纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料抗裂與耐撞磨性能研究.pdf

1、普通混凝土是土木工程中用量最大的結(jié)構(gòu)工程材料，具有良好的工作性、抗壓強(qiáng)度、長(zhǎng)期性能和經(jīng)濟(jì)性，能夠很好地與建筑鋼材復(fù)合成鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土。近年來，隨著混凝土材料的發(fā)展和泵送技術(shù)的提高，大流動(dòng)性混凝土出現(xiàn)了收縮增大和抗裂性交差的狀況，因此，研究限縮、抗裂和耐久性的混凝土材料成為當(dāng)務(wù)之急。在改性混凝土的研究與應(yīng)用中，纖維混凝土的地位越來越重要，目前工程應(yīng)用中采用最多的有鋼纖維、聚丙烯纖維和尼龍纖維等，聚乙烯醇纖維以其抗拉強(qiáng)度高、彈性模

2、量高、耐酸、耐堿等特點(diǎn)逐漸受到人們的重視。 本文結(jié)合京杭運(yùn)河“皂河三線”船閘工程的建設(shè)，在解決聚乙烯醇纖維在水泥基材料中分散性差的基礎(chǔ)上，以“三摻技術(shù)”（摻Ⅰ級(jí)粉煤灰、纖維和聚羧酸類超塑化劑）為指導(dǎo)，采用在同一基準(zhǔn)配合比上變換纖維品種和摻量的方法，系統(tǒng)研究了摻量對(duì)摻PVA纖維、PP纖維和鋼纖維的混凝土工作性，力學(xué)性能，收縮與抗裂性能，耐撞磨、抗沖擊性能以及耐久性的規(guī)律。 對(duì)出廠半成品PVA纖維分別采用水，CMC溶液，乙醇

3、，纖維分散劑及粉煤灰載體等措施進(jìn)行預(yù)處理，并用“水洗法”評(píng)價(jià)纖維的分散性，試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)預(yù)處理的PVA纖維在水泥基材料中的分散性得到了改善，其中采用纖維分散劑處理的纖維分散性已經(jīng)接近或者達(dá)到實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)。 對(duì)摻纖維的混凝土的工作性能進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)隨著纖維摻量增大，混凝土流動(dòng)度下降，含氣量提高；對(duì)硬化混凝土進(jìn)行了抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度和彈性模量進(jìn)行了試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)纖維對(duì)混凝土強(qiáng)度和彈性模量改善不明顯，對(duì)混凝土增韌效果顯著，

4、混凝土動(dòng)彈性模量與齡期近似符合y=exp（a+b/（x+c））。 對(duì)大流動(dòng)性混凝土的塑性開裂進(jìn)行了研究，試驗(yàn)結(jié)果表明：控制合理的砂率，使用養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)、表面布撒纖維、粗骨料用界面劑處理等措施能有效抑制混凝土塑性開裂；通過對(duì)纖維混凝土的塑性開裂、自由干縮和限制干縮性能試驗(yàn)研究，比對(duì)了各類纖維不同摻量時(shí)對(duì)抑制混凝土塑性開裂、自由干縮和限制干縮影響的大小，并對(duì)其規(guī)律進(jìn)行了總結(jié)和機(jī)理分析。 采用改進(jìn)的洛杉磯磨耗法對(duì)纖維混凝土耐撞磨

5、性能進(jìn)行了測(cè)定和評(píng)價(jià)，分析了纖維摻量對(duì)混凝土耐撞磨性能的影響規(guī)律，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行擬合，分析了纖維摻量對(duì)撞磨質(zhì)量損失率速率的影響規(guī)律；采用“落錘法”對(duì)纖維混凝土抗沖擊性能進(jìn)行了研究，對(duì)各組纖維混凝土不同纖維摻量時(shí)的抗沖擊性能規(guī)律進(jìn)行了總結(jié)，并采用能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)，建立混凝土沖擊模型，對(duì)不同纖維不同摻量對(duì)混凝土抗沖擊性能的機(jī)理進(jìn)行分析。 對(duì)各組纖維混凝土不同摻量時(shí)的抗?jié)B性、抗氯離子滲透性能、氯離子擴(kuò)散系數(shù)、抗凍性能、抗碳化性能以及裂