混杂纤维增强水泥基材料性能研究
发布时间：2021-10-23 09:40
水泥基材料是目前使用量最大、应用范围最广的建筑材料。水泥基材料脆性较大,具有较低的抗拉强度和应变能力,在长期使用过程中会影响结构整体的承载能力、耐久性和正常使用功能。介于上述水泥基材料性能的缺陷,应该通过某种方式,使得水泥基材料的性能得到提升。而将纤维掺入到水泥基材料形成复合化是改善水泥基材料性能最有效的方法之一。本研究以玄武岩纤维、聚丙烯纤维和硅酸盐水泥混合而成的复合材料为对象,在保持水泥基材料配合比不变的情况下,研究了纤维种类、长度、掺量对水泥基复合材料的力学、耐久性能方面的影响。具体选用玄武岩纤维的掺入长度为6mm、9mm、12mm、18mm,纤维掺入量为 1.2 kg·m-3、2.4kg·m-3、3.6kg·m-3、4.8kg·m-3;聚丙烯纤维的长度为6mm、9mm、12mm、18mm,纤维掺入量为0.6 kg·m-3、0.9 kg·m-3、1.2kg·m-3、1.5kg·m-3。试验通过对单掺纤维、混杂纤维进行抗压强度、抗折强度、吸水率、耐酸腐蚀等性能测试,阐明混杂纤维增强水泥复合材料性能参数变化。结果表明:1.单掺玄武岩纤维对复合材料的抗压强度影响不大;复合材料的早期抗折...
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验纤维
西南大学硕士学位论文12实验机的夹具清理干净，并进行调整使杠杆平衡，用湿布擦拭试件表面，随后将试件放入夹具内使杠杆在试件折断时的位置基本在中间。以50±10N/s的速度进行加荷，直到试件被折断，记录破坏荷载F(N)。按下式计算每条试件的抗折强度Rf:Rf=1.5FtL/b3（2-2）式中:Ft—破坏荷载，N；L—支撑圆柱之间的距离，mm；b—棱柱体正方形截面的边长，mm。(a)抗压试验机(b)抗折试验机图2-3试验设备Fig.2-3Testequipment2.3.3吸水性将养护至28d的试件先在烘箱中40℃烘干至恒重，称量试件初始重量为m0；将试件放入恒温水箱中，水深没过试件顶面，在1，2，4，8，12，24，48h时间间隔内，将样品取出用湿毛巾擦拭表面称重，称量试件重量为mi。吸水系数K：K=（mi-m0）/m0（2-3）2.3.4耐酸腐蚀本实验通过相关计算将浓度为36%的盐酸配成浓度为5%的盐酸溶液。将试件养护28d后，取出一组测其抗折强度作为基准值。将其他试件浸入5%盐酸溶液中，每3d更换一次同浓度盐酸溶液。浸泡期龄为30d、90d、180d，到达期龄后取出放至试件表面干燥，对试件进行抗折强度实验。试件的耐酸腐蚀性能通过试件的强度保持率表征。强度保持率=浸泡在酸溶液中试件的强度/基准试件强度
西南大学硕士学位论文163.1.1玄武岩纤维对水泥基复合材料抗压强度影响(a)复合材料7d抗压强度(b)复合材料28d抗压强度图3-1玄武岩纤维掺量对复合材料的抗压强度影响Fig.3-1Effectofbasaltfibercontentoncompressivestrengthofcomposites不同长度下的玄武岩纤维掺入水泥砂浆后，复合材料7d、28d抗压强度随纤维掺量的变化如图3-1。从图中可以看出，玄武岩纤维的掺入并没有提高复合材料的抗压强度，甚至某些掺量下对复合材料的抗压强度产生负面作用。7d时玄武岩纤维的掺入对提高复合材料的抗压强度影响不大，复合材料的强度基本在15-18MPa间波动。在纤维掺量为2.4kg·m-3时，12mm长度的复合材料抗压强度较高，较对照组提升了14.5%。同一纤维掺量下，可以看出12mm长度的复合材料抗压强度最高。9mm长度的复合材料抗压强度基本没变化，与对照组抗压强度持平；6mm长度的复合材料在纤维掺量大于1.2kg·m-3时呈微弱上升趋势，18mm长度的复合材料在纤维掺量大于1.2kg·m-3时呈下降趋势，纤维掺量大于2.4kg·m-3时，18mm长度复合材料的抗压强度最校28d时随纤维掺量的增加，不同长度下复合
