玄武岩纤维混凝土高温性能研究综述
《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、引言随着建筑行业的快速发展，对新型、高性能建筑材料的需求日益增长。
玄武岩纤维再生混凝土作为一种新型绿色建筑材料，因其良好的力学性能和韧性性能在建筑领域中受到了广泛关注。
本文旨在研究玄武岩纤维再生混凝土的力学性能及韧性性能，为推动其在实际工程中的应用提供理论依据。
二、玄武岩纤维再生混凝土的制备玄武岩纤维再生混凝土是由玄武岩纤维、再生骨料、水泥等材料制备而成。
制备过程中，需对原材料进行筛选、配比和混合等工艺。
玄武岩纤维的加入能够有效提高混凝土的抗拉强度和韧性，而再生骨料的使用则有助于减少资源消耗和环境污染。
三、力学性能研究1. 抗压强度玄武岩纤维再生混凝土的抗压强度是评价其力学性能的重要指标。
通过对比不同配比、不同纤维长度的玄武岩纤维再生混凝土试件的抗压强度，发现纤维的加入能够有效提高混凝土的抗压强度。
其中，适量配比的玄武岩纤维能够充分发挥其增强作用，使混凝土在受力过程中产生更多的微裂纹，从而提高其整体承载能力。
2. 抗拉强度玄武岩纤维的加入能够显著提高混凝土的抗拉强度。
通过对比试验，发现玄武岩纤维的加入能够有效地阻碍混凝土内部微裂纹的扩展，从而提高其抗拉强度。
此外，合理的纤维长度和配比对提高抗拉强度具有重要作用。
3. 弹性模量玄武岩纤维再生混凝土的弹性模量受纤维配比和骨料种类等因素的影响。
适量配比的玄武岩纤维能够提高混凝土的弹性模量，使其具有更好的刚度和承载能力。
四、韧性性能研究玄武岩纤维再生混凝土的韧性性能主要表现在其抵抗冲击和振动等动态荷载的能力。
通过对比试验，发现玄武岩纤维的加入能够显著提高混凝土的韧性性能。
适量的纤维配比能够在混凝土内部形成一种“网状”结构，有效地吸收和分散外部荷载，从而提高混凝土的韧性。
五、结论通过对玄武岩纤维再生混凝土的力学性能及韧性性能进行研究，得出以下结论：1. 玄武岩纤维的加入能够有效提高混凝土的抗压强度、抗拉强度和弹性模量，使其具有更好的力学性能。
玄武岩纤维混凝性能研究
表 3 试验配合比（二）
（kg/m3）
配合比编号
料。②高温高强。工作温度范围大（-269～650℃），且具有 高模量（91GPa）、高比强度（浸胶纱 2 430MPa）的特点，是优 良的增强材料。③防火阻燃。玄武岩纤维的极限氧指数大 于 68，是不燃的、遇火即灭的新型防火阻燃纤维。④隔热绝 缘。玄武岩纤维具有较低的热传导系数（0.031～0.038W/ （m·K））和较高的体积电阻率（1×1 012Ω·m）
2.2 试验所用材料 本试验采用的原材料为：水泥：32.5MPa 和 42.5MPa； 粗集料：花岗石碎石；细集料：细度模数为 2.6；水：普通自 来水；玄武岩纤维。混凝土拌和为水泥水+纤维+细集料+ 外加剂+粗集料拌和 3min，采用振动台振动成型。混凝土 配合比见表 2 和表 3。
表 2 试验配合比（一）
Copyright©博看网 . All Rights Reserved.
·11Байду номын сангаас·
玄武岩纤维混凝性能研究
第6期
性能的影响：①玄武岩纤维掺入后对混凝土施工和易性 （坍落度）的影响；②玄武岩纤维对混凝力学强度，即土立 方体抗压强度、劈裂抗拉强度、静力受压弹性模量的影 响；③玄武岩纤维对混凝土耐久性能，即抗冲击性；抗渗 性、抗冻性、收缩性能的影响；④玄武岩纤维对混凝土早 期变形性性能、抗收缩裂缝的影响；⑤结合试验结果，对 玄武岩纤维与聚丙烯纤维混凝土、聚丙烯腈纤维混凝土 性能进行对比。
Wu Fengzhen Liu Gaoxi
（College of Architecture Engineering, Henan Vocational College of Applied Technology，Zhengzhou Henan 450052）
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。
《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。
《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。
高温后PVA-玄武岩混杂纤维高性能混凝土力学性能试验研究
纤维种类 PVA纤维 玄武岩纤维
径/"m 18 16
长度/mm 12 12
表1纤维的性能指标
密度/(g/cm3)
性模量/GPa
1.30 2.60~2.70
11.2 90.0~110.0
拉伸强度/MPa 1 520
3 000~3 500
断裂伸率/% 10.0 2.1
熔点/#
225~230 1 450~1 500
矿渣微粉 55.36 49.31 49.52 6.05
玄武岩纤维 50.87 45.14 45.74 5.73
400 PVA 纤维 46.71 44.99 47.13 2.13
矿渣微粉 44.99 46.70 50.05 5.05
玄武岩纤维 38.38 41.08 44.22 5.84
600 PVA 纤维 40.90 38.38 41.16 2.78
The results show that the compressive strength of the specimen increases at 200 !, but the flexural strength does not change significantly. After 200 !, the strength of the specimen decreases with the increase of temperature. The residual
高温炉 , 高温
炉的
率为10 $/min, 级升温
温度,
温2h,
温％
YAW-5000J 验机测试高温后试的方
液伺服压剪试 强度、裂拉
强度
强度%
2试验结果与分析
玄武岩纤维增强树脂基复合材料的高温性能研究
玄武岩纤维增强树脂基复合材料的高温性能研究与传统的结构材料相比,纤维增强聚合物复合材料(FRP)具有优异的耐腐蚀性能和较高的比强度与比模量,近年来被广泛应用于桥梁等重要基础设施的加固与增强。
基础设施的设计使用年限长且服役环境复杂多样,因此,对FRP材料的性能要求也相应提高。
其中,FRP在高温/火灾极端环境下的性能演化规律与机理,是在考虑上述环境条件下发展高性能FRP材料及建立FRP增强/加固结构安全经济设计方法的基础,具有重要的科学研究意义与工程应用价值。
玄武岩纤维是一种新型的绿色高性能无机材料,随着我国经济的不断发展以及工业化进程的推进,玄武岩纤维将会在实际应用中扮演重要的角色。
本文对玄武岩纤维及其增强板材的高温性能进行了探索与研究,以求全面、深入地了解玄武岩纤维的耐高温特性,充分认识这种新型材料,为进一步拓展玄武岩纤维的实际应用提供数据和理论支持。
本文的主要研究内容及成果如下:首先,研究了玄武岩纤维及玄武岩纤维增强(BFRP)板材在高温下及高温处理后的性能演化。
高温下,由室温至200°C,玄武岩纤维的拉伸性能下降,离散性增加。
BFRP的层间剪切强度显著退化,尤其是温度超过材料的玻璃化转变温度后,200°C时BFRP的层间剪切强度保留率仅为7.8%。
同时,温度升高导致BFRP的拉伸性能发生急剧退化,采用代表体积单元模型对BFRP高温下的拉伸强度进行了预测。
在200°C处理4小时后,玄武岩纤维及BFRP的力学性能变化较小。
与玻璃纤维及玻璃纤维增强(GFRP)板材相比,玄武岩纤维及BFRP板材表现出优异的耐高温性能。
其次,研究了高温处理BFRP的水吸收与扩散行为。
将BFRP在135°C或300°C处理4小时后浸泡于水或碱溶液环境下,高温处理导致BFRP内部树脂基体降解,孔隙率升高。
在浸泡环境下BFRP内部孔隙连通,BFRP的水吸收与扩散系数大幅度提高,理论计算了BFRP沿纤维及垂直于纤维方向的水吸收与扩散系数,并与纯树脂基体的水吸收与扩散系数进行了对比。
浅谈玄武岩纤维混凝土耐高温性及工程应用
浅谈玄武岩纤维混凝土耐高温性及工程应用摘要：随着玄武岩纤维混凝土(Basalt Fiber Reinforced Concrete,简称BFRC)在建筑工程中的日益推广，其耐高温性能得到更多的关注，目前，由于建筑火灾的频繁发生，建筑防火安全备受重视，发生火灾后其抗压强度、抗压变形能力、抗冲击性能变化直接关系着该建筑的安全性，因此，高温后的混凝土性能研究十分必要。
