混杂纤维粉煤灰混凝土基本力学性能与耐久性研究

发布时间：2020-08-27 21:22

【摘要】：随着工业的发展,粉煤灰已成为我国当前排量较大的工业废渣之一。若不加以处理,不仅会占用土地资源,还会造成扬尘和污水等环境污染。同时,水泥的生产过程会向大气中排放SO2、CO、CO2和颗粒物等,从而造成大气污染。在混凝土中掺入混杂纤维和粉煤灰形成混杂纤维粉煤灰混凝土,不仅可以解决粉煤灰的利用问题,还能节省水泥。论文进行了基准混凝土、玄武岩-聚丙烯混杂纤维混凝土与玄武岩-聚丙烯混杂纤维粉煤灰混凝土的7d、14d、28d和60d的抗压强度和劈裂抗拉强度试验,同时进行了 3d、7d、14d和28d的碳化试验以及15次、30次、45次和60次的冻融循环试验。基本力学性能试验结果表明,粉煤灰等量取代水泥后,混杂纤维混凝土的早期水化反应受到抑制,抑制程度与粉煤灰掺量呈正相关。粉煤灰降低了混杂纤维混凝土的抗压强度和28d内的劈裂抗拉强度,但粉煤灰掺量在10%以内时,混杂纤维混凝土 60d的劈裂抗拉强度均有不同程度的提高。粉煤灰掺量为10%的混杂纤维混凝土 7d抗压强度和劈裂抗拉强度分别比基准混凝土低0.6%和4.5%,其28d抗压强度和劈裂抗拉强度分别较基准混凝土提高1.8%和7.2%。对抗拉强度试验结果进行了拟合,得到了不同龄期下混凝土的抗压强度与粉煤灰掺量之间的经验公式,该公式对28d和60d的抗压强度的预测精度良好。碳化性能试验结果表明,粉煤灰加速了混杂纤维混凝土的碳化速度,且碳化速度和粉煤灰掺量呈正相关。当粉煤灰掺量在10%～20%变动时,混杂纤维粉煤灰混凝土碳化速度变化最敏感。粉煤灰掺量在10%以内时,混杂纤维粉煤灰混凝土的碳化速度低于基准混凝土;粉煤灰掺量在20%以上时,混杂纤维粉煤灰混凝土的碳化速度高于基准混凝土。冻融循环试验结果表明,经60次冻融循环后,与基准混凝土相比,混杂纤维混凝土的抗压强度损失降低了 3.4%,粉煤灰掺量在30%以内的混杂纤维粉煤灰混凝土的抗压强度损失与基准混凝土基本持平。当粉煤灰掺量在10%以内时,混杂纤维粉煤灰混凝土的相对动弹性模量高于基准混凝土,掺量在20%以上时,其相对动弹性模量低于基准混凝土。图[38]表[21]参[76]
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU528
【图文】：

水泥生产

１．１研究背景与意义逡逑混凝土因材料价格便宜和工作性能优良，成为使用最广泛的土木工程材料［１］。逡逑水泥是制作混凝土的胶凝材料，据国家统计局数据，我国近年水泥年生产量如图１逡逑所示，２０１８年我国水泥总产量达２２．１亿ｔ，近年来来我国水泥年生产量总体呈上逡逑升趋势。可以看出，由于基础建设和现代化发展的需要，我国对水泥这种建筑材料逡逑的需求量依旧很大。逡逑＿逡逑２００９邋２０１０邋２０１１邋２０１２邋２０１３邋２０１４邋２０１５邋２０１６邋２０１７邋２０１８逡逑年度逡逑图１我国近年水泥生产量逡逑Ｆｉｇ．邋１邋Ｃｅｍｅｎｔ邋ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ邋ｉｎ邋Ｃｈｉｎａ邋ｉｎ邋ｒｅｃｅｎｔ邋ｙｅａｒｓ逡逑但是，水泥生产具有污染大和耗能高的特点。在水泥的生产过程中会产生Ｃ0２，逡逑故而许多人将水泥视为碳排放量巨大的建筑材料。水泥生产的核心工艺是熟料烧逡逑成这一阶段，该阶段消耗了大量的电能和热能。据国家发改委发布的《能源生产和逡逑消费革命战略》提出的新目标：与２００５年相比，在２０２１？２０３０年，单位国内生产逡逑总值所需的二氧化碳排放减少６０％？６５％。降低Ｃ０２排放不仅是改善温室效应的逡逑要求，同时也是水泥生产行业持续发展的基础。采用大型新型干法生产水泥有利于逡逑减少环境负荷和Ｃ０２排放，但是会增加可吸入无机物产量和成品运输的距离＾＂４：１。逡逑粉煤灰作为燃煤工业的主要固体排放物

玄武岩纤维,物理力学性能

Ｔａｂｌｅ邋１邋Ｑｕａｌｉｔｙ邋ｒａｔｉｏ邋ｏｆ邋ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ邋ｏｆ邋ｆｌｙ邋ａｓｈ逡逑ｉ０２／％逦ＡＩ２Ｏ３／％逦Ｆｅ２０３／％逦ＴｉＯ／％逦ＣａＯ／％逦ＭｇＯ／％逦ＳＯ３／％逦其他／４５．４０逦３３．５１逦５．２８逦４．７２逦３．１５逦２．８２逦０．４５逦５．２）纤维：玄武岩纤维选用６＿玄武岩纤维，物理力学性能见表２，外观３；聚丙烯纤维选用１２邋ｍｍ聚丙烯纤维，物理力学性能见表２，外观特。逡逑表２纤维物理力学性能逡逑Ｔａｂｌｅ邋２邋Ｐｈｙｓｉｃａｌ邋ａｎｄ邋ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ邋ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ邋ｏｆ邋ｆｉｂｅｒｓ逡逑密度逦熔点逦断裂延伸率逦抗拉强度逦弹性纤维种类逡逑／邋（ｇ－ｃｍ－３）逦／°Ｃ逦／％逦／ＭＰａ逦／ＧＰａ武岩纤维邋２．６５逦１４５０？１５００逦３．２逦３０００邋？３３００逦９０邋？１丙烯纤维邋０．９１逦１６０逦３０？５０逦３６５？６００逦２．４？３

聚丙烯纤维,物理力学性能,玄武岩纤维

【参考文献】