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发布时间:2020-01-06 00:00:00
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基于正交设计的玄武岩纤维增强混凝土配合比优化研究
Optimization Study on Mix Proportion of Basalt Fiber Reinforced Concrete Based on Orthogonal Design
2017年第10期
玄武岩纤维;正交设计;影响权重;微观机理;力学性能
BF; Orthogonal design; Influence weight; Microscopic mechanism; Mechanical properties
2017年第10期
1000-4637(2017)10-51-05
国家自然科学基金项目(U1604142);河南省矿产资源高效开采与综合利用重点实验室项目(s201606)
刘子璐,陈新明,焦华喆,王云飞,陈峰宾,杨亦轩
河南理工大学土木工程学院,焦作 454000

刘子璐,陈新明,焦华喆,王云飞,陈峰宾,杨亦轩

刘子璐,陈新明,焦华喆,等.基于正交设计的玄武岩纤维增强混凝土配合比优化研究[J].混凝土与水泥制品,2017(10):51-55.

LIU Z L, CHEN X M, JIAO H Z,et al.Optimization Study on Mix Proportion of Basalt Fiber Reinforced Concrete Based on Orthogonal Design[J].China Concrete and Cement Products,2017(10):51-55.

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摘  要:基于正交设计研究多因素对玄武岩纤维(BF)增强混凝土(BFRC)力学性能的影响并优化其配合比。选取BF长度、BF掺量、减水剂、速凝剂作为试验因素,通过极差分析得出各因素权重关系。利用SEM观察BFRC微观结构,分析BF对混凝土增强的微观机理。结果表明,BF掺量为3kg/m3时,抗压、抗折强度最大,掺量继续增大,抗压、抗折强度均明显下降;抗压、抗折强度随BF长度增大先上升后下降,长度30mm时最佳;减水剂、速凝剂较前者相比对BFRC力学性能影响不明显。各因素对BFRC7d抗压与抗折强度影响权重一致,均为BF掺量>BF长度>减水剂>速凝剂,对BFRC28d抗压、抗折强度影响权重分别为BF长度>BF掺量>速凝剂>减水剂及BF长度>BF掺量>减水剂>速凝剂。当纤维长度为30mm、纤维掺量为3kg/m3、减水剂为0.7%、速凝剂为10%时,BFRC相对于素混凝土的28d抗压和抗折强度分别提高了21.7%和37.8%。Abstract:Basedontheorthogonaldesign,theinfluenceofmultifactorsonthemechanicalpropertiesofBFRCwasstudiedandthemixtureratiowasoptimized.TheBFlength,BFcontent,waterreducingagentandacceleratorwereselectedasthefactors,andtheweightrelationofeachfactorwasobtainedbyrangeanalysis.ThemicrostructureofBFRCwasobservedbySEM,andthemicromechanismofBFonconcretewasanalyzed.TheresultsshowthatwhenthedosageofBFis3kg/m3,themaximumcompressiveflexuralstrengthareobtained,thenthecompressivestrengthandflexuralstrengthbothdecreasewhenthedosageofBFincreases.ThecompressivestrengthandflexuralstrengthincreasefirstandthendecreasewiththelengthofBFincreases,andthebestlengthofBFis30mm.ThereducingagentandacceleratingagenthavelittleeffectonthemechanicalpropertiesoftheBFRC.Theinfluenceofvariousfactorsonthe7dcompressiveandflexuralstrengthofBFRCisconsistent:BFdosage>BFlength>waterreducingagent>accelerator.Theinfluenceofvariousfactorsonthe28dcompressiveandflexuralstrengthisBFlength>BFdosage>acceleratingagent>waterreducingagentandBFlength>BFdosage>waterreducingagent>acceleratorrespectively.Whenthefiberlengthis30mmandthefibercontentis3kg/m3,thewaterreducingagentis0.7%,theacceleratoris10%,the28dcompressiveandflexuralstrengthofBFRCcomparedwithplainconcretewereincreasedby21.7%and37.8%.
英文名 : Optimization Study on Mix Proportion of Basalt Fiber Reinforced Concrete Based on Orthogonal Design
刊期 : 2017年第10期
关键词 : 玄武岩纤维;正交设计;影响权重;微观机理;力学性能
Key words : BF; Orthogonal design; Influence weight; Microscopic mechanism; Mechanical properties
刊期 : 2017年第10期
DOI :
文章编号 : 1000-4637(2017)10-51-05
基金项目 : 国家自然科学基金项目(U1604142);河南省矿产资源高效开采与综合利用重点实验室项目(s201606)
作者 : 刘子璐,陈新明,焦华喆,王云飞,陈峰宾,杨亦轩
单位 : 河南理工大学土木工程学院,焦作 454000

刘子璐,陈新明,焦华喆,王云飞,陈峰宾,杨亦轩

刘子璐,陈新明,焦华喆,等.基于正交设计的玄武岩纤维增强混凝土配合比优化研究[J].混凝土与水泥制品,2017(10):51-55.