关键词：玄武岩纤维；高温性能；抗冲击性；工程应用The high temperature resistance and application of basalt fiber concrete are discussedAbstract: along with Basalt Fiber Reinforced Concrete (Basalt Fiber Reinforced Concrete, BFRC) increasingly in the construction project of promotion, get more attention, the high temperature resistant performance at present, due to the frequent building fire, building fire safety consideration, there is a fire after its compressive strength, compressive deformation capacity, shock resistance change is directly related with the security of the building, therefore, performance study of Concrete after high temperature is necessary.Keywords: basalt fiber； High temperature performance； Impact resistance；The engineering application.引言如今各类工程结构中，混凝土结构应用较为广泛，混凝土结构具有耐久性、整体性好、刚度大、变形小等优点，但混凝土材料抗裂性能、耐腐蚀性能差，因此在工程建设中有一定的局限性。
《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。
玄武岩纤维混凝土：制备、性能与应用综述
Construction & Decoration196 建筑与装饰2023年9月下 玄武岩纤维混凝土：制备、性能与应用综述辛沛霖 高帅帅 韩泽煜长安大学 陕西 西安 710000摘 要 本文综述了玄武岩纤维混凝土的制备、力学性能、微观结构和应用，并提出了未来的研究方向。
在制备技术方面，本文介绍了玄武岩纤维混凝土的配合比、施工工艺、养护条件等关键因素，分别在在力学性能方面、微观结构方面、应用方面进行了相关阐述。
最后，本文提出了玄武岩纤维混凝土未来的研究方向，包括提高其性能、拓展应用领域、优化制备工艺等方面的研究内容。
关键词 玄武岩纤维混凝土；力学性能；应用Basalt Fiber Concrete: Review of Preparation, Property and ApplicationXin Pei-lin, Gao Shuai-shuai, Han Ze-yuChang’an University, Xi’an 710000, Shaanxi Province, ChinaAbstract In this paper, the preparation, mechanical properties, microstructure and application of basalt fiber concrete are reviewed, and future research directions are proposed. In terms of preparation technology, this paper introduces the key factors such as the mixing ratio, construction technology and concrete curing conditions of basalt fiber concrete, and elaborates on the mechanical properties, microstructure and application respectively. Finally, this paper puts forward the future research direction of basalt fiber concrete, including improving its properties, expanding the application field, and optimizing the preparation process.Key words basalt fiber concrete; mechanical properties; apply引言混凝土是现代建筑中使用最广泛的材料之一，其在建筑、交通、水利等领域中扮演着重要的角色。
玄武岩纤维力学性能研究与探讨
玄武岩纤维力学性能研究与探讨摘要：为了研究玄武岩纤维在改善沥青混合料道路性能中的作用，首先使用马歇尔试验和犁沟试验来确定最佳沥青和纤维含量。
研究结果是，玄武岩纤维的最佳含量为0.3，沥青的最大含量为4.63。
添加了非纤维沥青，玄武岩纤维，聚酯纤维，聚酯纤维和木纤维的混合物的路用性能和高温稳定性。
测试，水稳定性测试和低温开裂通过强度测试进行测试。
对比分析测试结果表明，与纤维增强沥青混合料相比，纤维沥青混合料可增加最佳沥青含量，并提高动态车辙稳定性，抗劈裂性通过冻融，耐低温开裂等优化：在保持最佳纤维含量的条件下，玄武岩纤维改性沥青混合料的路用性能大大提高，其补强效果优于聚酯纤维和木纤维。
关键词：玄武岩纤维；再生混凝土；性能；应用1.简介用再生水泥混凝土骨料建造水泥混凝土路面，不仅可以减少石材资源的浪费，而且可以保护水泥混凝土碾磨材料的环境污染。
然而，再生水泥混凝土路面在交通负荷和温度和湿度变化的影响下会由于干燥和失水而导致干燥和收缩损坏，并且随着操作后交通负荷的增加，对路面的破坏也会增加。
如果不加以控制，则再生混凝土易于开裂，并且会出现小裂缝，从而缩短了再生水泥混凝土的寿命。
2玄武岩再生混凝土的概念玄武岩纤维是一种新型的无机高性能纤维材料，具有良好的延展性，高拉伸强度，耐蚀性，耐高温性，低密度等诸多优异性能，是一种生态环保的材料。
再生混凝土是指将废弃的混凝土块进行粉碎，清洁和分级的过程，并按一定比例进行梯度混合，以部分或完全替代天然集料，例如沙子和碎石（主要是粗集料），并添加水泥，水等。
新混凝土已准备就绪。
玄武岩纤维再生混凝土由玄武岩纤维和一定比例的再生石材制成。
3试验结果及分析3.1 玄武岩纤维长度对最佳油石比的影响最佳油石比是通过马歇尔压实试验测得的，根据目前对玄武岩纤维沥青混合料的研究，最佳油石比估计约为5.5，因此预混合油石比为：4，4.5，5，5.5，6不同的玄武岩纤维长度是通过根据每个规格的要求进行压实测试，并测量脱模后样品的空隙率，VMA和VFA来确定的最低的磨石比率。
高温后玄武岩纤维混凝土力学性能试验研究
0前言近年来,随着我国社会生产水平的不断提高,现代化高层、超高层建筑层出不穷。
同时,新型建筑材料的普遍应用以及煤气、天然气和电器自动化的广泛使用,明显提高了建筑物发生火灾的几率[1-2]。
建筑物一旦发生火灾,将会严重危害人们的生命财产安全。
混杂纤维混凝土是指以混凝土为基体,将不同种类的纤维或相同种类不同尺寸的纤维按照一定比例混合后,掺入其中而制成的一种新型建筑材料。
纤维的掺入可有效提高混凝土的抗拉强度,一定程度上改善了混凝土易开裂、耐久性差等缺陷[3],可实现提高混凝土综合性能的目的。
近年来,国内外学者的研究主要集中在钢-聚丙烯混杂纤维混凝土的力学性能[4-5]、耐久性能[6-7]、耐高温性能[8]等方面,而对于玄武岩-混杂纤维混凝土的研究相对较少。
与钢纤维相比,玄武岩纤维(以下简称BF )和纤维素纤维(以下简称CF )具有分散性好、密度小、耐腐蚀性强、生产成本低、与水泥砂浆相容性好等优点。
夏辉[9]研究表明,CF 的掺入能有效提高混凝土的抗拉强度,在一定程度上改善混凝土的抗冻性能及抗渗性能。
杨智硕[10]研究表明,BF 的掺入对超高高温后玄武岩纤维混凝土力学性能试验研究李曈1,张晓东1,刘华新1,陈明2,范锦泽1,陈晨1(1.辽宁工业大学土木建筑工程学院,辽宁锦州121001;2.盘锦职业技术学院,辽宁盘锦124000)摘要:研究了高温作用下素混凝土、玄武岩纤维混凝土、玄武岩-高吸水树脂混凝土及玄武岩-纤维素混杂纤维混凝土的力学性能,建立了高温作用后混凝土的抗压强度预测模型。
结果表明:纤维的掺入能够提高混凝土的耐高温性能;对于抗压强度,玄武岩-纤维素混杂纤维混凝土的抗压强度值最高,400益时,其抗压强度相较素混凝土提高了36.3%;对于抗折强度,玄武岩和高吸水树脂混掺对混凝土抗折强度的提升效果最优;建立的高温作用下混凝土抗压强度预测模型的精度较高。
