盐冻循环作用下混杂纤维混凝土试验研究

发布时间：2020-06-14 07:54

【摘要】：在盐冻环境下,混凝土材料会发生表面剥蚀、内部裂缝扩展、承载能力下降以及氯离子侵蚀,进而造成混凝土结构提前失效破坏。在混凝土中掺加纤维能有效地提高混凝土阻裂能力,改善混凝土盐冻破坏。目前,国内外学者对单一纤维混凝土抗盐冻性能和钢—聚丙烯混杂纤维混凝土力学性能的研究比较集中,而对盐冻环境下PVA—聚丙烯混杂纤维混凝土的损伤规律、氯离子侵蚀以及模型研究较少。本文通过对普通混凝土、PVA纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土以及PVA—聚丙烯混杂纤维混凝土进行盐冻循环试验、力学性能试验和自由氯离子含量测定试验,其主要研究工作和成果如下:(1)对经过一定盐冻循环次数后的四种混凝土试件外观形态、质量损失率、相对动弹性模量进行研究,并初步探讨纤维混凝土抗盐冻破坏机理。试验结果表明:纤维的掺入抑制了混凝土表面剥蚀,减缓了质量和相对动弹性模量的损失速度,增强了混凝土的抗盐冻能力。其中聚丙烯纤维混凝土的抗盐冻性好于PVA纤维混凝土,而PVA—聚丙烯混杂纤维混凝土的抗盐冻性最好。(2)研究盐冻循环次数和纤维种类对混凝土试件抗压强度和抗折强度的影响,同时建立盐冻循环作用下纤维混凝土的强度衰减模型。试验结果表明:经过一定盐冻循环次数后的纤维混凝土抗压和抗折强度衰减幅度低于普通混凝土,且PVA—聚丙烯混杂纤维混凝土的纤维增强率最高。掺加纤维能有效地降低盐冻循环后的强度损失率,且混掺纤维能起到正混杂效应和叠加效应。另外,在盐冻循环作用下四种混凝土的强度衰减模型与试验数据拟合精度均在0.91以上。(3)对经过不同盐冻循环次数后的混凝土试件进行自由氯离子含量测定试验,研究纤维种类和盐冻循环次数对氯离子扩散性能的影响。试验结果表明:随着盐冻循环次数的增加,自由氯离子含量逐渐增多,且单一纤维混凝土的自由氯离子含量比普通混凝土少,而PVA—聚丙烯混杂纤维混凝土最多。另外,氯离子扩散系数随着盐冻循环次数的增加而减小。(4)利用损伤度来描述因盐冻造成混凝土试件内部的损伤程度。通过试验数据和回归拟合得到了不同纤维混凝土的盐冻损伤演化方程,其精度均在0.92以上。与此同时,本文还建立基于Weibull分布的混杂纤维混凝土盐冻损伤模型,该模型与试验数据的拟合精度在0.94以上。另外,通过对氯离子扩散系数和盐冻循环次数进行回归拟合,并结合盐冻损伤模型,推导出了损伤度与氯离子扩散系数的数学关系式。 【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528.572

【图文】：

纤维,盐溶液

图 2.1 PVA 纤维图 2.2 聚丙烯纤维表 2.5 纤维技术指标类型长度（mm）密度（kg/m3）弹性模量（GPa）抗拉强度（MPa）耐酸碱性PVA 纤维 12 1300 37 1350 极高聚丙烯纤维 12 910 3.5 270 极高2.1.4 外加剂和盐溶液（1）外加剂选用武汉市华讯方舟科技有限公司生产的聚羧酸系减水剂，液态状，能较好地相容于水泥，保持混凝土的坍落度，且氯离子和碱含量低。（2）盐溶液相关文献研究表明[50-51]：当盐溶液浓度在 0%~3%之间时，盐溶液的饱水度增加幅度较大，，冰点降低有限，这对混凝土抗盐冻不利；当浓度在 4%~20%之间时，

聚丙烯纤维,盐溶液

图 2.1 PVA 纤维图 2.2 聚丙烯纤维表 2.5 纤维技术指标类型长度（mm）密度（kg/m3）弹性模量（GPa）抗拉强度（MPa）耐酸碱性PVA 纤维 12 1300 37 1350 极高聚丙烯纤维 12 910 3.5 270 极高2.1.4 外加剂和盐溶液（1）外加剂选用武汉市华讯方舟科技有限公司生产的聚羧酸系减水剂，液态状，能较好地相容于水泥，保持混凝土的坍落度，且氯离子和碱含量低。（2）盐溶液相关文献研究表明[50-51]：当盐溶液浓度在 0%~3%之间时，盐溶液的饱水度增加幅度较大，冰点降低有限，这对混凝土抗盐冻不利；当浓度在 4%~20%之间时，

【参考文献】