit h o p k in so n p re ssu re b a r(SH P B)；co n fin em en t ratio;s tr a in r a te effect;d yn am ic s tr e n g th连续玄武岩纤维具有高力学强度、高弹性模量、高热稳定性、优异的耐酸碱性、质量轻和成本低等特点，可将其掺入混凝土中或制成纤维布后包裹混凝土构件以增强混凝土的力学性能。

玄武岩纤维在水工抗冲蚀高性能混凝土中的应用

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｓｌｆｅ；ｌｐｏｙｅｅｆｂｒｅｏｉｎｗｅｒｈｇｅｏｍａｃｏｃｅｅａａｔｉｒｐｏｙｒｐｌｎｅ；ｒｓｏ — ａ；ｉｈｐｒｒｎｅｃｎｒｔｂｉｆ
０引言
２０年第１０８１期（总第２９期）２Ｎｍｂｒ１０８ＴｔＮｏ２９）ｕｅ１ｎ２０（ｏａｉｌ．２
混
凝
Ｃｏｒｔｎｃｅｅ
土
原材料及辅助物料
ＭＡＴＥＲＩＡＬＡＮＤＡＤ ⅡＮＩＥＣＬ
玄武岩纤维在水工抗冲蚀高性能混凝本次试验研究所采用中热水泥的比表面积为３７／ｇ２ｄ７ｋ，８ｍ￣
的抗压强度为５＿ＭＰ。所采用的硅粉的比表面积为９２／ｇ０ａ３５ｋ，ｍ２
８％左右的硅粉可使混凝土的强度提高１－＿，冲磨强度．２３倍抗３提高１－．倍，．３５抗空蚀强度提高１倍以上。在混凝土中掺人３．６部分硅粉不仅能提高混凝土的强度，而且能够显著地提高混凝土的抗冲耐磨能力和抗空蚀的能力，因此硅粉是目前国内水电
ｈｃｅｃｎｒｔｓｎｔｅｉａｔｅｉａｃｕｈｅｓａｄｅｏｉｎｗｅｒｂｌ．ｅｏｆｕａｅｈｄａｌｉｈｐｒｒａｃｒｓｎｗａｃｎｎａｅｔｏｃｅｈｅｏｈｍｐｃｓｔｅｔｇｎｓｎｒｓ－ａｉｔＷｈｎｃｎｇｒｔｙｒｕｉｈｇｅｆｍｎｅｅｏｉ — ｅｌｏ — ｒｓｎｏｏａｉｙｉｃｏｏ＂

试谈玄武岩纤维在建筑材料领域的应用

试谈玄武岩纤维在建筑材料领域的应用玄武岩纤维是一种由玄武岩矿石提炼而来的高性能纤维材料，具有优异的物理和力学性能。

它在建筑材料领域的应用广泛，不仅可以提升建筑材料的性能，还可以改善建筑结构的力学特性和阻燃性能。

下面将详细介绍玄武岩纤维在建筑材料领域的应用。

玄武岩纤维可以用来增强混凝土等建筑材料的力学性能。

混凝土是一种普遍使用的建筑材料，但它的强度和耐久性往往不够理想。

通过加入玄武岩纤维，可以显著提高混凝土的抗拉强度、抗冲击性能和耐久性。

玄武岩纤维具有高拉伸强度和高模量的特点，可以有效抵抗外部力的作用，防止混凝土的开裂和断裂。

玄武岩纤维与混凝土之间的粘结力强，可以增加混凝土的承载能力和稳定性，提升建筑物的抗震性能。

玄武岩纤维还可以应用于建筑材料的防火和耐火性能改进。

玄武岩纤维属于非金属阻燃材料，其熔点高达1200℃以上，具有良好的耐高温性能。

在建筑物的墙体、地板和屋顶等部位加入玄武岩纤维，可以有效提高建筑材料的耐火等级，增加火灾事故的安全系数。

玄武岩纤维可以阻止火焰和热量的扩散，延缓火势的蔓延时间，为人们疏散争取更多的时间，减少火灾损失。

玄武岩纤维还可以用于建筑材料的隔热和隔音性能改善。

玄武岩纤维的细长形状和低导热性使其成为理想的隔热材料，可以有效阻断热量的传递，减少建筑物内外温度的交换，降低建筑物的能量消耗。

玄武岩纤维还具有良好的吸声性能，可以吸收并分散噪音，减少环境噪音对建筑物内部的影响，改善居住和工作环境。

玄武岩纤维还可以用于建筑材料的轻量化设计。

传统的建筑材料往往密度较大，不利于建筑物的自重控制和施工效率。

而玄武岩纤维具有轻质高强的特点，可以在减小建筑材料重量的同时保持其强度和稳定性。

这不仅可以降低建筑物的整体荷载，还可以加快施工进度，减少使用材料的成本，提高建筑物的节能性能。

玄武岩纤维混凝土的技术研究现状及应用

在建筑工程领域利用玄武岩纤维的力学和功能性用混凝土作基体制成玄武岩纤维增强混凝土材料这充分体现了混凝土复合材料性能与经济效应超叠加的设计思想承载能力高抗冲击性能好混凝土本身最大的缺陷就是抗拉强度低易收缩开裂在冲击荷载作用下极易遭到破坏且破坏呈明显的脆性这严重影响了建筑结构特别是一些特殊混凝土工程的安全性和可靠性
２ＪｉａｎｏｄＣｎｒｃｏｉｔｏｐｎ，Ｔｎｈａｈｎ１５０）：ｉｎＤｔｇＲａｏｓｕｔｎＬｅＣｍａｙｏｇｕ，Ｃｉｌｏｔｉｍｉｄａ３１０
Ａｂｓｒｃ：ｔａｔＴｈｅｂｓｌｆｂｒｈｓｈｉｈｍｏｕｕ，ｉａａｔｉｅａｄｌｓｍｐｕｓｖｏｃ，ｐｌｒｓｓａｅｈａｅｉｔｎｅｒｄｏｒｓｓａｃ，ｇｌｉｅｆｒｅｕｌｅｉｔｎｃ，ｅｔｒｓｓａｃ，ａｉｅｉｔｎｅｇｏｎｕｌｔｏｒｐｒｉｓｎｔｂｅｉｈｍｉａｔ，ｉｉｉｅｇｎｅｒｎｎｈｅｃｎｄｓｒａｅｂｅｄｅｙｏｄｉｓａｉｎｐｏｅｔｅ，ａｄｓａｌｎｃｅｃｌｅｃｎｃｖｌｎｉｅｇａｄｃｍｉａｉｕｔｙｈｖｅｎｗｉｌｉｌｕｅｓｄ．Ｔｈｈｒｃｅｓｉ，ｆｎｍｅｔｌｔｅｒｅ，ａｐｉａｉｎｏａａｔｆｅｎｅｄｖｌｐｎｔｏｏｎｄａｒａｅｃａａｔｒｔｉｃｕｄａｎａｈｏｉｓｐｌｃｔｆｂｓｂｒａｄｔｅｅｏｍｅｆｈｍｅａｂｏｄｏｌｉｈｗｅｅｉｔｏｕｅｎｔｉｒｉｌ．ｒｎｒｄｅｄｉｈｓａｔｃｅ