关键词:混凝土;玄武岩纤维;高吸水树脂;纤维素纤维;高温;力学性能;预测模型中图分类号:TU528文献标识码:Adoi :10.19761/j.1000-4637.2020.10.061.04Experimental Study on Mechanical Properties of Basalt Fiber Concrete AfterHigh TemperatureLI Tong 1,ZHA NG Xiao-dong 1,LIU Hua-xin 1,CHEN Ming 2,FAN Jin-ze 1,CHEN Chen 1(1.School of Civil Engineering,Liaoning University of Technology,Jinzhou 121001,China;2.Panjin Vocational and Technical College,Panjin 124000,China)Abstract :The mechanical properties of plain concrete,basalt fiber concrete,basalt-superabsorbent resin concrete and basalt-cellulose hybrid fiber concrete after high temperature were studied,and the prediction models of compressive strength of concrete after high temperature were established.The results show that the addition of fiber can effectively improve the high temperature resistance of concrete.For compressive strength,the basalt-cellulose hybrid fiber concretehas the highest compressive strength,and at 400℃,its compressive strength is 36.3%higher than that of plain concrete.For flexural strength,the mixing of basalt and superabsorbent resin has the best effect on the improvement of the flexural strength of concrete.The established prediction models of compressive strength of concrete under high temperature have high accuracy.Key words :Concrete;Basalt fiber;Super absorbent resin;Cellulose fiber;High temperature;Mechanical property;Prediction model基金项目:辽宁省自然科学基金项目(2015020208)。
高温后冷却方式对玄武岩纤维混凝土力学性能的影响
第43卷第1期2024年1月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.43㊀No.1January,2024高温后冷却方式对玄武岩纤维混凝土力学性能的影响庞建勇,郑瑞琪,胡秀月,孙㊀健,徐国平,苏永强(安徽理工大学土木建筑学院,淮南㊀232001)摘要:高温处理后混凝土力学性能是工程建设中评价混凝土结构安全性能的重要指标之一㊂对不同玄武岩纤维(BF)掺量混凝土的力学性能进行了测试,将最优掺量的玄武岩纤维混凝土(BFRC)与普通混凝土(OC)进行高温处理(200㊁400㊁600㊁800ħ),研究不同冷却方式(自然冷却和喷水冷却)对高温后BFRC 性能劣化的影响,分析BFRC 在不同温度和冷却方式下的力学性能变化规律㊂结果表明,当BF 掺量为0.05%(体积分数)时,BFRC 抗压强度㊁劈裂抗拉强度达到最大值,分别为50.2㊁3.5MPa,较OC 分别提高了14.87%㊁34.62%㊂BF 的掺入能够有效增加混凝土的韧性以及抵抗开裂变形的能力㊂随着温度增加,BFRC 试件的弹性模量减小但始终大于OC 试件㊂同一冷却方式下OC 的峰值应变均大于BFRC,不同冷却方式下的延性指数较常温均有所提高㊂关键词:混凝土;高温冷却;玄武岩纤维;力学性能;弹性模量;延性指数;韧性中图分类号:TU528㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2024)01-0092-10Effect of Cooling Method after High Temperature on Mechanical Properties of Basalt Fiber Reinforced ConcretePANG Jianyong ,ZHENG Ruiqi ,HU Xiuyue ,SUN Jian ,XU Guoping ,SU Yongqiang(School of Civil Engineering and Architecture,Anhui University of Science and Technology,Huainan 232001,China)Abstract :The mechanical property of concrete after high temperature treatment is one of the important indexes to evaluate the safety performance of concrete structure in engineering construction.The mechanical properties of concrete with different basalt fiber (BF)content were tested.The optimal basalt fiber reinforced concrete (BFRC)and ordinary concrete (OC)were subjected to high temperature treatment (200,400,600,800ħ).The effects of different cooling methods (natural cooling and spray cooling )on the performance degradation of BFRC after high temperature were studied,and the mechanical properties of BFRC under different temperatures and cooling methods were analyzed.The results show that when the content of BF is 0.05%(volume fraction),the compressive strength and splitting tensile strength of BFRC reach the maximum values of 50.2and 3.5MPa,which are 14.87%and 34.62%higher than those of OC,respectively.The incorporation of BF can effectively increase the toughness of concrete and the ability to resist cracking.With the increase of temperature,the elastic modulus of BFRC specimen decreases,but the elastic modulus of BFRC specimen is always greater than that of OC specimen.The peak strain of OC is greater than that of BFRC under the same cooling method,and the ductility index under different cooling methods is higher than that under normal temperature.Key words :concrete;high temperature cooling;basalt fiber;mechanical property;elastic modulus;ductility index;toughness 收稿日期:2023-07-04;修订日期:2023-10-08基金项目:煤炭资源与安全开采国家重点实验室基金(SKLCRSM23KF007);矿山建设工程安徽省高校重点实验室开放基金(GXZDSYS2022106);安徽省高校自然科学研究项目(2023AH051219);安徽理工大学研究生创新基金(2022CX2038)作者简介:庞建勇(1964 ),男,博士,教授㊂主要从事岩土工程的研究㊂E-mail:pangjyong@通信作者:孙㊀健,硕士研究生㊂E-mail:SunJ0039@ 