聚丙烯纤维增韧碱矿渣混凝土耐久性能研究

发布时间：2017-04-17 06:11

  本文关键词：聚丙烯纤维增韧碱矿渣混凝土耐久性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：碱矿渣混凝土作为一种环保型建筑材料,可以提高工业废渣利用率;与普通水泥混凝土相比,具有早强高强、抗腐蚀性强和耐久性能优良等特点。但碱矿渣混凝土抗碳化性能差、易收缩开裂等缺点限制了其推广和应用。聚丙烯纤维是一种新型有机纤维材料,具有弹性模量高、拉伸极限和拉伸强度高等优良特性,在改善碱矿渣混凝土收缩开裂方面具有优良效果。本文根据混凝土耐久性能试验方法,研究了在纤维作用下,碱矿渣混凝土耐久性能的变化规律。并通过X射线衍射分析(XRD)、差热与热重分析(DSC-TG)、扫描电镜/能谱分析(SEM-EDS)、微孔结构分析(MIP)测定了硬化浆体水化产物的种类、数量和微孔结构的变化规律,同时研究了碱矿渣混凝土耐久性能与水化产物种类、数量、微孔结构的相关性。研究结果表明:1)碱矿渣混凝土具有优良的抗氯离子渗透、抗硫酸盐侵蚀性能,但其抗收缩、抗碳化能力较差,严重影响混凝土结构的安全及使用性能。掺入聚丙烯纤维后,碱矿渣混凝土耐久性能更加均衡。在纤维作用下,混凝土的抗盐酸、抗硫酸镁侵蚀能力提高;抗氯离子渗透、抗Na OH与抗海水侵蚀能力降低,但降低幅度较小。与未掺纤维的空白样对比,当纤维掺量为0.9 kg/m3时,碱矿渣混凝土28 d龄期的收缩率降低约18%,碳化深度降低26%;当纤维掺量提高至1.8kg/m3,其抗收缩和抗碳化性能有增强趋势。2)聚丙烯纤维化学性质稳定,不影响碱矿渣硬化浆体水化产物的种类,硬化浆体水化产物主要为水化硅酸钙(CSH凝胶)和未水化矿渣;同时,聚丙烯纤维能显著改善硬化浆体270 d龄期的孔隙率、孔径分布。微孔结构测试结果表明,当纤维掺量为0.9 kg/m3时,硬化浆体的孔隙率较空白样降低7%,同时纤维也有利于浆体孔径的细化。
【关键词】：碱矿渣混凝土 聚丙烯纤维 耐久性能 微孔结构
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 引言10-20
• 1.1 碱矿渣水泥与混凝土的研究现状及意义10-12
• 1.1.1 国外研究现状10-11
• 1.1.2 国内研究现状11
• 1.1.3 发展碱矿渣水泥与混凝土的意义11-12
• 1.2 聚丙烯纤维增韧混凝土的研究与应用12-16
• 1.2.1 聚丙烯纤维的研究12
• 1.2.2 纤维增韧混凝土的研究与应用12-14
• 1.2.3 纤维增韧混凝土的抗裂机理14-15
• 1.2.4 纤维增韧碱矿渣混凝土网络互穿模型15-16
• 1.3 碱矿渣混凝土的耐久性能研究16-18
• 1.3.1 抗氯离子渗透性能16-17
• 1.3.2 抗收缩性能17
• 1.3.3 抗碳化性能17-18
• 1.4 课题的提出18-20
• 1.4.1 研究目的和意义18
• 1.4.2 主要研究内容18-20
• 第2章 原材料与试验方法20-27
• 2.1 原材料20-23
• 2.1.1 胶凝材料20-21
• 2.1.2 聚丙烯纤维21-22
• 2.1.3 碱组分22
• 2.1.4 集料22-23
• 2.1.5 外加剂23
• 2.1.6 水23
• 2.2 试验方法23-27
• 2.2.1 混凝土耐久性试验方法23-26
• 2.2.2 硬化水泥浆体组成与微孔结构试验方法26-27
• 第3章 实验配合比设计27-33
• 3.1 缓凝剂选择与优化27-30
• 3.1.1 碱矿渣水泥快速硬化机理的研究27
• 3.1.2 延缓碱矿渣水泥凝结的措施方法27-28
• 3.1.3 缓凝剂的优化设计28-30
• 3.2 混凝土的配合比设计30-31
• 3.2.1 碱矿渣混凝土配合比设计31
• 3.2.2 普通水泥混凝土配合比设计31
• 3.2.3 实验研究方案设计31
• 3.3 混凝土工作性能的验证31-33
• 第4章 聚丙烯纤维增韧碱矿渣混凝土耐久性能研究33-49
• 4.1 抗氯离子渗透性能实验结果与分析33-35
• 4.2 混凝土抗化学侵蚀性能实验结果分析35-42
• 4.2.1 抗盐酸侵蚀性能实验结果分析36-38
• 4.2.2 抗硫酸镁溶液侵蚀性能实验结果分析38-39
• 4.2.3 抗氢氧化钠溶液侵蚀性能实验结果分析39-41
• 4.2.4 抗海水侵蚀性能实验结果分析41-42
• 4.2.5 混凝土抗化学侵蚀性能的综合评价42
• 4.3 抗收缩性能实验结果与分析42-44
• 4.4 抗碳化性能实验结果与分析44-47
• 4.5 本章小结47-49
• 第5章 聚丙烯纤维增韧硬化浆体组成与微孔结构49-76
• 5.1 碱矿渣与普通水泥净浆的配合比设计49-50
• 5.2 XRD图谱分析50-54
• 5.3 热分析54-62
• 5.3.1 硬化浆体的差热分析54-58
• 5.3.2 硬化浆体的热重分析58-62
• 5.4 SEM结果分析62-67
• 5.5 微孔结构分析67-75
• 5.5.1 孔隙率68-69
• 5.5.2 中值孔径69-71
• 5.5.3 孔径分布71-75
• 5.6 本章小结75-76
• 第6章 结论与展望76-78
• 6.1 结论76-77
• 6.2 展望77-78
• 参考文献78-82
• 附录82-83
• 致谢83

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本文编号：312598