试谈玄武岩纤维在建筑材料领域的应用

试谈玄武岩纤维在建筑材料领域的应用
玄武岩纤维是一种由玄武岩矿石经过特殊加工处理制成的纤维材料，具有优良的物理性能和化学稳定性，被广泛应用于建筑材料领域。

首先，玄武岩纤维在混凝土中的应用。

混凝土是建筑中常用的材料，它的强度、耐久性和抗裂性能是评价混凝土质量的重要指标。

添加适量的玄武岩纤维可以有效改善混凝土的强度和耐久性，增加混凝土的韧性和抗裂能力，提高抗疲劳性能和抗冲击性能。

玄武岩纤维还可以防止混凝土的收缩和开裂，提高混凝土的抗渗性和耐久性。

此外，玄武岩纤维还可以减少混凝土的温度变化和热应力，提高耐火性能，增强混凝土的防火性能。

其次，玄武岩纤维在保温材料中的应用。

保温材料是建筑中常用的材料，用于保持室内外温度的稳定性。

玄武岩纤维具有优良的导热性能和隔热性能，可以有效降低建筑物的能耗，提高能源利用效率。

玄武岩纤维可以制成纤维板、纤维毯等形式，用于墙体保温、屋顶保温和地板保温。

它具有良好的柔韧性，可以适应各种复杂建筑结构的要求，同时还具有防火、防震和防虫等功能，提高建筑物的安全性和舒适性。

此外，玄武岩纤维还可以用于建筑材料中的增强材料。

增强材料是一种用于增加材料强度和韧性的材料，常用于加固和修复建筑结构。

玄武岩纤维具有卓越的抗拉强度和抗冲击性能，可以作为增强材料应用于建筑结构的加固、修复和防护。

例如，可以将玄武岩纤维与树脂混合，制成复合材料板，用于加固和修复建筑结构中的裂缝和损坏处。

这种复合材料具有高强度、高韧性和耐久性，可以显著提高建筑结构的承载能力和抗震性能，延长建筑物的使用寿命。

玄武岩纤维混凝土技术研究主要内容

玄武岩纤维混凝土技术研究主要内容下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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《改性玄武岩纤维分散性及其对混凝土力学性能的影响研究》

《改性玄武岩纤维分散性及其对混凝土力学性能的影响研究》一、引言随着现代建筑技术的不断发展，混凝土作为主要的建筑材料之一，其性能的优化与提升显得尤为重要。

改性玄武岩纤维作为一种新型的增强材料，被广泛应用于混凝土中以提高其力学性能。

然而，玄武岩纤维在混凝土中的分散性对混凝土的性能具有重要影响。

本文将针对改性玄武岩纤维的分散性及其对混凝土力学性能的影响进行研究，以期为混凝土材料的优化提供理论依据。

二、改性玄武岩纤维的分散性研究1. 改性玄武岩纤维概述改性玄武岩纤维是一种以天然玄武岩为主要原料，经过高温熔融、拉丝等工艺制成的纤维材料。

其具有高强度、耐腐蚀、抗老化等优点，被广泛应用于土木工程、航空航天等领域。

2. 改性玄武岩纤维的分散性改性玄武岩纤维在混凝土中的分散性对其增强效果具有决定性作用。

良好的分散性可以使纤维在混凝土中均匀分布，从而提高混凝土的力学性能。

然而，由于纤维的表面性质、长度、直径等因素的影响，纤维在混凝土中往往存在团聚现象，导致分散性不佳。

因此，如何改善玄武岩纤维的分散性成为了一个重要的研究方向。

三、改性玄武岩纤维对混凝土力学性能的影响1. 增强效果改性玄武岩纤维的加入可以显著提高混凝土的抗拉强度、抗折强度和抗压强度。

由于纤维的桥接作用，可以有效地阻止裂缝的扩展，提高混凝土的韧性。

2. 分散性与力学性能的关系良好的纤维分散性是发挥其增强效果的关键。

当纤维在混凝土中分散均匀时，可以有效提高混凝土的各项力学性能。

然而，当纤维存在团聚现象时，其增强效果将大打折扣。

因此，改性玄武岩纤维的分散性与混凝土的力学性能之间存在着密切的关系。

四、实验研究为了研究改性玄武岩纤维的分散性及其对混凝土力学性能的影响，我们进行了以下实验：1. 材料准备选用不同长径比的玄武岩纤维，通过表面改性处理提高其与混凝土的界面粘结性能。