0㊀引㊀言自20世纪初以来,混凝土在工程建设中起着越来越重要的作用,已成为广泛应用于土木工程的建筑材料㊂其中,住宅和工业建筑㊁医院或运输结构属于混凝土支撑建筑的典型例子[1-3]㊂然而,这种结构容易受到火灾的影响㊂近年来,火灾㊁爆炸等安全事故频繁发生,混凝土结构处于高温环境是其使用寿命期间最重㊀第1期庞建勇等:高温后冷却方式对玄武岩纤维混凝土力学性能的影响93要的劣化过程之一,使得人们对混凝土安全性能的要求越来越高㊂由于高温会对混凝土力学性能产生不利影响,因此必须研究各种高温处理下混凝土的热力学和动力学行为,进而改善高温环境下混凝土的性能[4]㊂研究[5-7]表明,混凝土结构破坏主要是其内部裂缝的扩展,因此许多学者提出在混凝土制备过程中加入适量的纤维以增强其拉伸强度和抗裂性㊂一些纤维甚至能够通过燃烧或熔化来产生水蒸气溢出路径[8],从而达到增强高温环境下混凝土性能的目的㊂因此,纤维混凝土材料高温后力学特性研究对建筑物耐火性能以及火灾后结构修复有着重要意义㊂元成方等[9]发现,常温下素混凝土的动弹性模量略高于聚丙烯纤维混凝土,随着温度升高,动弹性模量呈线性下降趋势,但相同温度下聚丙烯纤维混凝土的动弹性模量始终高于素混凝土㊂Su等[10]研究表明,随着温度的升高,橡胶混凝土(rubber concrete,RC)和玄武岩-聚丙烯纤维增强橡胶混凝土(basalt-polypropylene fiber-reinforced rubber concrete,BPRC)的质量损失逐渐增加,相对动弹性模量缓慢减小㊂李趁趁等[11]研究了高温后玄武岩纤维复合材料(basalt fiber reinforced polymers,BFRP)筋与混凝土的黏结性能,结果表明,随着温度升高,纤维的加入可以明显提高常温和高温下BFRP筋与混凝土的黏结强度㊂上述研究表明玄武岩纤维(basalt fiber,BF)能够有效抑制由高温引起的混凝土弹性模量减小,提高试件强度,增强混凝土抵抗开裂变形的能力㊂杨海峰等[12]分析了高温后不同冷却方式对混凝土-钢筋黏结应力和峰值滑移的影响,建立了不同冷却方式下峰值黏结应力㊁峰值滑移和温度的关系㊂高温处理后的玄武岩纤维混凝土(basalt fiber reinforced concrete,BFRC)力学性能已经成为研究混凝土高温劣化过程的重要内容之一㊂玄武岩纤维为现代无机混凝土纤维,通过熔化玄武岩制成,与其他纤维相比具有机械性能优异㊁耐高温㊁耐酸碱和生产工艺简单等特点㊂因此本文选择在混凝土中加入玄武岩纤维,研究高温和不同冷却方式对BFRC力学和变形性能的影响,为BFRC高温性能提供试验数据和理论依据,并对未来的研究方向和趋势进行预测和分析㊂1㊀实㊀验1.1㊀试验材料水泥采用P㊃O42.5型普通硅酸盐水泥,具体性能指标如表1所示;细骨料选用天然河砂,细度模数为2.65,表观密度为2347kg㊃m-3,松散堆积密度为1379kg㊃m-3;粗骨料选用粒径为5~20mm的连续集配碎石,表观密度为2787kg㊃m-3,松散堆积密度为1449kg㊃m-3,压碎指标为4.55%;水为普通自来水;纤维采用短切玄武岩纤维,主要性能指标如表2所示㊂表1㊀水泥的主要性能指标Table1㊀Main performance indexes of cementDensity/(kg㊃m-3)Setting time/min Compressive strength/MPa Break off strength/MPaInitial setting Final setting3d28d3d28d Stability 2900175235ȡ27.5ȡ49.0ȡ5.5ȡ8.0Qualified表2㊀玄武岩纤维的主要性能指标Table2㊀Main performance indexes of basalt fiberTensile strength/MPa Diameter/μm Elastic modulus/GPa Density/(kg㊃m-3)Length/mm 10501776265061.2㊀试验设计依据‘普通混凝土配合比设计规程“(JGJ55 2011)配制混凝土,玄武岩纤维掺量分别为0%㊁0.05%㊁0.10%㊁0.20%㊁0.30%(体积分数),具体配合比见表3㊂1.3㊀试验方法将水泥㊁石子㊁砂依次倒入搅拌机中搅拌3min,将玄武岩纤维少量多次地加入搅拌机,充分搅拌后再加水湿拌4min后将其装入事先涂上润滑油的100mmˑ100mmˑ100mm的立方体模具中,然后放置于振动台振动密实成型,用灰刀压实抹平,停止振动㊂成型后的混凝土试块用保鲜膜覆盖24h后拆模,将试块进行为期28d的标准养护㊂94㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷表3㊀BFRC配合比Table3㊀Mix proportion of BFRCSample No.Content of each substance/(kg㊃m-3)Cement Water Coarse aggregate Fine aggregate Basalt fiber content/% OC43019211706050BFRC-0.0543019211706050.05BFRC-0.1043019211706050.10BFRC-0.2043019211706050.20BFRC-0.3043019211706050.30对每组配合比100mmˑ100mmˑ100mm立方体试件进行单轴抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验,试验加载速率分别为2.5㊁1.0mm/min㊂将试件的侧面放在电液伺服单轴压力机底座平台中心位置,手动控制压力机上端压盘距离试件2~5mm处停止,接下来通过电脑端软件对试验过程中的参数进行设置㊂连续均匀加载,直至试件破坏㊂由于试验具有离散性,所以三个试件为一组,试验结果是三个试验结果的平均值㊂分析试验结果,得出BFRC最优掺量组㊂最优掺量组BFRC与OC试件经过马弗炉加热到指定温度,将试件取出后分别进行自然冷却和喷水冷却,喷水冷却是使用高压水枪对试件进行四面循环喷水降温,试件经过自然冷却㊁喷水冷却后静置3d,然后进行单轴抗压强度试验研究其力学性能㊂2㊀结果与讨论2.1㊀常温下BFRC抗压、劈裂抗拉强度BFRC强度随BF掺量的变化如图1所示,常温下试件的强度随着BF掺量的增多呈先增大后减小的趋势,这说明适量BF的掺入可以提高混凝土的力学性能㊂其中BF掺量为0.05%时,混凝土抗压强度㊁劈裂抗拉强度分别达到最大值50.2㊁3.5MPa,较OC分别提高14.87%㊁34.62%,然而当掺入的BF体积分数超过0.05%时试件强度呈下降趋势㊂这是因为BF掺入混凝土后,均匀乱向地分布于混凝土的内部,形成稳定的空间结构,有效遏制了混凝土内部孔隙的发展,而且BF同基体黏结,试件内部原生孔隙得到填充,增加了混凝土材料的密实度,从而提高其相关力学性能㊂但当BF掺量过高时,过多的BF容易产生成团现象,影响混凝土的流动性,削弱了BF的作用[13]㊂2.2㊀拉压比混凝土的拉压比即劈裂抗拉强度与抗压强度之比㊂拉压比是衡量混凝土韧性的指标之一,其值越大,表明混凝土的韧性越强㊂常温下不同BF掺量下BFRC拉压比的变化趋势如图2所示,由图2可以看出,BF能够提高混凝土的韧性㊂试件的拉压比随着BF掺量的增加呈先增加后降低的趋势,在BF掺量为0.05%时,混凝土的拉压比达到最大值,这一趋势与BF对混凝土基本力学性能的影响是一致的㊂图1㊀BFRC强度随BF掺量的变化Fig.1㊀Strength change of BFRC with BF content㊀图2㊀常温下不同BF掺量下BFRC拉压比的变化Fig.2㊀Change of tension-compression ratio of BFRC with different BF content under normal temperature第1期庞建勇等:高温后冷却方式对玄武岩纤维混凝土力学性能的影响95㊀2.3㊀温度对抗压强度的影响表4和表5分别为高温后BFRC抗压强度和相对残余抗压强度㊂其中,相对残余抗压强度是指各温度下试件的抗压强度与室温下抗压强度之比㊂相对残余抗压强度不仅是结构高温防火设计的必要条件,也是火灾后评价㊁加固和修复的依据㊂表4㊀高温后BFRC抗压强度Table4㊀Compressive strength of BFRC after high temperatureTemperature/ħCompressive strength/MPaNatural cooling Spray coolingOC BFRC OC