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。

通过带切口梁的三点弯曲试验,对玄武岩纤维掺量为0、1、3和6kg/m3的混凝土试件进行了荷载-变形测试,根据荷载-位移曲线拟合计算得到混凝土的断裂能。研究表明,随着玄武岩纤维掺量的增加,玄武岩纤维混凝土的断裂能及其增益比均呈现增长趋势,且增长速度是非线性的。

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。

通过设计对比试验,从相对动弹模量和质量变化两个方面研究了普通混凝土、玄武岩纤维混凝土及玄武岩纤维-引气混凝土的抗冻性能,并分析了纤维增强抗冻机理。结果表明,玄武岩纤维的掺入能有效提高机场道面混凝土的抗冻性能,相对耐久性指数较引气混凝土提高18.6%。

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。

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。

研究了玄武岩纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维单掺及复掺对砂浆抗渗抗裂性能、吸水率、抗压抗折强度、线膨胀率的影响。结果表明,纤维能提高砂浆的抗渗抗开裂性能,降低砂浆吸水率,提高砂浆柔韧性,产生一定的膨胀以抵抗砂浆的内部收缩。纤维增强干混砂浆,复掺比单掺效果好。单掺时,增强效果为聚乙烯醇纤维>玄武岩纤维>聚丙烯纤维;复掺时,玄武岩纤维:聚乙烯醇纤维:聚丙烯纤维=1:0:2时,砂浆的抗渗抗裂性能及力学性能达到最佳。

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。