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚丙烯纤维混凝土强度正交试验研究[J]. 黄鑫,庞建勇,黄金坤,陈小芳. 硅酸盐通报. 2019(04)
[2]冻融循环作用下聚丙烯纤维混凝土的力学性能[J]. 严武建,牛富俊,吴志坚,牛富航,林战举,宁作君. 交通运输工程学报. 2016(04)
[3]干湿循环作用下混杂纤维混凝土抗硫酸盐侵蚀性能[J]. 李艺,张爽. 东北大学学报(自然科学版). 2016(06)
[4]基于正交理论的玄武岩纤维活性粉末混凝土配合比设计[J]. 何晓雁,秦立达,张淑艳,李慧,赵燕茹. 硅酸盐通报. 2016(05)
[5]玄武岩-聚丙烯混杂纤维混凝土抗水渗透试验[J]. 赵兵兵,贺晶晶,王学志,郑淑文. 兰州理工大学学报. 2016(01)
[6]短切浸胶玄武岩纤维增强混凝土抗压性能试验研究[J]. 金生吉,王艳苓,张健,张鑫,李忠良. 混凝土. 2015(12)
[7]聚丙烯纤维对混凝土力学性能影响的研究[J]. 毕骏,张豫川,谌文武,刘伟,熊浏阳. 硅酸盐通报. 2015(06)
[8]连续玄武岩纤维的发展与应用[J]. 陈德茸. 高科技纤维与应用. 2014(06)
[9]玄武岩纤维增强混凝土力学性能的研究[J]. 张兰芳,尹玉龙,刘晶伟,梁秋爽. 硅酸盐通报. 2014(11)
[10]聚丙烯纤维砂浆抗渗性能试验[J]. 焦楚杰,丁明浩,赖学全,胡志勇,王龙. 江苏大学学报(自然科学版). 2014(06)
博士论文
[1]氯盐环境下聚丙烯纤维混凝土耐久性能研究[D]. 王晨飞.西安建筑科技大学 2012
硕士论文
[1]钢—聚丙烯混杂纤维高强混凝土耐久性试验研究与评价方法分析[D]. 朱安标.辽宁工业大学 2016
[2]混杂纤维高强混凝土动态损伤本构关系[D]. 李习波.广州大学 2015
[3]冻融条件下玄武岩纤维混凝土抗折和抗冲击性能试验研究[D]. 韩霄峰.内蒙古工业大学 2015
[4]玄武岩纤维活性粉末混凝土性能研究[D]. 汪晖.哈尔滨工业大学 2013
[5]喷射混杂纤维混凝土隧道衬砌结构抗渗性能试验研究[D]. 李文武.武汉轻工大学 2013
[6]高强泵送玄武岩纤维混凝土基本力学性能的研究[D]. 李国兴.天津城市建设学院 2012
[7]玄武岩纤维混凝土路用性能与应用研究[D]. 鲁畅.河南大学 2012
[8]聚丙烯纤维高强混凝土高温后的微观特性及其抗压性能研究[D]. 郝晓玉.太原理工大学 2012
[9]玄武岩纤维混凝土耐久性能试验研究[D]. 朱华军.武汉理工大学 2009
[10]混杂纤维混凝土力学性能及耐久性能试验研究[D]. 杨成蛟.大连理工大学 2007
本文编号：3452958
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验纤维