BFRC2043.750.243.750.220041.648.640.847.440028.142.826.341.860019.829.317.125.580013.818.312.415.2由表4可知,自然冷却条件下,各温度OC的抗压强度较常温分别降低了4.81%㊁35.70%㊁54.69%㊁68.42%,BFRC的抗压强度较常温分别降低了3.19%㊁14.74%㊁41.63%㊁63.55%㊂喷水冷却条件下,各温度OC的抗压强度较常温分别降低了6.64%㊁39.82%㊁60.87%㊁71.62%,BFRC的抗压强度较常温分别降低了5.58%㊁16.73%㊁49.20%㊁69.72%㊂其中200ħ时,强度下降不明显,这是因为200ħ未能使试件内部结构发生损伤,反而是促使其内部未水化的水泥颗粒进一步发生水化,起到高温养护的作用[14];400ħ时试件内部的游离水脱出,但对试件结构影响较小,故该阶段试件强度的变化程度较小;600ħ时混凝土试件的强度明显降低,这是因为试件内部水化硅酸钙(C-S-H)凝胶开始高温脱水分解;当温度达到800ħ时,试件内部的CaCO3开始分解为CaO,混凝土基本丧失承载能力㊂同种温度同种冷却方式下,BFRC的抗压强度均高于OC,且均呈先升高后降低的趋势㊂在自然冷却方式下,各温度BFRC的抗压强度较OC分别提高了16.83%㊁52.31%㊁47.98%㊁32.61%㊂在喷水冷却方式下,各温度BFRC的抗压强度较OC分别提高了16.18%㊁58.94%㊁49.12%㊁22.58%㊂其中在400~600ħ时, BFRC抗压强度提高趋势最明显,这是因为在此时混凝土内部损伤较大,纤维抑制损伤的作用继续发展,当温度继续升高时,纤维的拉结作用消失,因此较OC抗压强度的提高程度下降㊂表5㊀高温后BFRC相对残余抗压强度Table5㊀Relative residual compressive strength of BFRC after high temperatureTemperature/ħRelative residual compressive strength/%Natural cooling Spray coolingOC BFRC OC BFRC20100.00100.00100.00100.0020095.1996.7693.2894.4940064.2785.1960.2282.5460045.2658.4439.2450.2580031.5936.4128.4430.00从表5中看出:对于自然冷却的OC试件,各温度与常温的相对残余强度分别为95.19%㊁64.27%㊁45.26%㊁31.59%;对于自然冷却的BFRC试件,各温度与常温的相对残余强度分别为96.76%㊁85.19%㊁58.44%㊁36.41%;对于喷水冷却的OC试件,各温度与常温的相对残余强度分别为93.28%㊁60.22%㊁39.24%㊁28.44%;对于喷水冷却的BFRC试件,各温度与常温的相对残余强度分别为94.49%㊁82.54%㊁50.25%㊁30.00%㊂其中,200ħ时冷却方式对混凝土的相对残余抗压强度没有显著影响㊂400~600ħ时混凝土相对残余抗压强度开始急剧下降,但自然冷却混凝土相对残余抗压强度始终高于喷水冷却混凝土;同种冷却方式同种温度,BFRC试件的相对残余抗压强度始终高于OC试件,表明BF在高温时能够抵抗部分混凝土内部损伤,提高试件的强度㊂96㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷2.4㊀冷却方式对抗压强度的影响冷却方式对混凝土试件抗压强度的影响如图3所示㊂不同冷却方式下BFRC和OC抗压强度随温度的上升变化趋势大致相同,均呈下降趋势㊂随着温度上升,OC喷水冷却时的抗压强度比自然冷却时分别低1.92%㊁6.41%㊁13.64%㊁10.14%,BFRC喷水冷却时的抗压强度比自然冷却时分别低2.47%㊁2.34%㊁12.97%㊁16.94%㊂综上得出,同种条件下混凝土自然冷却时的抗压强度高于喷水冷却时的抗压强度㊂随着温度升高,试件内外温度差不断增大,试件内部发生损伤,在喷水带来的冲击下试件更容易受到破坏,其强度也就随之降低,而BF的加入能够抑制高温过程中试件的损伤开裂,降低混凝土高温后的体积变化,因此同种条件下,BFRC高温后的抗压强度高于OC㊂图3㊀冷却方式与抗压强度的关系Fig.3㊀Relationship between cooling method and compressive strength图4反映了冷却方式对混凝土试件相对残余抗压强度的影响㊂随着温度上升,OC在喷水冷却时的相对残余抗压强度较自然冷却时分别降低了2.01%㊁6.30%㊁13.30%㊁9.97%,BFRC在喷水冷却时的相对残余抗压强度较自然冷却时分别降低了2.35%㊁3.11%㊁14.01%㊁17.61%㊂综上得出,200ħ后残余抗压强度的降幅较小,这是因为混凝土试件在加热和恒温阶段的变形主要是由粗骨料等固体组分和膨胀引起的,在此温度阶段混凝土表面没有明显的变化㊂在冷却过程中,由于温度不高,这种变形完全可以恢复[15]㊂400ħ后残余抗压强度有了较为明显的下降㊂因为在这个阶段,混凝土内部的毛细水和结晶水随温度的升高蒸发迅速,使其内部蒸气压增大,同时加热时混凝土内部不同骨料之间的膨胀系数和温度应力差异会导致混凝土裂缝和孔隙增大,所以此时混凝土的抗压强度下降程度较大㊂当温度达到600ħ时,强度下降速度加快,这主要是因为混凝土中的Ca(OH)2分解后体积收缩,石英石形成晶体后体积膨胀,水泥与骨料之间产生了较大的应力,材料内部的黏结力降低,因此混凝土强度迅速降低[16]㊂图4㊀冷却方式与相对残余抗压强度的关系Fig.4㊀Relationship between cooling method and relative residual compressive strength㊀第1期庞建勇等:高温后冷却方式对玄武岩纤维混凝土力学性能的影响97 2.5㊀应力-应变关系不同高温和冷却方式下混凝土试件的应力-应变曲线如图5和图6所示㊂混凝土试件的单轴压缩过程主要分为压实阶段㊁弹性阶段㊁裂缝发展阶段和峰后破坏变形阶段㊂在相同冷却方式下,OC和BFRC应力-应变曲线的峰值点随温度的升高逐渐减小并右移,曲线逐渐平缓,峰值应力显著下降,极限应变和峰值应变显著增加㊂对比同种冷却方式下,400ħ时BFRC的应力下降趋势与OC相比并不明显,原因是混凝土试件中细骨料和水泥浆的体积在加热至400ħ的过程中增加,从细观角度来看,由于热膨胀,混凝土中微孔和裂缝的数量增加,削弱了混凝土的承载力[17]㊂混凝土应力-应变曲线下降段为峰后阶段,试件进入塑性破坏阶段,结构发生劣化直至完全破坏㊂高温后不同冷却方式处理的BFRC破坏形态如表6所示,随着压力的提高,骨料与水泥结合界面产生裂纹,裂纹逐渐贯通导致表面破碎,发生局部剥落现象,混凝土丧失承载能力㊂温度越高,OC和BFRC的破坏程度越严重㊂因为随着温度的升高,混凝土的结合水不断析出与骨料发生反应,内部裂纹发展贯通程度加剧,相同温度下BFRC破坏形态优于OC,自然冷却时破坏形态优于喷水冷却㊂图5㊀自然冷却下混凝土应力-应变曲线Fig.5㊀Stress-strain curves of concrete under natural cooling图6㊀喷水冷却下混凝土应力-应变曲线Fig.6㊀Stress-strain curves of concrete under spray coolingBF的加入在混凝土内部形成随机分布的支撑体系,抑制了基体中微裂缝的发展㊂从试件损伤现象来看,BF的加入进一步增强了压缩试验时混凝土的 箍 效应;从工作性能来看,BF吸收了混凝土配合比中的耗水量,降低了水灰比,增加了混凝土的强度[18]㊂同一试件随着温度的增加,喷水冷却方式下的峰值应力小于自然冷却方式下的峰值应力,这是因为试件经空气冷却至室温时,温度变化率小,微损伤远小于喷水冷却试件,当温度逐渐升高时,由于温度差过大,喷水冷却过程中混凝土表面会比自然冷却环境下产生更多的微裂缝,导致混凝土承载力降低㊂98㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷表6㊀高温后不同冷却方式处理的BFRC 破坏形态Table 6㊀Damage patterns of BFRC treated by different cooling methods after high temperatureTemperature /ħNatural cooling Spray cooling 202004006008001)峰值应变应变为评价试件变形的指标,等于伸长量除以试件初始长度㊂与峰值应力相关的应变是影响混凝土应力-应变曲线上升和下降部分的关键参数之一,图7为不同冷却方式下混凝土试件的峰值应变㊂由图7看出,OC 和BFRC 的峰值应变均随着温度的升高而逐渐增大,且增长幅度越大㊂同一温度不同冷却方式下,同种试件喷水冷却时的峰值应变明显大于自然冷却时的峰值应变,这是因为喷水冷却使混凝土进行了二次水化,但是内外的温度差使混凝土内部的裂缝得到发展,表现为喷水冷却下峰值应变大于同条件下自然冷却的峰值应变㊂同一冷却方式不同温度时,OC 的峰值应变大于BFRC,这表明添加BF 能够有效降低混凝土的脆性,增加混凝土的韧性进而增加混凝土的强度㊂2)弹性模量弹性模量是在弹性范围内,作用于混凝土材料上的应力与产生的应变之比㊂混凝土变形的难易程度常以弹性模量来表征,体现所受应力与所产生应变之间的关系,是混凝土重要的力学性能指标㊂本文取σ=0.4f c (σ为应力,f c 为抗压强度)时的割线模量为弹性模量㊂图8为不同冷却方式下混凝土试件的弹性模量㊂同一冷却方式下,OC 和BFRC 