同时，准备基准混凝土和掺入不同比例玄武岩纤维的混凝土试样。

2. 实验方法（1）分散性实验：通过观察混凝土中纤维的分布情况，评估其分散性。

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。

试谈玄武岩纤维在建筑材料领域的应用

试谈玄武岩纤维在建筑材料领域的应用
玄武岩纤维是一种以玄武岩矿石为原料制备的高性能纤维材料，具有优异的力学性能和化学稳定性，广泛应用于建筑材料领域。

它的应用包括但不限于以下几个方面。

玄武岩纤维可以用作增强材料，提升建筑材料的力学性能。

纤维增强混凝土是目前常见的应用方式之一。

将玄武岩纤维与混凝土混合使用，可以显著提高混凝土的抗裂性能和抗冲击性能。

玄武岩纤维的加入可以改善混凝土的韧性和延伸性，减少因外力作用而引起的裂缝和破坏。

玄武岩纤维还可以用于制备防火材料。

由于玄武岩纤维具有较高的熔点和绝缘性能，经过特殊处理后可以制备出具有良好防火性能的材料，如阻燃板、防火墙等。

这些材料可以在火灾发生时提供有效的隔热和阻燃效果，保护建筑结构和人员的安全。

玄武岩纤维也可以用于制备建筑隔音材料。

纤维材料可以吸收和减少声波传播，减轻噪音对室内环境的干扰。

玄武岩纤维具有较高的密度和绒毛状结构，可以有效地吸收声波能量，提高建筑物的隔声性能。

在音乐厅、录音室和住宅等场所中，可以采用玄武岩纤维制备的隔音板材。

玄武岩纤维还可以用于制备装饰材料。

纤维材料具有较好的柔韧性和可加工性，可以制备出各种形状和结构的产品。

可以利用玄武岩纤维制作各种装饰板材、天花板、墙面等装饰材料，提高建筑物的美观度和装饰效果。

玄武岩纤维在建筑材料领域具有广泛的应用前景。

通过合理的设计和制备工艺，可以将玄武岩纤维应用于混凝土增强、防火、隔音、节能和装饰材料等方面，提高建筑材料的性能和品质，促进建筑行业的可持续发展。

试谈玄武岩纤维在建筑材料领域的应用

试谈玄武岩纤维在建筑材料领域的应用
一、玄武岩纤维的特性
玄武岩纤维是通过玄武岩矿石进行加工制备而成的一种纤维材料，其主要成分是硅酸盐矿物。

玄武岩纤维具有很高的抗拉强度和耐热性能，同时还具有优异的化学稳定性和抗腐蚀性能。

由于其优越的物理性能和化学性能，玄武岩纤维在建筑材料领域具有广泛的应用前景。

二、玄武岩纤维在混凝土中的应用
混凝土是建筑材料中的重要组成部分，而玄武岩纤维能够大大改善混凝土的性能。

添加玄武岩纤维可以提高混凝土的抗拉强度和抗冲击性能，使得混凝土具有更高的耐久性和使用寿命。

玄武岩纤维还能有效地减少混凝土的收缩裂缝，提高混凝土的抗裂性能。

在地下隧道、桥梁和高楼大厦等重要工程中，玄武岩纤维可以大大提高混凝土结构的安全性和稳定性。

三、玄武岩纤维在复合材料中的应用
玄武岩纤维可以与树脂、塑料和金属等材料复合制备成各种功能性材料，用于各类建筑构件的制造。

与传统的玻璃纤维和碳纤维相比，玄武岩纤维具有更高的热稳定性和抗腐蚀性能，能够更好地适应恶劣的环境条件。

将玄武岩纤维与其他材料复合可以大大提高建筑构件的耐候性和使用寿命，同时降低材料的成本和环境影响。

四、玄武岩纤维在隔热材料中的应用
隔热材料在建筑领域中起着非常重要的作用，而玄武岩纤维是一种非常理想的隔热材料。

由于其低热导率和优异的隔热性能，玄武岩纤维可以制备成各种隔热板材、隔热填充料等产品，用于建筑墙体、屋面、隔断墙等部位的隔热和保温。

与传统的聚合物隔热材料相比，玄武岩纤维具有更高的耐火性和环保性，能够更好地满足建筑材料对隔热性能的要求。

低温玄武岩纤维混凝土抗冲击性能研究

第４２卷第３期２０２３年６月沈㊀阳㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＬｉｇｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＶｏｌ４２Ｎｏ３Ｊｕｎ２０２３收稿日期:２０２２－０７－０９基金项目:国家自然科学基金项目(５１９７２２１４)ꎻ沈阳理工大学引进高层次人才科研支持计划项目作者简介:耿志晨(１９９８ )ꎬ男ꎬ硕士研究生ꎮ通信作者:崔云鹏(１９８９ )ꎬ男ꎬ讲师ꎬ研究方向为低温混凝土㊁绿色建筑材料ꎮ文章编号:１００３－１２５１(２０２３)０３－００７５－０７低温玄武岩纤维混凝土抗冲击性能研究耿志晨ꎬ崔云鹏ꎬ邓玉姣ꎬ李㊀浪(沈阳理工大学材料科学与工程学院ꎬ沈阳１１０１５９)摘㊀要:对设计强度为Ｃ４０的不同体积掺量短切玄武岩纤维混凝土试块进行２８ｄ常温养护后再分别进行１４ｄ常温和１４ｄ低温养护ꎬ并利用分离式霍普金森压杆研究试块在不同冲击气压下的抗冲击性能ꎮ结果表明:随着冲击气压的提高ꎬ试块被冲击后的碎块表观长度减小ꎻ随着玄武岩纤维掺量的增加ꎬ试块的峰值应力先显著提高后有所下降ꎬ常温和低温养护下的纤维最佳掺量均为０.３０％ꎬ低温养护下试块的峰值应力高于常温养护ꎻ玄武岩纤维的加入可降低试块的峰值应变率ꎬ且低温养护下试块的峰值应变率低于常温养护ꎻ常温养护下掺入纤维的试块比吸能均高于素块ꎬ低温养护下玄武岩纤维体积掺量为０.３０％时试块的比吸能最大ꎬ具有较好的延展性和韧性ꎻ纤维掺量为０.３０％的试块具有较佳的抗冲击性能ꎮ关㊀键㊀词:低温混凝土ꎻ玄武岩纤维ꎻ抗冲击性能ꎻ分离式霍普金森压杆中图分类号:ＴＢ３３２文献标志码:ＡＤＯＩ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００３－１２５１.２０２３.０３.０１２ＳｔｕｄｙｏｎＩｍｐａｃｔＲｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＢａｓａｌｔＦｉｂｅｒＣｏｎｃｒｅｔｅＧＥＮＧＺｈｉｃｈｅｎꎬＣＵＩＹｕｎｐｅｎｇꎬＤＥＮＧＹｕｊｉａｏꎬＬＩＬａｎｇ(ＳｈｅｎｙａｎｇＬｉｇｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＳｈｅｎｙａｎｇ１１０１５９ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｔｅｓｔｂｌｏｃｋｓｏｆｓｈｏｒｔ￣ｃｕｔｂａｓａｌｔｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｗｉｔｈｄｅｓｉｇｎｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆＣ４０ｗｅｒｅｃｕｒｅｄｆｏｒ２８ｄａｙｓａｔｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅꎬａｎｄｔｈｅｎｃｕｒｅｄｆｏｒ１４ｄａｙｓａｔｒｏｏｍｔｅｍ￣ｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄ１４ｄａｙｓａｔｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅꎬｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ.ＴｈｅｓｐｌｉｔＨｏｐｋｉｎｓｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅｂａｒｗａｓｕｓｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｉｍｐａｃｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｔｈｅｔｅｓｔｂｌｏｃｋｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｍｐａｃｔｐｒｅｓｓｕｒｅ.Ｔｈｅｒｅ￣ｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅａｐｐａｒｅｎｔｌｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｆｒａｇｍｅｎｔｓｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｉｍ￣ｐａｃｔｐｒｅｓｓｕｒｅ.Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｂａｓａｌｔｆｉｂｅｒｃｏｎｔｅｎｔꎬｔｈｅｐｅａｋｓｔｒｅｓｓｏｆｔｈｅｔｅｓｔｂｌｏｃｋｆｉｒｓｔ￣ｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｄ.Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｆｉｂｅｒｃｏｎｔｅｎｔｕｎｄｅｒｎｏｒｍａｌｔｅｍ￣ｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｕｒｉｎｇｗａｓ０.３０％ꎬａｎｄｔｈｅｐｅａｋｓｔｒｅｓｓｏｆｔｈｅｔｅｓｔｂｌｏｃｋｕｎｄｅｒｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｕｒｉｎｇｗａｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｕｎｄｅｒｎｏｒｍａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｕｒｉｎｇ.Ｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆｂａｓａｌｔｆｉｂｅｒｃａｎｒｅｄｕｃｅｔｈｅｐｅａｋｓｔｒａｉｎｒａｔｅｏｆｔｈｅｔｅｓｔｂｌｏｃｋꎬａｎｄｔｈｅｐｅａｋｓｔｒａｉｎｒａｔｅｏｆｔｈｅｔｅｓｔｂｌｏｃｋｕｎｄｅｒｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｕｒｉｎｇｉｓｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈａｔｕｎｄｅｒｎｏｒｍａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｕｒｉｎｇ.Ｕｎｄｅｒｎｏｒｍａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｕｒｉｎｇꎬｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｅｎｅｒｇｙａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｅｓｔｂｌｏｃｋｗｉｔｈｆｉｂｅｒｉｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｐｌａｉｎｂｌｏｃｋ.Ｗｈｅｎｔｈｅｖｏｌｕｍｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｂａｓａｌｔｆｉｂｅｒｕｎｄｅｒｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｕｒｉｎｇｉｓ０.３０％ꎬｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｅｎｅｒｇｙａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｅｓｔｂｌｏｃｋｉｓｔｈｅｌａｒｇｅｓｔꎬａｎｄｉｔｈａｓｇｏｏｄｄｕｃｔｉｌｉｔｙａｎｄｔｏｕｇｈｎｅｓｓ.Ｔｈｅｓａｍｐｌｅｗｉｔｈ０.３０％ｆｉｂｅｒｃｏｎｔｅｎｔｈａｓｔｈｅｂｅｓｔｉｍｐａｃｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｃｒｅｔｅꎻｂａｓａｌｔｆｉｂｅｒꎻｉｍｐａｃｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅꎻｓｐｌｉｔＨｏｐｋｉｎｓｏｎｂａｒ㊀㊀在我国北方地区ꎬ大量的大型混凝土建筑长期处于低温环境ꎬ如桥梁㊁隧道及边防建筑等ꎮ受低温影响ꎬ建筑内部结构会发生一定程度的损坏ꎬ如自由水凝结成冰造成裂缝ꎬ会导致大型混凝土结构强度损失及使用年限缩短ꎬ从而带来安全隐患和经济损失ꎮ此外ꎬ低温环境下的大型混凝土工程还要考虑由于地震㊁爆炸及外部撞击带来的影响和破坏ꎬ其中大部分冲击瞬时速率高㊁破坏力大ꎬ可看作受到瞬时冲击力的作用ꎬ因此在混凝土动态力学性能研究中ꎬ引入冲击韧性来表征混凝土抵抗冲击荷载的能力[１]ꎮ提高混凝土冲击韧性最经济最便捷的方法之一就是加入短切玄武岩纤维ꎬ因其本身具有韧性高㊁稳定性良好㊁成本低廉等优点ꎮＳｉｍ等[２]对玄武岩纤维的力学性能㊁耐久性等进行了研究ꎬ发现其拉伸强度约为碳纤维的３０％㊁约为高强度玻璃纤维的６０％ꎬ加速风化实验结果显示ꎬ玄武岩纤维比玻璃纤维具有更好的耐久性ꎮ玄武岩纤维在建筑材料领域中具有很大的使用价值ꎮ混凝土在高速变形下的力学性能区别于静态荷载下的力学性能ꎮ在瞬时荷载下ꎬ混凝土内部各点受力情况随应变率的变化而有所不同ꎬ故在研究时需模拟实际的应变速率条件[３]ꎮ聂良学等[４]使用霍普金森压杆实验技术研究了混凝土在冲击荷载下的力学性能ꎬ结果表明ꎬ在一定的体积掺量下ꎬ相比于素混凝土ꎬ其动态抗压强度和变形能力均有显著提高ꎬ对混凝土增韧效果明显ꎮＺｈａｎｇ等[５]研究了不同体积掺量玄武岩纤维混凝土的抗冲击荷载性能ꎬ结果显示ꎬ玄武岩纤维的增韧作用使混凝土的脆性降低ꎬ动态压缩强度与应变速率近似呈线性关系ꎮ由此可见ꎬ玄武岩纤维可提高混凝土的抗冲击性能ꎮ谢永亮等[６]从相对动弹性模量和质量变化两个角度研究了玄武岩纤维混凝土的抗冻性ꎬ结果显示ꎬ玄武岩纤维的加入能够明显地改善机场路面混凝土的抗冻性ꎮ廉杰等[７]在混凝土中加入短切玄武岩纤维ꎬ在６种长径比和５种体积掺量的不同条件下进行抗拉㊁抗压㊁弯拉强度测试实验ꎬ发现试块强度和抗裂性均得到了改善ꎮ目前对于低温环境下玄武岩纤维混凝土的抗冲击性能研究尚不多见ꎬ本文对不同掺量的玄武岩纤维混凝土常温养护２８ｄ后ꎬ分别再常温养护１４ｄ和低温养护１４ｄꎬ并采用分离式霍普金森压杆对两组混凝土试块施加冲击荷载ꎬ通过数据处理软件获得其应力－应变曲线及比吸能等力学性能ꎬ重点分析低温养护下玄武岩纤维混凝土试块的抗冲击性能ꎮ１㊀试验部分１.