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混杂纤维混凝土高温后力学性能试验研究
| 论文题名： | 混杂纤维混凝土高温后力学性能试验研究 |
| 关键词： | 纤维混凝土;高温性能;力学试验;隧道工程 |
| 摘要： | 正在中的武汉长江隧道是万里长江第一条过江隧道，它连系着两岸的千万武汉市民，也是将来长江两岸的重要交通枢纽，因此长江隧道的安全性问题更是得到了亿万人民群众的关心。火灾对于隧道是严重的安全性问题之一，一旦发生火灾造成结构坍塌，将会带来巨大的生命和财产损失。为了能提高其抗火性能，在管片混凝土材料中掺入混杂纤维(长短纤维复合)，利用纤维的改性机理提高混凝土的高温性能，因此对纤维混凝土的高温性能研究是非常必要的。 本文在武汉长江隧道工程的依托下，针对武汉过江隧道管片混凝土材料的抗火性能进行了研究，在衬砌结构的混凝土中分别掺加了聚丙烯纤维和混杂纤维(聚丙烯纤维和钢纤维)，研究混杂纤维对高性能混凝土高温作用后残余力学性能包括残余抗压强度和残余劈裂抗拉强度的影响。对三种不同钢纤维掺量的混杂纤维混凝土在常温至800℃后的力学性能和超声波测试进行了试验研究，其主要内容如下： 1.系统地对混杂纤维混凝土高温后的力学性能开展了试验研究，结果表明掺有混杂纤维的混凝土在高温后力学性能上明显要优于聚丙烯纤维混凝土和普混，其表现在：普混在400℃时发生爆裂，而高温后混杂纤维混凝土抗爆裂性能好，能保持良好的完整性，裂缝明显少于聚丙烯混凝土；混杂纤维混凝土800℃后剩余抗压强度为51％、剩余劈裂抗拉强度为32％，均高于聚丙烯混凝土的36％和16.2％。 2.系统地对三种不同钢纤维掺量的混凝土试块进行了测试对比，数据结果表明，当体积率在0.5％～1.2％时，随着钢纤维含量的提高，其抗压强度、劈裂抗拉强度、残余抗压强度和残余劈裂抗拉强度也会相对提高，但当体积率大于0.8％时，混凝土的易和性不佳，纤维分布不均匀，因此本文推荐使用0.8％的体积率掺入量。 3.系统地对高温前后混杂纤维混凝土进行了超声波测试与分析，给出了测强曲线，提出了抗压强度(f<,cu>)、劈裂抗拉强度(f<,t>)和声速(v)之间的关系式：f<,cu>=31.725lnv+31.885，f<,t>=-0.1628v<'2>+2.2909v-1.2469。其结果均在工程误差范围之内，对即将建成的长江隧道的火灾安全性能够评价提供一定的数据支持。 纤维增韧的高性能混凝土在各个性能方面都优于普通混凝土，对其研究是一项综合性很强的领域，而抗高温性能的研究又涉及很多的影响因素，要进行深入的研究难度较大，且在工程实际中对于纤维掺量的把握也是人们关注的问题之一。 本文针对长江隧道管片的混凝土材料进行了高温后的力学和超声波试验，取得了一些成果，并回归分析了高温后声速和强度之间的计算公式，提出较为有效的纤维掺量，为今后纤维增韧混凝土理论研究和工程应用提供参考。 |
| 作者： | 程龙 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 刘沐宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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