试件的弹性模量与温度呈负相关,即弹性模量随着温度的升高而减小且BFRC 试件的弹性模量大于OC,随着温度上升自然冷却条件下BFRC 的弹性模量比OC 分别增加了25.28%㊁70.40%㊁58.38%㊁44.39%,喷水冷却条件下BFRC 的弹性模量比OC 分别增加了25.96%㊁第1期庞建勇等:高温后冷却方式对玄武岩纤维混凝土力学性能的影响99㊀67.77%㊁61.26%㊁33.60%㊂同种温度不同冷却方式下,BFRC 和OC 自然冷却时的弹性模量明显高于喷水冷却时的弹性模量㊂这表明温度越高,混凝土试件抵抗开裂变形的能力越弱,BF 的加入能够增强混凝土试件抵抗开裂变形的能力,喷水冷却条件下混凝土发生二次水化,内外温度差导致混凝土抵抗开裂变形的能力减弱㊂图7㊀不同冷却方式下混凝土试件的峰值应变Fig.7㊀Peak strain of concrete specimens under different coolingmethods 图8㊀不同冷却方式下混凝土试件的弹性模量Fig.8㊀Elastic modulus of concrete specimens under different cooling methods 3)延性指数延性指数μ是用以评价混凝土抵抗开裂变形能力的指标,计算公式为μ=Δμ/Δy图9㊀μ的定义Fig.9㊀Definition of μ式中:Δμ为极限位移,mm;Δy 为屈服位移,通过等效能量法来确定,mm㊂μ的定义如图9所示,图中F 为承载力,N;δ为轴向位移,mm;F 0为混凝土的极限承载力,N;δ0为峰值F 0对应的轴向位移,mm;Δμ为承载力0.8F 0时所对应的位移㊂在F 0相同的情况下,Δy越小,说明材料的荷载变形越小,即表示结构的刚度越大;Δμ越大,表示结构材料抵抗变形的能力越强[19]㊂图10为不同冷却方式下混凝土试件的延性指数㊂由图10可以看出,经高温冷却处理后的OC 和BFRC的延性指数总体上均呈先增大后减小的趋势㊂在自然冷却条件下时,400ħ时OC 的延性指数达到最大,即400ħ时OC 高温处理后抵抗开裂变形的能力最强,较常温时的延性指数提高了15.11%;而BFRC 在600ħ100㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷时延性指数达到最大,较常温时提高了18.32%,说明BF能够增强混凝土高温后抵抗开裂变形的能力,掺入BF能有效阻止混凝土内部裂缝的萌生和发展,随着温度的持续增加,裂缝逐渐扩大,桥接在裂缝两端的BF 可有效抑制裂缝的扩展或延长裂纹的扩张路径,并减小尖端的应力集中,抑制和细化裂缝,因此BF的掺入能显著增强混凝土的延性㊂喷水冷却条件下,OC的延性指数较自然冷却时达到最大的温度有所提前,这表明喷水冷却增大了混凝土内部的损伤,使混凝土抵抗开裂变形的能力减弱㊂图10㊀不同冷却方式下混凝土试件的延性指数Fig.10㊀Ductility index of concrete specimens under different cooling methods3㊀结㊀论1)BF的掺入能够提升混凝土的力学性能,当BF掺量为0.05%时,混凝土抗压强度㊁劈裂抗拉强度达到最大值,分别为50.2㊁3.5MPa,较OC分别提高了14.87%㊁34.62%㊂2)同一温度喷水冷却时混凝土的峰值应变明显大于自然冷却时的混凝土㊂同一冷却方式下,各温度下OC的峰值应变较BFRC有所提高,这表明添加BF能够有效增加混凝土的韧性进而增加混凝土的强度㊂3)OC和BFRC的弹性模量随着温度的升高而减小且BFRC的弹性模量大于OC㊂同种温度不同冷却方式下,BFRC和OC自然冷却时的弹性模量较喷水冷却时的弹性模量有所提高㊂这表明BF的加入能够增强混凝土试件抵抗开裂变形的能力,喷水冷却条件下混凝土抵抗开裂变形的能力减弱㊂4)自然冷却条件下,BFRC在600ħ时延性指数较常温时提高了18.32%,表明BF能够增强混凝土高温后抵抗开裂变形的能力;喷水冷却条件下,OC的延性指数在200ħ时达到峰值,低于自然冷却时延性指数达到峰值的温度㊂参考文献[1]㊀ZHOU M,LU W,SONG J W,et al.Application of ultra-high performance concrete in bridge engineering[J].Construction and BuildingMaterials,2018,186:1256-1267.[2]㊀DE S A F,RIBEIRO C C,DA S P J D,et al.Influence of adding discontinuous and dispersed carbon fiber waste on concrete performance[J].Journal of Cleaner Production,2020,273:122920.[3]㊀ZHANG P,ZHENG Y X,WANG K J,et al.A review on properties of fresh and hardened geopolymer mortar[J].Composites Part B:Engineering,2018,152:79-95.[4]㊀HACHEMI S,KHATTAB M,BENZETTA H.Enhancing the performance of concrete after exposure to high temperature by coarse and fine wastefire brick:an experimental study[J].Construction and Building Materials,2023,368:130356.[5]㊀杨㊀娟,朋改非.钢纤维类型对超高性能混凝土高温爆裂性能的影响[J].复合材料学报,2018,35(6):1599-1608.YANG J,PENG G F.Influence of different types of steel fiber on explosive spalling behavior of ultra-high-performance concrete exposed to high temperature[J].Acta Materiae Compositae Sinica,2018,35(6):1599-1608(in Chinese).[6]㊀余江滔,史天成,郁㊀颉,等.高性能纤维增强混凝土与筋材复合体系拉伸性能研究[J].同济大学学报(自然科学版),2021,49(6):825-833+890.YU J T,SHI T C,YU J,et al.Experimental study of tensile properties of composite system of high performance concrete and reinforcements[J].㊀第1期庞建勇等:高温后冷却方式对玄武岩纤维混凝土力学性能的影响101 Journal of Tongji University(Natural Science),2021,49(6):825-833+890(in Chinese).[7]㊀BAO H,YU M,CHI Y,et al.Performance evaluation of steel-polypropylene hybrid fiber reinforced concrete under supercritical carbonation[J].Journal of Building Engineering,2021,43:103159.[8]㊀KO㊅CÍV,VEJMELKOVÁE,KO㊅NÁKOVÁD,et al.Basic physical,mechanical,thermal and hygric properties of reactive powder concrete withbasalt and polypropylene fibers after high-temperature exposure[J].Construction and Building Materials,2023,374:130922.[9]㊀元成方,赵㊀军.聚丙烯纤维混凝土的高温损伤机理[J].材料科学与工程学报,2017,35(1):37-40+56.YUAN C F,ZHAO J.Damage mechanism of polypropylene fiber reinforced concrete exposed to high temperature[J].Journal of Materials Science and Engineering,2017,35(1):37-40+56(in Chinese).[10]㊀SU Q,XU J M.Durability and mechanical properties of rubber concrete incorporating basalt and polypropylene fibers:experimental evaluation atelevated temperatures[J].Construction and Building Materials,2023,368:130445.