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混杂纤维混凝土抗裂性能试验研究

作　者: 梅国栋
导　师: 李继祥；刘肖凡
学　校: 武汉工业学院
专　业: 岩土工程
关键词: 混杂纤维混凝土 钢纤维 聚丙烯纤维 抗压强度 阻裂 试验研究
分类号: TU528.572
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


由于在基体中加入纤维可以改善水泥基混凝土的力学性能、抗磨损性能和耐久性,纤维混凝土得到工程研究人员的重视。混凝土是多相的复合材料,掺入某种单一纤维时,改善了混凝土的某些性能。但是这种性能的提高是基于一个特定层次的,而混凝土多相多层次上的性能并未全面改善,这是其局限性所在。若想更多地提高混凝土的整体性能,所加入的纤维也可是多层次的,这就形成了混杂纤维混凝土。若只是采用单一纤维来增强混凝土,效果有限,而混杂纤维的应用可以取长补短,但目前关于混杂纤维混凝土的研究和工程应用不足,尤其是不同纤维的混杂效应并不明确,尚未形成系统的增强机理解释模型。本课题围绕提高混凝土抗裂性能这一目标,针对普通混凝土、聚丙烯纤维混凝土、钢纤维混凝土以及混杂纤维混凝土,通过正交试验结合经济以及工艺复杂性等多方面的考虑,研究加入不同种类的纤维来提高普通混凝土的抗裂性能和阻裂效果,探讨不同纤维的混杂效应及其增强机理。试验结果表明:(1)在混凝土拌和过程中,钢纤维较聚丙烯纤维更容易分散。为使混杂纤维在混凝土基体中达到分散均匀,必须注意搅拌中各集料和纤维的投放顺序。(2)掺入混杂纤维后,混凝土坍落度有不同程度的下降。(3)混杂纤维对于混凝土的抗压强度并无明显贡献。相反当纤维掺量逐渐升高,混凝土的抗压强度有所降低。但是混杂纤维改善了混凝土构件的变形性能,使之从脆性破坏变为延性破坏。(4)掺入混杂纤维后显著提高了混凝土的弯曲韧性。其中聚丙烯纤维能有效地提高小梁试件的初裂挠度,而钢纤维则对于小梁试件的残余强度具有重要贡献。而且,两种纤维的协同效果优于单掺任何一种纤维。依据试验结果分析,给出了最优的纤维混杂比例:钢纤维1%、聚丙烯纤维0.1%的体积掺量。(5)混杂纤维对于混凝土早期收缩具有显著的阻裂效果。聚丙烯纤维对于混凝土早期的阻裂作用显著,而钢纤维对于抑制后期裂缝扩展具有重要贡献。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章 绪论  9-19
  1.1 引言  9
  1.2 基本概念及问题的提出  9-10
  1.3 纤维混凝土增强机理  10-12
    1.3.1 复合材料力学理论  10-11
    1.3.2 纤维间距理论  11-12
  1.4 纤维混凝土产生与发展概况  12-17
    1.4.1 单一纤维混凝土  13-14
    1.4.2 混杂纤维混凝土  14
    1.4.3 国内外混杂纤维研究简史及现状  14-17
  1.5 本文的主要工作  17-19
第2章 试验概况  19-26
  2.1 正交试验设计  19-20
  2.2 试件制作  20-23
    2.2.1 试验材料  20-22
    2.2.2 试验配合比设计  22
    2.2.3 试件浇筑与养护  22-23
  2.3 试验过程  23-25
  2.4 本章小结  25-26
第3章 混杂纤维工作性能及抗压强度研究  26-36
  3.1 混杂纤维工作性能试验研究  26-30
    3.1.1 混杂纤维在混凝土基体中的掺加工艺  26-28
    3.1.2 拌合物坍落度试验  28-30
  3.2 立方体抗压强度试验  30-35
    3.2.1 立方体抗压强度试验方法  30-31
    3.2.2 试验结果与分析  31-33
    3.2.3 试件变形性能分析  33-35
  3.3 本章小结  35-36
第4章 混杂纤维混凝土弯曲韧性研究  36-48
  4.1 弯曲韧性试验方法  36-37
  4.2 试验结果与分析  37-47
    4.2.1 弯曲韧性评价方法  37-39
    4.2.2 弯曲韧性指数极差分析  39-42
    4.2.3 混杂纤维混凝土变形性能分析  42-47
  4.3 本章小结  47-48
第5章 混杂纤维混凝土早期收缩抗裂性能研究  48-54
  5.1 平板法收缩抗裂试验方法  48-50
  5.2 试验结果与分析  50-53
    5.2.1 试验结果评价方法  50-51
    5.2.2 试验结果分析  51
    5.2.3 试验现象分析  51-53
  5.3 本章小结  53-54
第6章 结论与展望  54-56
  6.1 主要结论  54-55
  6.2 展望  55-56
参考文献  56-62
致谢  62-63
附录Ⅰ 混杂纤维混凝土弯曲韧性试验部分图片  63-65
附录Ⅱ 混杂纤维混凝土平板收缩抗裂试验部分数据及图片  65-70
附录Ⅲ 混杂纤维混凝土抗压强度试验部分图片  70-72
攻读学位期间发表的论文与参加的项目  72

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑材料 > 非金属材料 > 混凝土及混凝土制品 > 增强混凝土 > 纤维增强混凝土
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