發(fā)布時間：2020-11-06 14:36

　　 混凝土是當(dāng)今用量最大、用途最廣的建筑材料。混凝土具有諸多優(yōu)良的物理性能,但抗拉強(qiáng)度低、抗裂性差等缺點(diǎn)使其在實(shí)際工程中的應(yīng)用受到了很大的限制。此外,在我國東北、華北等嚴(yán)寒地區(qū),混凝土建筑物常常會出現(xiàn)嚴(yán)重的凍融破壞現(xiàn)象,這極大地影響了建筑物的正常使用,后期的維修或重建也造成了大量的人力、物力及財力的浪費(fèi)。因此,如何在環(huán)保且經(jīng)濟(jì)的條件下提升混凝土力學(xué)性能、抗裂性及抗凍性已成為建筑行業(yè)的研究重點(diǎn)。本文以纖維長度(8mm、12mm)、纖維摻量(0.03%、0.05%、0.07%、0.1%)為主要變量,圍繞基準(zhǔn)及PVA纖維混凝土進(jìn)行了一系列試驗(yàn)研究,旨在為相關(guān)實(shí)際工程提供參考,并推動PVA纖維混凝土的發(fā)展。論文主要研究內(nèi)容及成果如下:(1)圍繞基準(zhǔn)及PVA纖維混凝土開展物理力學(xué)性能試驗(yàn),進(jìn)而研究PVA纖維摻量對混凝土早期抗裂性、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度及劈裂抗拉強(qiáng)度的影響規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明:在本試驗(yàn)的摻量范圍內(nèi),PVA纖維能有效改善混凝土的早期開裂,且早期抗裂能力與摻量呈正相關(guān),當(dāng)摻入0.1%的8mmPVA纖維后,裂縫降低系數(shù)高達(dá)96.77%;摻入PVA纖維可略微提升混凝土的抗壓強(qiáng)度,提升幅度最大僅為2.40%;PVA纖維能有效提升混凝土的抗折強(qiáng)度及劈裂抗拉強(qiáng)度,且摻量越大,強(qiáng)度越大,當(dāng)摻入0.1%的12mmPVA纖維后,混凝土的抗折強(qiáng)度及劈裂抗拉強(qiáng)度均達(dá)到最高,分別為6.2MPa、4.07MPa,較基準(zhǔn)分別提升了31.91%、38.44%。(2)對基準(zhǔn)及PVA纖維混凝土取樣并進(jìn)行SEM掃描試驗(yàn),從微觀的角度探究PVA纖維混凝土的增強(qiáng)機(jī)理。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),PVA纖維在基體中能展現(xiàn)良好的黏結(jié)性,提升了混凝土自身密實(shí)度,阻礙了裂縫的產(chǎn)生及擴(kuò)展,改善了混凝土內(nèi)部缺陷,PVA纖維亦能與混凝土共同受力。因此,PVA纖維可以提升混凝土的性能。(3)圍繞基準(zhǔn)及PVA纖維混凝土開展0~200次快速凍融循環(huán)試驗(yàn),研究了PVA纖維及其摻量對混凝土強(qiáng)度損失率、質(zhì)量損失率及相對動彈模量的影響,并結(jié)合質(zhì)量衰減及動彈模量衰減建立了抗凍性評價參數(shù)w。研究發(fā)現(xiàn):在凍融循環(huán)作用下,摻入PVA纖維可有效增強(qiáng)混凝土抗剝落能力,改善了凍融后混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu),進(jìn)而提升了混凝土的抗凍性。在本試驗(yàn)的摻量范圍內(nèi),混凝土抗凍性與PVA纖維摻量呈正相關(guān)。其中,摻入0.1%的8mmPVA纖維后,混凝土的抗凍性達(dá)到最佳,經(jīng)200次凍融循環(huán)后,質(zhì)量損失率僅為1.56%,相對動彈模量可達(dá)78.65%,抗壓強(qiáng)度及抗折強(qiáng)度損失率分別為34.99%、30.00%,抗凍性評價參數(shù)w為0.320。(4)基于動彈模量建立了指數(shù)函數(shù)、一元二次函數(shù)及Weibull分布函數(shù)模型。經(jīng)對比后發(fā)現(xiàn),Weibull分布下的函數(shù)模型更適用于描繪PVA纖維混凝土動彈模量的衰減過程。
【學(xué)位單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU528
【部分圖文】：