[11]㊀李趁趁,魏非凡,刘超伟,等.高温后BFRP筋与纤维混凝土黏结性能[J].铁道科学与工程学报,2023,20(8):3014-3025.LI C C,WEI F F,LIU C W,et al.Bond performance between BFRP bars and fiber reinforced concrete exposed to high temperature[J].Journal of Railway Science and Engineering,2023,20(8):3014-3025(in Chinese).[12]㊀杨海峰,杨焱茜,王玉梅,等.高温后不同冷却方式下的混凝土钢筋粘结性能[J].土木与环境工程学报(中英文),2021,43(5):94-100.YANG H F,YANG Y X,WANG Y M,et al.Bond performance of concrete-steel rebar under different cooling ways after high temperature[J].Journal of Civil and Environmental Engineering,2021,43(5):94-100(in Chinese).[13]㊀吴海林,郭金雨,张㊀玉.混杂纤维混凝土抗压强度正交试验研究[J].科学技术与工程,2022,22(32):14370-14378.WU H L,GUO J Y,ZHANG Y.Orthogonal experimental study on compressive strength of hybrid fiber reinforced concrete[J].Science Technology and Engineering,2022,22(32):14370-14378(in Chinese).[14]㊀PENG G F,BIAN S H,GUO Z Q,et al.Effect of thermal shock due to rapid cooling on residual mechanical properties of fiber concrete exposedto high temperatures[J].Construction and Building Materials,2008,22(5):948-955.[15]㊀LI Q T,XIA H R,YUAN G L,et al.Experimental study on the free expansion deformation of concrete during the cooling process after beingheated to high temperature[J].Construction and Building Materials,2022,337:127617.[16]㊀任纬航.不同冷却制度下混凝土高温损伤机理的研究[D].杨凌:西北农林科技大学,2015.REN W H.Study on high temperature damage mechanism of concrete under different cooling systems[D].Yangling:Northwest A&F University, 2015(in Chinese).[17]㊀ZHAO Y,DING D,BI J,et al.Experimental study on mechanical properties of precast cracked concrete under different cooling methods[J].Construction and Building Materials,2021,301:124141.[18]㊀ZHENG Y X,ZHANG Y,ZHUO J B,et al.A review of the mechanical properties and durability of basalt fiber-reinforced concrete[J].Construction and Building Materials,2022,359:129360.[19]㊀王俊颜,杨全兵.HDPE管混凝土延性和韧性的试验研究[J].建筑材料学报,2009,12(4):394-397.WANG J Y,YANG Q B.Experimental study on ductility and toughness of HDPE-pipe concrete[J].Journal of Building Materials,2009, 12(4):394-397(in Chinese).。
高温后玄武岩纤维混凝土抗压强度与孔隙结构变化规律研究
方向： 新型建筑材料。
收稿日期： ２０２３－１－１０
混凝土的孔隙结构发生变化， 内部劣化严重， 进而导
伤， 使结构的使用寿命下降， 其中孔隙结构是混凝土
７８
３８ 卷
粉煤灰综合利用
材料科学
重要的特征之一， 混凝土的孔隙结构对其宏观力学性
能有较大影响。 大量的研究表明， 将一些纤维加入到
混凝土中， 使混凝土变成纤维复合材料， 可以提高其
１００ ｃｍ 的混凝土试块， 然后将试块放入标准养护箱
中， 在温度为 （２０±２） ℃ 、 湿度不低于 ９５％的条件下
养护 ２８ ｄ， 抗压强度试验按照 ＧＢＴ ５００８１ － ２０１１ 《 普
对玄武岩纤维混凝土加热至不同目标温度 （ ２００ ℃ 、
通混凝土力学性能试验方法标准》 进行测定。 每一
种体积掺量的玄武岩纤维混凝土分别记为 Ｂ － ０、 Ｂ －
武岩纤维混凝土力学性能的损伤机理。
没， 然后放入 真 空 干 燥 箱 中， 只 进 行 抽 真 空 饱 水，
１ 试验
不再进 行 干 燥 处 理， 并 不 断 监 测 试 块 的 质 量 变 化，
１ １ 试验材料
后将饱水后的试块放入 １００ ℃ 的干燥箱烘干 １０ ｈ， 再
水泥采用 Ｐ ·Ｏ ４２ ５ 普通硅酸盐水泥， 细骨料
将养护 好 的 试 块 从 养 护 箱 里 取 出， 自 然 晾 干，
结合高温后的抗压强度的试验结果， 以及通过扫描
然后用马弗炉对试块进行高温试验， 达到目标温度
电镜的试验结果， 建立高温后玄武岩纤维混凝土的
孔隙率与抗压强度的关系， 并进一步分析高温后玄
后恒温 １ ｈ， 再冷却至室温。
将高温后的试块放 细度模数为 ２ ４； 粗骨料粒径为 ５ ～ ２０
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。
玄武岩纤维对混凝土力学性能影响试验研究
玄武岩纤维对混凝土力学性能影响试验研究目录1. 研究背景和意义 (2)1.1 玄武岩纤维的概念和性质 (3)1.2 混凝土力学性能的重要性 (4)1.3 玄武岩纤维在混凝土中的应用前景 (4)2. 玄武岩纤维的制备与表征 (6)2.1 玄武岩纤维的制备方法 (7)2.2 玄武岩纤维的形态与结构分析 (8)2.3 玄武岩纤维的物理化学性能测试 (9)3. 混凝土配合比设计及试验方法 (10)3.1 混凝土配合比设计原则 (12)3.2 不同玄武岩纤维掺量对混凝土性能的影响 (12)3.3 试验方法与参数 (13)4. 玄武岩纤维对混凝土抗压性能的影响 (14)4.1 玄武岩纤维对混凝土抗压强度的影响机制 (15)4.2 不同玄武岩纤维掺量下的抗压性能比较分析 (16)4.3 玄武岩纤维掺量的优化范围 (17)5. 玄武岩纤维对混凝土抗拉性能的影响 (18)5.1 玄武岩纤维对混凝土抗拉强度的影响机制 (19)5.2 不同玄武岩纤维掺量下的抗拉性能比较分析 (21)5.3 玄武岩纤维掺量的优化范围 (21)6. 玄武岩纤维对混凝土耐久性的影响 (22)6.1 玄武岩纤维对混凝土抗渗性能的影响 (24)6.2 玄武岩纤维对混凝土抗冻性能的影响 (25)6.3 玄武岩纤维对混凝土抗腐蚀性能的影响 (26)7. 结论与展望 (28)7.1 主要研究结果总结 (29)7.2 结果的工程意义与应用前景 (30)7.3 进一步研究方向与建议 (31)1. 研究背景和意义随着世界经济的快速发展和基础设施建设的不断推进，混凝土作为一种重要的建筑材料，在建筑工程中扮演着越来越重要的角色。
然而，传统的混凝土材料虽然在耐久性和使用性能上得到了广泛的认可，但在某些特定的应用领域，比如高温场所、腐蚀性环境或者是需要高强度、高韧性材料的应用中，传统混凝土的性能往往无法满足工程需求。
因此，研究和开发高性能混凝土成为了一个重要的研究方向。
玄武岩纤维混凝土性能的试验与研究
Ｊ ｉ ａｎｇ ｓ ｕ Ｊ ｉ ａ ｎｚ ｈ ｕ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕｔ ｅ，Ｘｕｚ ｈｏ ｕ，Ｊ ｉ ａ ｎｇ ｓ ｕ ２ ２ １１ １ ６，Ｃｈｉ ｎａ）