１㊀试验材料水泥(ＰＯ４２.５)ꎬ沈阳冀东水泥有限责任公司ꎻ短切玄武岩纤维ꎬ河南登电玄武石纤有限公司ꎬ长径比为０.０５~０.１２５ꎬ其物性参数见表１所示ꎮ表１㊀玄武岩纤维物性参数长度/ｍｍ密度/(ｇｃｍ－３)弹性模量/ＧＰａ拉伸强度/ＭＰａ１２２.６９１~１１０３０００~４８００１.２㊀分离式霍普金森压杆本文采用分离式霍普金森压杆(山东宗德机电设备厂ꎬ直径为７５ｍｍ)对混凝土施加冲击荷载ꎮ整个压杆分为子弹㊁入射杆㊁透射杆和吸收杆四部分ꎬ设备的工作原理简图如图１所示ꎮ图１㊀分离式霍普金森压杆工作原理简图６７沈㊀阳㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀第４２卷㊀㊀分离式霍普金森压杆工作时ꎬ首先利用气压将子弹发射ꎬ子弹撞击到入射杆产生应力波ꎬ应力波通过入射杆传递到试块产生反射和透射ꎬ反射波传递到入射杆ꎬ透射波传递至透射杆ꎬ最后由吸收杆吸收ꎮ入射杆和透射杆上各有高敏感度导体应变片连接桥盒ꎬ以由超动态应变仪采集入射㊁反射及透射电压ꎬ并绘制入射电压与透射电压波形图ꎬ再利用一维应力波理论计算试块的应变率㊁应变和应力ꎮ整个试验过程满足平面假设㊁均匀化假设ꎬ忽略端面摩擦效应ꎮ１.３㊀试验方法在强度等级为Ｃ４０的混凝土配合比设计基础上ꎬ选用粒径级配分布(５~２０ｍｍ)的工程常用粗骨料和不同体积掺量(０％㊁０.２０％㊁０.２５％㊁０.３０％㊁０.３５％㊁０.４０％)的短切玄武岩纤维(长度１２ｍｍ)制作混凝土ꎬ水胶比为０.４ꎬ细骨料采用中砂ꎮ不同样品编号及配合比设计(其中纤维用量按照体积掺量折算为质量表示)见表２所示ꎮ表２㊀不同样品配合比设计ｋｇ/ｍ３组号水水泥砂石纤维１２００.１４９８.２４９５.４１２６１.１０２２００.１４９８.２４９５.４１２６１.１５.６３２００.１４９８.２４９５.４１２６１.１７.０４２００.１４９８.２４９５.４１２６１.１８.４５２００.１４９８.２４９５.４１２６１.１９.８６２００.１４９８.２４９５.４１２６１.１１１.２㊀㊀将混凝土拌合后倒入模具ꎬ制成高度为３５ｍｍ㊁直径为７５ｍｍ的圆柱形混凝土试块ꎬ并在常温(２０ħ)下养护２８ｄꎻ为保证试验数据的准确性ꎬ使用角磨机将养护完成的试块表面打磨平整并测其质量和尺寸ꎻ将一部分试块在－２０ħ低温养护１４ｄꎬ另一部份试块继续保持２０ħ常温养护１４ｄꎬ龄期结束后进行动态力学性能测试ꎮ将完成养护的试块前后两面均匀快速涂抹凡士林后放到入射杆和透射杆之间ꎬ本试验采用黄铜片作为整形片贴在入射杆前端以吸收部分高频振荡波ꎻ采用不同加载气压对不同组试块(每组三个试块)进行冲击试验ꎬ加载气压分别为０.０８ＭＰａ㊁０.１０ＭＰａ㊁０.１２ＭＰａꎬ对应的冲击速度分别为３.９ｍ/ｓ㊁４.６ｍ/ｓ㊁５.９ｍ/ｓꎻ通过数据处理软件获取应力－应变曲线等相关数据ꎮ２㊀结果与讨论２.１㊀破坏形态常温和低温养护的试块受到冲击后呈现的破碎状态无明显差别ꎬ相同体积掺量的玄武岩纤维增强混凝土试块在不同加载气压下的破碎状态如图２所示ꎮ图２㊀试块在不同加载气压下的破碎状态㊀㊀由图２可明显看到ꎬ随着冲击气压的增加ꎬ试块受冲击破坏后形成的碎块粒度减小ꎮ０.０８ＭＰａ气压下冲击后形成的碎块表观长度为３５ｍｍꎬ且有一部分未完全破碎ꎬ仍保持圆柱体的部分形态ꎬ通过观察发现粗细骨料并未完全分离且纤维较少出现直接断裂ꎻ０.１０ＭＰａ气压冲击破坏后形成的碎块表观长度明显减小ꎬ且试块破坏完全ꎬ部分纤维出现表面断裂分离出丝ꎬ部分粗骨料断裂ꎻ０.１２ＭＰａ气压冲击后形成的试块粉碎最彻底ꎬ大部分碎块表观长度小于１０ｍｍꎬ粗骨料大部分发生断裂ꎬ纤维大部分断裂严重ꎬ且在碎块中存在大量粉末ꎮ当气压较小ꎬ即冲击速度较小时ꎬ混凝土试块内部裂缝的延展情况类似于静压下的损坏情况ꎬ只产生少量贯穿裂缝ꎬ冲击后的试块以大块为主ꎻ随着气压或冲击速度的提升ꎬ混凝土试块在极短时间内产生较大的横轴方向变形ꎬ裂缝来不及贯穿ꎬ试块便快速分裂成较小的碎块ꎮ２.２㊀应力－应变曲线及应变率－时间曲线常温养护２８ｄ＋１４ｄ后ꎬ使用不同气压冲击不同掺量的玄武岩纤维混凝土ꎬ测试得到其应力－应变曲线如图３所示ꎮ由图３可以看出ꎬ当玄武岩纤维掺量相同时ꎬ随着冲击气压的升高ꎬ试块所能达到的峰值应力也增加ꎬ其中体积掺量为０.３０％的一组试块在０.１２ＭＰａ气压冲击下的峰值应力比０.０８ＭＰａ冲击下提高了４８％ꎮ７７第３期㊀㊀㊀耿志晨等:低温玄武岩纤维混凝土抗冲击性能研究图３㊀常温养护下不同掺量的玄武岩纤维混凝土试块在不同冲击气压下的应力－应变曲线㊀㊀当冲击气压相同时ꎬ除掺量为０.４０％的玄武岩纤维混凝土试块在０.１２ＭＰａ冲击气压下的峰值应力略小于素混凝土外ꎬ其余掺量的玄武岩纤维混凝土试块峰值应力均高于素混凝土ꎬ且随着玄武岩纤维掺量增加ꎬ混凝土试块的峰值应力大致呈先升高后降低的趋势ꎬ各冲击气压下纤维掺量为０.３０％时试块的峰值应力均最高ꎮ玄武岩纤维的掺入可增强混凝土试块的力学性能ꎬ且降低混凝土的总孔隙率和平均孔径ꎬ从而优化孔结构ꎬ提升其强度[８]ꎮ此外ꎬ玄武岩纤维自身优异的性能可以增强混凝土整体的韧性ꎬ纤维穿插在粗细骨料和胶凝材料之间ꎬ可以形成网状增强结构ꎬ有效地传递应力ꎬ使混凝土在受到荷载时可将其均匀分散而避免在某处集中受力ꎮ随着掺量增加ꎬ更多的纤维分担应力并有效抑制混凝土试块内部的裂纹拓展ꎻ但纤维掺量过多ꎬ难以分布均匀ꎬ易发生团聚ꎬ形成界面薄弱区ꎬ这种混凝土内部力学结构上的缺陷会导致纤维增强效果有所下降ꎮ图４为常温２８ｄ＋１４ｄ养护下不同掺量的玄武岩纤维混凝土试块在不同冲击气压下的应变率－时间曲线ꎮ图４㊀常温养护下不同掺量的玄武岩纤维混凝土试块在不同冲击气压下的应变率－时间曲线８７沈㊀阳㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀第４２卷㊀㊀由图４可见ꎬ素混凝土试块的峰值应变率随着冲击气压的提高而增大ꎮ一方面ꎬ因为冲击气压越大ꎬ冲击速度越大ꎬ高速冲击状态下ꎬ冲击荷载的作用时间极短ꎬ由冲量定理和能量守恒定律可知ꎬ速度越大ꎬ试块受到的冲击能越大ꎻ另一方面ꎬ素块因其结构特点不能吸收掉大部分冲击能ꎬ导致部分冲击能转化成应变能ꎬ宏观上表现为内部裂纹扩展加快㊁峰值应变率增加ꎮ加入玄武岩纤维后ꎬ虽然应变率曲线具有一定离散性ꎬ但不难发现ꎬ在相同的冲击气压下ꎬ大部分纤维增强试块的峰值应变率比素混凝土试块有所降低ꎬ说明这些掺量的玄武岩纤维在混凝土受到瞬时荷载时发挥了吸能作用ꎬ减缓了裂纹扩展ꎬ提升了试块的整体抗冲击性能ꎮ常温下养护２８ｄꎬ再在－２０ħ低温环境下养护１４ｄ后ꎬ测试得到不同掺量的玄武岩纤维混凝土试块在不同冲击气压下的应力－应变曲线如图５所示ꎮ对比图５和图３可见:冲击气压和纤维掺量相同时ꎬ相较于常温养护ꎬ低温养护下混凝土试块的峰值应力有所提高ꎻ低温养护下试块的峰值应力随冲击气压和纤维掺量的变化规律与常温养护图５㊀低温养护后不同掺量的玄武岩纤维混凝土试块在不同冲击气压下的应力－应变曲线下大致相同ꎬ最优掺量仍为０.３０％ꎬ掺量为０.３５％和０.