LIU Z L, CHEN X M, JIAO H Z,et al.Optimization Study on Mix Proportion of Basalt Fiber Reinforced Concrete Based on Orthogonal Design[J].China Concrete and Cement Products,2017(10):51-55.

摘要
参数
结论
参考文献
引用本文

摘   要:基于正交设计研究多因素对玄武岩纤维(BF)增强混凝土(BFRC)力学性能的影响并优化其配合比。选取BF长度、BF掺量、减水剂、速凝剂作为试验因素,通过极差分析得出各因素权重关系。利用SEM观察BFRC微观结构,分析BF对混凝土增强的微观机理。结果表明,BF掺量为3kg/m3时,抗压、抗折强度最大,掺量继续增大,抗压、抗折强度均明显下降;抗压、抗折强度随BF长度增大先上升后下降,长度30mm时最佳;减水剂、速凝剂较前者相比对BFRC力学性能影响不明显。各因素对BFRC 7d抗压与抗折强度影响权重一致,均为BF掺量>BF长度>减水剂>速凝剂,对BFRC 28d抗压、抗折强度影响权重分别为BF长度>BF掺量>速凝剂>减水剂及BF长度>BF掺量>减水剂>速凝剂。当纤维长度为30mm、纤维掺量为3kg/m3、减水剂为0.7%、速凝剂为10%时,BFRC相对于素混凝土的28d抗压和抗折强度分别提高了21.7%和37.8%。

Abstract:Based on the orthogonal design, the influence of multi factors on the mechanical properties of BFRC was studied and the mixture ratio was optimized. The BF length, BF content, water reducing agent and accelerator were selected as the factors, and the weight relation of each factor was obtained by range analysis. The microstructure of BFRC was observed by SEM, and the micro mechanism of BF on concrete was analyzed. The results show that when the dosage of BF is 3kg/m3, the maximum compressive flexural strength are obtained, then the compressive strength and flexural strength both decrease when the dosage of BF increases. The compressive strength and flexural strength increase first and then decrease with the length of BF increases, and the best length of BF is 30mm. The reducing agent and accelerating agent have little effect on the mechanical properties of the BFRC. The influence of various factors on the 7d compressive and flexural strength of BFRC is consistent: BF dosage >BF length > water reducing agent > accelerator. The influence of various factors on the 28d compressive and flexural strength is BF length >BF dosage > accelerating agent > water reducing agent and BF length >BF dosage > water reducing agent > accelerator respectively. When the fiber length is 30mm and the fiber content is 3kg/m3, the water reducing agent is 0.7%, the accelerator is 10%, the 28d compressive and flexural strength of BFRC compared with plain concrete were increased by 21.7% and 37.8%.

关键词:
玄武岩纤维;正交设计;影响权重;微观机理;力学性能
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(1)影响BFRC 7d抗压强度因素的权重关系为玄武岩纤维掺量>玄武岩纤维长度>减水剂>速凝剂,28d抗压强度因素的权重关系为武岩纤维掺量>武岩纤维长度>减水剂>速凝剂;影响BFRC 28d抗折强度因素的权重关系为玄武岩纤维长度>玄武岩纤维掺量>速凝剂>减水剂,28d抗折强度因素的权重关系为玄武岩纤维长度>玄武岩纤维掺量>减水剂>速凝剂。
(2)玄武岩纤维掺量为3kg/m3时抗压、抗折强度最大,掺量继续增大抗压、抗折强度均明显下降;抗压、抗折强度随武岩纤维长度的增大先上升后下降,长度30mm时最佳,减水剂、速凝剂与玄武岩纤维长度和玄武岩纤维掺量相比,对BFRC力学性能影响较小。
(3)当玄武岩纤维长度为30mm、纤维掺量为3kg/m3、减水剂为0.7%、速凝剂为10%时,BFRC相对于素混凝土的28d抗压和抗折强度分别提升21.7%和37.8%。
(4)玄武岩纤维在混凝土中形成一种均匀乱向支撑体系,对粗细骨料起到承托作用,阻碍混凝土中初始裂缝的产生,同时有效抑制了塑性收缩裂缝的产生,提高混凝土基体的力学性能。
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刘子璐,陈新明,焦华喆,.基于正交设计的玄武岩纤维增强混凝土配合比优化研究[J].混凝土与水泥制品,2017(10):51-55.

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