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原文传递纤维增强水泥基复合材料抗裂与耐撞磨性能研究

论文题名：	纤维增强水泥基复合材料抗裂与耐撞磨性能研究
关键词：	纤维混凝土;聚乙烯醇纤维;抗裂性能;耐撞磨性能;船闸工程
摘要：	普通混凝土是土木工程中用量最大的结构工程材料，具有良好的工作性、抗压强度、长期性能和经济性，能够很好地与建筑钢材复合成钢筋混凝土和预应力混凝土。近年来，随着混凝土材料的发展和泵送技术的提高，大流动性混凝土出现了收缩增大和抗裂性交差的状况，因此，研究限缩、抗裂和耐久性的混凝土材料成为当务之急。在改性混凝土的研究与应用中，纤维混凝土的地位越来越重要，目前工程应用中采用最多的有钢纤维、聚丙烯纤维和尼龙纤维等，聚乙烯醇纤维以其抗拉强度高、弹性模量高、耐酸、耐碱等特点逐渐受到人们的重视。本文结合京杭运河“皂河三线”船闸工程的建设，在解决聚乙烯醇纤维在水泥基材料中分散性差的基础上，以“三掺技术”（掺Ⅰ级粉煤灰、纤维和聚羧酸类超塑化剂）为指导，采用在同一基准配合比上变换纤维品种和掺量的方法，系统研究了掺量对掺PVA纤维、PP纤维和钢纤维的混凝土工作性，力学性能，收缩与抗裂性能，耐撞磨、抗冲击性能以及耐久性的规律。对出厂半成品PVA纤维分别采用水，CMC溶液，乙醇，纤维分散剂及粉煤灰载体等措施进行预处理，并用“水洗法”评价纤维的分散性，试验结果表明，经预处理的PVA纤维在水泥基材料中的分散性得到了改善，其中采用纤维分散剂处理的纤维分散性已经接近或者达到实用标准。对掺纤维的混凝土的工作性能进行研究，发现随着纤维掺量增大，混凝土流动度下降，含气量提高；对硬化混凝土进行了抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和弹性模量进行了试验研究，发现纤维对混凝土强度和弹性模量改善不明显，对混凝土增韧效果显著，混凝土动弹性模量与龄期近似符合y=exp（a+b/（x+c））。对大流动性混凝土的塑性开裂进行了研究，试验结果表明：控制合理的砂率，使用养护剂养护、表面布撒纤维、粗骨料用界面剂处理等措施能有效抑制混凝土塑性开裂；通过对纤维混凝土的塑性开裂、自由干缩和限制干缩性能试验研究，比对了各类纤维不同掺量时对抑制混凝土塑性开裂、自由干缩和限制干缩影响的大小，并对其规律进行了总结和机理分析。采用改进的洛杉矶磨耗法对纤维混凝土耐撞磨性能进行了测定和评价，分析了纤维掺量对混凝土耐撞磨性能的影响规律，并对试验结果进行拟合，分析了纤维掺量对撞磨质量损失率速率的影响规律；采用“落锤法”对纤维混凝土抗冲击性能进行了研究，对各组纤维混凝土不同纤维掺量时的抗冲击性能规律进行了总结，并采用能量转换的观点，建立混凝土冲击模型，对不同纤维不同掺量对混凝土抗冲击性能的机理进行分析。对各组纤维混凝土不同掺量时的抗渗性、抗氯离子渗透性能、氯离子扩散系数、抗冻性能、抗碳化性能以及裂缝状态下，裂缝宽度对混凝土抗碳化、抗氯离子渗透进行了研究。采用压汞法对各组纤维混凝土的孔结构进行了分析，总结了纤维掺量对混凝土耐久性的影响规律。
作者：	朱晓斌
专业：	材料学
导师：	秦鸿根
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文