作為一種多孔多相的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，也存在自重大、脆性大、易開裂、抗拉強(qiáng)度低等固有缺陷[1]。這些缺陷極大地限制了混凝土在實(shí)際工程中的使用，也阻礙了混凝土本身進(jìn)一步的發(fā)展。目前，混凝土建筑物的設(shè)計重心主要集中于安全性及使用性上，常常忽視了外界環(huán)境對建筑物造成的損害。若混凝土長期處于有害環(huán)境中，其耐久性會逐漸降低，甚至?xí)�提前發(fā)生破壞失效。混凝土的耐久性是指[2]：在使用年限內(nèi)的混凝土結(jié)構(gòu)會隨著時間的推移逐漸出現(xiàn)劣化，但其仍能保持良好的安全性、使用性及完整外觀的能力。混凝土耐久性的問題主要集中在凍融破壞、化學(xué)侵蝕、鋼筋銹蝕、碳化、堿—骨料反應(yīng)以及表面磨損六個方面[3]。這些問題不僅影響了建筑物的正常使用，還會一定程度上縮短建筑物的使用壽命。此外，當(dāng)建筑物受損后，對其的加固維修或重建也是一筆巨大開支[4]。在混凝土耐久性的諸多問題中，凍融破壞是導(dǎo)致混凝土建筑物發(fā)生耐久性失效重要的原因之一[5]。尤其在我國東北、華北等嚴(yán)寒地區(qū)，暴露于地表的建筑、位于淺層范圍的地下建筑及水工建筑物等常常因外界氣溫的正負(fù)交替而受到嚴(yán)重的凍融破壞（如圖 1.1 所示）。

內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文（4）細(xì)骨料細(xì)骨料選用Ⅱ區(qū)中砂，細(xì)度模數(shù) 2.7，其級配、含泥量及泥塊含量符合《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》JGJ 52-2006 要求。（5）水本實(shí)驗(yàn)所用水全部為內(nèi)蒙古包頭市生活用水，密度為 1.0g/cm3。（6）外加劑本試驗(yàn)采用的外加劑為內(nèi)蒙古包頭安順新型建材有限責(zé)任公司生產(chǎn)的聚羧酸系減水劑，減水率為 20%，主要目的是改善混凝土的和易性。（7）PVA 纖維本試驗(yàn)所采用的纖維是由內(nèi)蒙古雙欣高分子材料技術(shù)研究院有限公司生產(chǎn)的高彈高模聚乙烯醇纖維，外表呈黃白色，采用 8mm 及 12mm 兩種規(guī)格。PVA 纖維形態(tài)見圖 2.1~2.2，性能指標(biāo)如表 2.3 所示。

內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文（4）細(xì)骨料細(xì)骨料選用Ⅱ區(qū)中砂，細(xì)度模數(shù) 2.7，其級配、含泥量及泥塊含量符合《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》JGJ 52-2006 要求。（5）水本實(shí)驗(yàn)所用水全部為內(nèi)蒙古包頭市生活用水，密度為 1.0g/cm3。（6）外加劑本試驗(yàn)采用的外加劑為內(nèi)蒙古包頭安順新型建材有限責(zé)任公司生產(chǎn)的聚羧酸系減水劑，減水率為 20%，主要目的是改善混凝土的和易性。（7）PVA 纖維本試驗(yàn)所采用的纖維是由內(nèi)蒙古雙欣高分子材料技術(shù)研究院有限公司生產(chǎn)的高彈高模聚乙烯醇纖維，外表呈黃白色，采用 8mm 及 12mm 兩種規(guī)格。PVA 纖維形態(tài)見圖 2.1~2.2，性能指標(biāo)如表 2.3 所示。
【參考文獻(xiàn)】

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2 姜睿;董香軍;劉鑫;;聚乙烯醇纖維高強(qiáng)混凝土的配制及基本力學(xué)性能研究[J];工業(yè)建筑;2014年09期

3 王學(xué)軍;江守恒;;聚丙烯腈纖維對混凝土耐久性的影響[J];低溫建筑技術(shù);2014年04期

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5 劉仍光;王力尚;周康;楊建偉;李晶;閻培渝;;燥熱環(huán)境中混凝土早期開裂的改善措施研究[J];硅酸鹽通報;2013年04期

6 孫偉光;;寒區(qū)有機(jī)纖維混凝土路面材料的性能研究[J];中國新技術(shù)新產(chǎn)品;2013年05期

7 王曉翠;石立安;吳凱;;高性能聚乙烯醇纖維對水泥基材料性能的影響[J];工業(yè)建筑;2012年04期

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4 張昌;竹纖維混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)研究與耐久性分析[D];上海交通大學(xué);2014年

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10 王宏偉;纖維增強(qiáng)混凝土耐久性試驗(yàn)研究[D];東北大學(xué);2009年

本文編號：2873268