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ：ｂ ａ ｓ ｌｔ ａ ｆ ｉ ｂ ｅ ｒ ｆ ｉ ｂ ｅ ｒ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｄ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ｍｅ ｃ ｈａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｍｉ ｘ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｎ ｄ ｕ ｒ ａ ｎ ｃ ｅ
第 １ ３卷 第 ４期 ２ ０ １ ３年 １ ２月
江 苏 建 筑 职 业 技 术 学 院 学 报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｊ Ｉ ＡＮＧＳ Ｕ Ｊ Ｉ ＡＮＺＨＵ Ｉ ＮＳ ＴＩ ＴＵＴＥ
Ｖｏ １ ． １ ３ № ． ４
Ｄｅ ｃ ．２ ０ｌ ３
玄 武 岩 纤 维 混 凝 土 性 能 的试 验 与 研 究
凝 土 基 材 中 ，以 阻 碍 混 凝 土 内 部 微 裂 缝 的 发 生 和 扩
王 兆 ， 杨 锐
（１ ． 江 苏建 筑职业 技 术学 院 建 筑工 程技 术学 院 ， 江苏 徐州 ２ ２ １ １ １ ６ ； ２ ． 江苏 建筑 职业 技术 学 院 建 筑工程 管 理学 院 ， 江苏 徐州 ２ ２ １ Ｉ １ ６）
摘 要 ： 为 了 提 高 玄 武 岩 纤 维 混 凝 土 的 力 学 及 抗 冻 融 性 能 ，结 合 道 路 用 混 凝 土 应 具 备 的 性 能 要 求 ，通 过 改 变 玄 武 岩 纤 维 掺 量 ， 对 玄 武 岩 纤 维 混 凝 土 性 能 进 行 了 试 验 研 究． 结 果表 明 ： 随 着 玄 武 岩 纤 维掺 量 的 增 加 ， 玄武岩 纤 维混凝 土 的抗压 、 抗拉 和 抗折 强度提 高， 抗 冻 融 性 能 也 提 高．
玄武岩纤维加固混凝土梁式结构的研究综述
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ａ ｌ ｔ ｉ ｆ ｂ ｅ ｒ ｃ ｏ ｍ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｍ ａ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｌ （ Ｂ Ｆ Ｒ Ｐ ）ｉ ｓ ａ ｎ ｅ ｗ ｔ ｙ ｐ ｅ ｏ ｆ ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｍ ａ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｌ ｓ ｂ ｅ ｃ ａ ｍｅ ｉ ｎ ｓ ｔ ｅ ａ ｄ ｏ ｆ
第３ ０卷
第１ 期
吉
林
建
筑
工 程
学 院
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
学 报
Ｖｏ １ ． ３ Ｏ Ｎ ｏ ． １ Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ １ ３
２ ０ １ ３年 ２月
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｊ ｉ ｌ ｉ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｆ ｏ Ａｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ＆ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
玄武岩纤维混凝土高温性能研究综述
随着玄武岩纤维混凝土（BF混凝土）在建筑中的应用日益广泛以及对建筑防火安全重视度的提高，对BF混凝土的防火安全研究日益重要。
文章在综合各研究人员研究结果的基础上，通过对BF混凝土高温性能表现的分析，总结出高温下BF混凝土性能变化规律，为其防火安全提供了依据，有利于BF混凝土的使用推广。
标签：玄武岩纤维；纤维混凝土；力学性能；高温
引言
玄武岩纤维具有耐高温、抗拉性好、抗压缩性能好、隔热性强、生产能耗小等一系列优点[1]，在国家的支持下，越来越广泛的应用在建筑中。
我国是玄武岩纤维生产大国，国内众多研究人员进行了BF混凝土的理论和试验研究，取得了很多研究成果。
混凝土性能会受到环境的影响，火灾产生的高温环境对混凝土的力学性能和耐久性影响显著，严重威胁建筑使用安全。
因此本文在对众多研究人员研究结果进行汇总的基础上，重点分析了BF混凝土受高温之后的性能表现，以期总结出高温下BF混凝土性能变化规律，推动BF混凝土在建筑中的广泛使用。
1 机理分析
1.1 高温破坏机理
从混凝土内部化学结构来看，在高温下，水泥水化产物失水，胶凝材料的整体结构遭到破坏，从而造成骨料之间的相互分离。
从混凝土结构的内部受力来看，混凝土在高温状态内部产生温度梯度，温度梯度在混凝土结构内部形成拉应力，从而使混凝土结构受力破坏。
当混凝土强度较高时，其韧性较低，高温状态混凝土内部水汽化逃逸产生压力，造成混凝土的机械破坏。
1.2 纤维增强机理
内部掺杂的纤维在混凝土受力时能够在一定程度上传递和协调混凝土结构内力，使其内力分布更均匀，从而延缓了脆弱部位的出现，使混凝土的力学强度得以增强。
混凝土内掺杂纤维，在一定程度上起到钢筋的作用，增强混凝土的整体性，而且由于掺杂纤维的比表面积更大，混凝土整体性更强，使得纤维混凝土的韧性、抗疲劳特性、抗冲击性能表现优秀。
2 混凝土高温力学性能
针对建筑混凝土性能研究重点，从抗压强度、烧失率、抗压变形性能、冲击
韧性四个方面总结了BF混凝土受高温后的力学性能。
2.1 抗压强度
BF混凝土的高温后抗压强度与温度所承受温度有关，在其他条件相同的情况下，当混凝土强度等级小于C60时，BF混凝土抗压强度随温度升高先略有升高，而后显著下降，当强度大于C60时，BF混凝土抗压强度随温度升高而降低，近似呈线性关系[2]。
BF混凝土高温后抗压强度还受玄武岩纤维掺杂量影响，在其他条件相同的情况下，隨玄武岩纤维掺杂量增大，混凝土抗压强度先升高后降低，在温度高于600摄氏度后，这一趋势不明显[3]，不同掺杂量的BF混凝土抗压强度接近。
2.2 烧失率
在其他条件相同的情况下，BF混凝土烧失率随受热温度的升高而增大。
BF 混凝土的烧失率还与BF掺杂量有关，玄武岩纤维的掺杂会提高混凝土出现孔隙的概率，在其他条件相同的情况下，BF混凝土的烧失率随玄武岩纤维掺量的升高而增大，这一表现在200℃的实验中表现尤为明显[4]。
2.3 抗压变形性能
BF混凝土高温后抗压变形性能由其应力-应变曲线进行分析。
BF混凝土的极限应力、极限应变与温度有关，在其他条件相同的情况下，BF混凝的极限应力和极限应变都随温度的升高而降低，降低幅度明显。
玄武岩纤维的掺杂起到增强混凝土抗压变形性能的作用，然而玄武岩纤维掺杂比例与BF混凝土抗压变形性能之间无明显规律性，在其他条件相同的情况下，BF混凝土抗压变形能力随玄武岩纤维掺量的增加而上下波动[2]。
2.4 冲击韧性
玄武岩纤维在混凝土中的掺杂形成了一个均匀乱向分布体系[5]，纤维的存在，沟通连接了混凝土各部分，在受到冲击时，将冲击力向冲击部位周围快速传递，另外，玄武岩纤维传递冲力的过程中还会产生能量损耗，从而降低了BF混凝土直接在冲击部位破坏的概率。
随温度升高，在其他条件相同的情况下，BF 混凝土的冲击韧性降低；随玄武岩纤维掺量增加，仅在玄武岩纤维掺量不同的情况下，BF混凝土的冲击韧性得以增强[6]。
3 结束语
本文对BF混凝土高温下性能表现进行了总结，找到了高温下BF混凝土抗压强度、烧失率、抗压变形性能和冲击韧性方面的变化规律。
这些规律为BF混凝土建筑防火设计提供了规范，有利于确保建筑防火安全，促进BF混凝土的使用推广。
参考文献
[1]李娟.玄武岩纤维：赶上世界“头班车”[N].中国纺织报，2012-02-14（007）.
[2]朴战东.高温后玄武岩纤维混凝土力学性能试验研究[D].郑州：郑州大学，2016.
[3]任韦波，许金余，白二雷，等.高温后玄武岩纤维增强混凝土的动态力学特性[J].爆炸与冲击，2015（1）：36-42.
[4]陈炜，何耀，林可心，等.高温后玄武岩纤维高强混凝土的力学特性[J].硅酸盐通报，2014（5）：1246-1250.
[5]任韦波，许金余，张宗刚，等.高温后玄武岩纤维增强混凝土的冲击变形特性[J].建筑材料学报，2014（5）：768-773.
[6]任韦波，许金余，刘远飞，等.高温后玄武岩纤维混凝土冲击破碎分形特征[J].振动与冲击，2014（10）：167-171+188.
作者简介：董学超（1996-），男，汉族，河北省涞水县人，本科，在读学生。