４０％的两组试块在相同冲击气压下的峰值应力下降幅度远大于常温养护下的情况ꎮ纤维掺量增加造成分散性下降ꎬ纤维之间出现大量孔隙ꎬ这些孔隙中含有较多的水分及Ｎａ＋㊁Ｋ＋㊁Ｃａ２＋㊁ＯＨ－㊁ＳＯ２－４等离子[９]ꎬ纤维表面也存在少量水分ꎬ这些物质在试块低温养护后会结冰ꎬ从而造成混凝土试块微裂缝的扩大和增多ꎬ导致其力学性能下降[１０]ꎮ低温养护下不同掺量的玄武岩纤维混凝土试块在不同冲击气压下的应变率－时间曲线如图６所示ꎮ对比图６和图４可见ꎬ在冲击气压和纤维掺量均相同时ꎬ绝大部分低温养护下试块(包括素混凝土和纤维增强混凝土)的峰值应变率小于常温养护下试块的峰值应变率ꎬ且大部分纤维增强混凝土试块的峰值应变率小于素块ꎮ从裂纹演化的横向惯性效应上分析ꎬ低温下混凝土内部水分会有结冰现象ꎬ导致裂纹不能迅９７第３期㊀㊀㊀耿志晨等:低温玄武岩纤维混凝土抗冲击性能研究图６㊀低温养护下不同掺量的玄武岩纤维混凝土试块在不同冲击气压下的应变率－时间曲线速扩展ꎬ使试块的损伤演化和径向膨胀速率小于冲击荷载的加载速率ꎬ故低温下试块的峰值应变率有所下降ꎬ纤维增强效应有所提升ꎬ试块整体的抗冲击性能提高ꎮ２.３㊀冲击韧性冲击试验可理解为入射杆冲击能转化为试块本身应变能的过程ꎬ因此材料的吸能能力是研究的重点ꎮ冲击韧性用来表征混凝土受到冲击荷载时吸收能量的能力ꎬ是混凝土动态力学强度和延展性的综合表征方法ꎬ通常用应力－应变曲线围成的面积来表示ꎬ定义为比吸能[１１]ꎮ计算得到常温养护下不同掺量的玄武岩纤维混凝土试块比吸能数值如图７所示ꎮ由图７可见ꎬ常温养护下掺入玄武岩纤维的试块比吸能均高于素混凝土试块(１７５０Ｊ/ｋｇ)ꎬ表明玄武岩纤维确可提高吸能能力ꎬ增加混凝土的冲击韧性ꎮ结合２.２中强度分析结果可知ꎬ掺量为０.３０％时的试块既可以保持较高的强度ꎬ也可以保持优良的延展性和韧性ꎮ计算得到低温养护下不同纤维掺量的混凝土试块比吸能数值如图８所示ꎮ图７㊀常温养护下不同掺量的玄武岩纤维混凝土试块比吸能图８㊀低温养护下不同掺量的玄武岩纤维混凝土试块比吸能㊀㊀由图８可见ꎬ低温养护下掺入纤维的混凝土试块比吸能基本高于低温下素块的比吸能(１９８５Ｊ/ｋｇ)ꎬ纤维掺量为０.４０％的混凝土试块由于掺量较大ꎬ纤维分布不均匀ꎬ孔隙增多ꎬ孔隙水分结冰造成更多的微裂缝产生ꎬ使其吸能能力下降ꎬ造成韧性下降ꎮ比吸能随纤维掺量变化规律与动态冲击强度相似ꎬ纤维掺量为０.３０％时试块的比吸能最大ꎮ故纤维的最佳掺量为０.３０％ꎬ此时混凝土试块具有较好的吸能能力且动态冲击强度最大ꎮ３㊀结论对不同掺量的短切玄武岩纤维混凝土试块进行常温和低温养护后ꎬ采用霍普金森压杆技术研究其抗冲击性能ꎬ得到如下结论ꎮ１)随着冲击气压的提高ꎬ试块的破坏更彻底ꎬ０８沈㊀阳㊀理㊀工㊀大㊀学㊀学㊀报㊀㊀第４２卷碎块的尺寸更小ꎬ出现纤维断裂和单丝分离的情况ꎮ２)当冲击气压一定时ꎬ随着纤维掺量的增加ꎬ常温和低温养护下试块的峰值应力均先增大后有所减小ꎬ在相同冲击气压和体积掺量下ꎬ低温养护下试块的峰值应力均大于常温养护下试块的峰值应力ꎮ３)在常温和低温养护下大部分掺入玄武岩纤维的混凝土试块峰值应变率低于素混凝土试块ꎬ低温养护下素混凝土试块和纤维增强混凝土试块的峰值应变率在大部分试验情况下均小于常温养护下的峰值应变率ꎮ４)常温和低温养护下掺入玄武岩纤维的混凝土试块比吸能数值基本大于素混凝土试块(除低温养护下的０.４０％纤维增强混凝土试块)ꎬ表明玄武岩纤维确可提高混凝土的吸能能力ꎬ增强其冲击韧性ꎮ５)玄武岩纤维掺量为０.３０％时ꎬ常温养护和低温养护的混凝土试块既可保持较高的强度ꎬ也可保持优良的延展性和韧性ꎬ表现出较佳的抗冲击性能ꎮ参考文献:[１]林长宇ꎬ王启睿ꎬ杨立云ꎬ等.玄武岩纤维活性粉末混凝土在冲击载荷下的力学行为及本构关系[Ｊ].材料导报ꎬ２０２２ꎬ３６(１９):１０３－１０９.[２]ＳＩＭＪꎬＰＡＲＫＣꎬＭＯＯＮＤＹ.Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｂａｓａｌｔｆｉｂｅｒａｓａｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｃｏｎｃｒｅｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ[Ｊ].ＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＰａｒｔＢ:Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２００５ꎬ３６(６/７):５０４－５１２.[３]许全东.霍普金森杆实验数据处理程序设计[Ｄ].太原:中北大学ꎬ２０１６.[４]聂良学ꎬ许金余ꎬ任韦波ꎬ等.玄武岩纤维混凝土冲击劈拉特性研究[Ｊ].混凝土ꎬ２０１４(１１):９６－９９. [５]ＺＨＡＮＧＨꎬＷＡＮＧＢꎬＸＩＥＡＹꎬｅｔａｌ.Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｄｙｎａｍｉｃｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｃｏｎｓｔｉｔｕ￣ｔｉｖｅｍｏｄｅｌｏｆｂａｓａｌｔｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ[Ｊ].Ｃｏｎ￣ｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１７ꎬ１５２:１５４－１６７. [６]谢永亮ꎬ战仕利ꎬ王瑞ꎬ等.玄武岩纤维对机场道面混凝土抗冻性能影响研究[Ｊ].混凝土与水泥制品ꎬ２０１２(１２):４８－５０.[７]廉杰ꎬ杨勇新ꎬ杨萌ꎬ等.短切玄武岩纤维增强混凝土力学性能的试验研究[Ｊ].工业建筑ꎬ２００７(６):８－１０.[８]王梦尧.短切玄武岩纤维表面改性及其对水泥基材料性能的影响[Ｄ].北京:北京建筑大学ꎬ２０２０. [９]朱磊.混凝土冻融后的动态力学性能霍普金森压杆试验研究[Ｄ].大连:大连理工大学ꎬ２０２１. [１０]谢剑ꎬ刘洋ꎬ严加宝ꎬ等.极地低温环境下混凝土断裂性能试验研究[Ｊ].建筑结构学报ꎬ２０２１ꎬ４２(Ｓ１):３４１－３５０.[１１]ＬＵＹＢꎬＣＨＥＮＸꎬＴＥＮＧＸꎬｅｔａｌ.Ｄｙｎａｍｉｃｃｏｍｐｒｅｓ￣ｓｉｖｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｒｅｃｙｃｌｅｄａｇｇｒｅｇａｔｅｃｏｎｃｒｅｔｅｂａｓｅｄｏｎｓｐｌｉｔＨｏｐｋｉｎｓｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅｂａｒｔｅｓｔｓ[Ｊ].ＬａｔｉｎＡｍｅｒｉｃａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｌｉｄｓａｎｄＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓꎬ２０１４ꎬ１１(１):１３１－１４１.(责任编辑:宋颖韬)１８第３期㊀㊀㊀耿志晨等:低温玄武岩纤维混凝土抗冲击性能研究。

玄武岩纤维在混凝土中的应用

赵中华等：玄武岩纤维在混凝土中的应用
５
玄武岩纤维在混凝土中的应用
赵中华，刘晓波，侯新月，马耀辉
（黑龙江省水利科学研究院。哈尔滨１０８）００５
【摘要】玄武岩短纤维和混凝土的相容性好，与混凝土有着相同的成份，密度也接近，分散性好于其它纤维。本文主要阐述玄武岩纤维的特点及玄武岩纤维在混凝土中的作用机理和玄武岩纤维掺量对混凝土力学性能
，Hale Waihona Puke 逐步被人们所重视。混凝土中掺入一定量的玄武岩纤维搅拌时，武岩纤玄
２玄武岩纤维在混凝土中的作用机理
维在混凝土内部能构成一种均匀的乱向支撑体系承托骨料作用，生一种有效的加固效果，产阻碍了骨料的沉降裂缝的产生与集料的离析，减少了离析裂纹的产生及发展。混凝土成型后，泥和水发生水化反应以及水分蒸发、水产生塑性试验研究纤维掺量对玄武岩纤维增强水泥基材料的抗压、折劈拉及弹性模量的增强效果，抗通过基准混凝土配合
性模量及抗拉强度和极限应变率，与混凝土的相容性上从
看玄武岩纤维和混凝土有着基本相同的成份，密度也较接近，分散性好于其它纤维，是将来增强混凝土的首选材料之
一
３玄武岩纤维掺量对混凝土力学性能的影响表２玄武岩断切纤维的特征参数
布，的弹性模量相对于混凝土塑性浆体的弹性模量较纤维
高，依靠纤维材料与水泥浆之间的界面吸附粘结力，一部将分收缩能量分散到纤维单丝上，增加了材料抵抗开裂的塑性抗拉强度，而抑止了混凝土早期微细裂纹的产生和发从

玄武岩纤维对混凝土性能的影响研究

引言纤维混凝土是指在混凝土中掺入纤维来满足混凝土多样化性能要求[1-3]。

随着近年来建筑行业的迅速发展，对特殊性能混凝土的要求及需求不断提高，掺加纤维作为一种技术手段，逐步应用于桥梁、水利、市政等行业的工程建设中，改善或强化混凝土性能[4-5]，解决工程设计与施工的难题。

现在市场上纤维的种类很多，相比于传统的钢纤维、聚丙烯粗纤维等，玄武岩纤维凭借其自身材料特性的优势，与混凝土具有良好的适应性，并且在混凝土高温稳定性、耐久性、弹性模量、抗拉性能等方面具有显著优势[6-7]。

目前，在不同的工程中，基于不同的原材料，对纤维混凝土的力学性能、耐久性能等均有较多研究，贺正波等[8]对玄武岩纤维单轴受压破坏过程进行有限元模拟，分析了纤维掺量对抗压强度的提高效果，并从裂纹扩展机理证明了纤维对混凝土韧性的改善。

但现研究中对使用同种原材料不同种纤维的混凝土性能对比研究却较少。

本文通过改变玄武岩纤维掺量，了解玄武岩纤维掺量的变化对混凝土性能的影响；在此基础上，对同一组混凝土配合比，分别掺加玄武岩纤维、钢纤维、聚丙烯纤维，对不同种纤维的使用效果进行力学性能、耐久性能对比，分析不同种类纤维对混凝土性能的影响，为不同工程中纤维的选择与使用提供技术参考。

1、材料与方法1.1 试验材料纤维混凝土的组成材料包括胶凝材料、骨料、水、外加剂和纤维。

胶凝材料使用水泥和粉煤灰，其中水泥使用河南省太阳石集团水泥有限公司生产的P·O 42.5水泥，其密度为3.11g/cm3；粉煤灰使用平顶山姚孟电力有限公司生产的F类II级粉煤灰，其密度为2.24kg/m3；骨料包含粗、细骨料，其中细骨料使用济源五星砂厂生产的人工砂和天然砂，其表观密度为2.69g/cm3，以质量比8∶2进行混合；粗骨料使用洛阳市生产的5~20mm的人工碎石，其表观密度2.69g/cm3，由粒径为5~10mm和10~20mm人工碎石以质量比5∶5混合而成；减水剂使用中国水电十一局有限公司混凝土外加剂厂生产的SN-JG缓凝型高性能减水剂；拌合用水使用自来水，其密度取1.00g/cm3。

玄武岩纤维在混凝土中的应用与分析

武松梅，王新厚
（１．安徽职业技术学院，安徽合肥２３０００１；２．东华大学，上海２０００５１）
摘要：玄武岩纤维掺入混凝土中能有效增强混凝土的力学性能．在基体混凝土配比一定条件下，纤维
掺量为０．２％时，研究玄武岩纤维长度、直径与玄武岩纤维增强混凝土的抗压强度、抗折强度的关系，得出玄武
抗压强度和抗折强度产生的影响，以便为建筑行业
在设计混凝土时提供借鉴．
制作的测试试件每组各３个．试件均养护２８ｄ后
进行测试．
收稿日期：２０１３—１２—１１
作者简介：武松梅（１９７９一
），女，安徽省滁州人，硕士，安徽职业技术学院讲师，主要研究方向：纺织新型纤维
日３２
其他条件一样的情况下，选用直径为１５ｍ的玄武岩纤维，研究纤维长度与增强混凝土的抗压强度及其抗折强度之间的关系（见图１、图２）．
皇３１
２８
２７
赠２６
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法，在已设计的普通混凝土配比的基础上，将纤维
直接添加到混凝土材料中，原基准混凝土的配合比
纤维作为新型纤维，因其优异的力学性能，耐腐蚀
性与化学稳定性，与水泥有良好的亲和性，原料来
源广泛，无污染等优良的特性受到了人们的广泛关

《改性玄武岩纤维分散性及其对混凝土力学性能的影响研究》

改性玄武岩纤维作为一种新型的建筑材料，其优异的物理和化学性能为混凝土的性能提升提供了新的可能。

本篇论文主要对改性玄武岩纤维的分散性进行研究，并探讨其对混凝土力学性能的影响。

二、改性玄武岩纤维概述改性玄武岩纤维是一种以天然玄武岩矿石为原料，经过高温熔融、拉丝等工艺制成的纤维材料。

它具有优异的力学性能、耐热性能、耐腐蚀性能和抗拉强度等特性，因此在混凝土等建筑材料中得到广泛应用。

然而，其分散性问题往往会影响其在混凝土中的性能表现，因此研究其分散性具有十分重要的意义。

三、改性玄武岩纤维分散性的研究改性玄武岩纤维的分散性对其在混凝土中的性能表现有着至关重要的影响。

通过优化制备工艺、调整掺量、使用分散剂等方法，可以有效提高纤维的分散性。

在制备过程中，纤维的长度、直径、表面处理等因素都会影响其分散性。

同时，在混凝土中掺入适量的纤维，可以有效提高混凝土的抗拉强度、抗裂性能等。

因此，研究改性玄武岩纤维的分散性，对于优化混凝土的性能具有重要意义。

四、改性玄武岩纤维对混凝土力学性能的影响改性玄武岩纤维的掺入可以显著提高混凝土的力学性能。

首先，纤维的加入能够有效地阻止混凝土内部的微裂纹扩展，提高混凝土的抗裂性能。

其次，纤维的桥接作用可以增强混凝土的抗拉强度和抗剪强度。

此外，改性玄武岩纤维还能提高混凝土的韧性，降低混凝土在受到冲击时的破坏程度。

具体而言，通过实验对比发现，当改性玄武岩纤维的掺量适中时，混凝土的力学性能得到最大程度的提升。

掺量过少无法充分发挥纤维的增强作用，而掺量过多则可能导致纤维在混凝土中成团，反而降低混凝土的力学性能。

因此，找到最佳的掺量是十分重要的。

五、结论通过对改性玄武岩纤维的分散性及其对混凝土力学性能的影响进行研究，我们可以得出以下结论：1. 改性玄武岩纤维的分散性是影响其在混凝土中性能表现的关键因素。