西南大学硕士学位论文12实验机的夹具清理干净，并进行调整使杠杆平衡，用湿布擦拭试件表面，随后将试件放入夹具内使杠杆在试件折断时的位置基本在中间。以50±10N/s的速度进行加荷，直到试件被折断，记录破坏荷载F(N)。按下式计算每条试件的抗折强度Rf:Rf=1.5FtL/b3（2-2）式中:Ft—破坏荷载，N；L—支撑圆柱之间的距离，mm；b—棱柱体正方形截面的边长，mm。(a)抗压试验机(b)抗折试验机图2-3试验设备Fig.2-3Testequipment2.3.3吸水性将养护至28d的试件先在烘箱中40℃烘干至恒重，称量试件初始重量为m0；将试件放入恒温水箱中，水深没过试件顶面，在1，2，4，8，12，24，48h时间间隔内，将样品取出用湿毛巾擦拭表面称重，称量试件重量为mi。吸水系数K：K=（mi-m0）/m0（2-3）2.3.4耐酸腐蚀本实验通过相关计算将浓度为36%的盐酸配成浓度为5%的盐酸溶液。将试件养护28d后，取出一组测其抗折强度作为基准值。将其他试件浸入5%盐酸溶液中，每3d更换一次同浓度盐酸溶液。浸泡期龄为30d、90d、180d，到达期龄后取出放至试件表面干燥，对试件进行抗折强度实验。试件的耐酸腐蚀性能通过试件的强度保持率表征。强度保持率=浸泡在酸溶液中试件的强度/基准试件强度
西南大学硕士学位论文163.1.1玄武岩纤维对水泥基复合材料抗压强度影响(a)复合材料7d抗压强度(b)复合材料28d抗压强度图3-1玄武岩纤维掺量对复合材料的抗压强度影响Fig.3-1Effectofbasaltfibercontentoncompressivestrengthofcomposites不同长度下的玄武岩纤维掺入水泥砂浆后，复合材料7d、28d抗压强度随纤维掺量的变化如图3-1。从图中可以看出，玄武岩纤维的掺入并没有提高复合材料的抗压强度，甚至某些掺量下对复合材料的抗压强度产生负面作用。7d时玄武岩纤维的掺入对提高复合材料的抗压强度影响不大，复合材料的强度基本在15-18MPa间波动。在纤维掺量为2.4kg·m-3时，12mm长度的复合材料抗压强度较高，较对照组提升了14.5%。同一纤维掺量下，可以看出12mm长度的复合材料抗压强度最高。9mm长度的复合材料抗压强度基本没变化，与对照组抗压强度持平；6mm长度的复合材料在纤维掺量大于1.2kg·m-3时呈微弱上升趋势，18mm长度的复合材料在纤维掺量大于1.2kg·m-3时呈下降趋势，纤维掺量大于2.4kg·m-3时，18mm长度复合材料的抗压强度最校28d时随纤维掺量的增加，不同长度下复合
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚丙烯纤维混凝土强度正交试验研究[J]. 黄鑫,庞建勇,黄金坤,陈小芳. 硅酸盐通报. 2019(04)
[2]冻融循环作用下聚丙烯纤维混凝土的力学性能[J]. 严武建,牛富俊,吴志坚,牛富航,林战举,宁作君. 交通运输工程学报. 2016(04)
[3]干湿循环作用下混杂纤维混凝土抗硫酸盐侵蚀性能[J]. 李艺,张爽. 东北大学学报(自然科学版). 2016(06)
[4]基于正交理论的玄武岩纤维活性粉末混凝土配合比设计[J]. 何晓雁,秦立达,张淑艳,李慧,赵燕茹. 硅酸盐通报. 2016(05)
[5]玄武岩-聚丙烯混杂纤维混凝土抗水渗透试验[J]. 赵兵兵,贺晶晶,王学志,郑淑文. 兰州理工大学学报. 2016(01)
[6]短切浸胶玄武岩纤维增强混凝土抗压性能试验研究[J]. 金生吉,王艳苓,张健,张鑫,李忠良. 混凝土. 2015(12)
[7]聚丙烯纤维对混凝土力学性能影响的研究[J]. 毕骏,张豫川,谌文武,刘伟,熊浏阳. 硅酸盐通报. 2015(06)
[8]连续玄武岩纤维的发展与应用[J]. 陈德茸. 高科技纤维与应用. 2014(06)
[9]玄武岩纤维增强混凝土力学性能的研究[J]. 张兰芳,尹玉龙,刘晶伟,梁秋爽. 硅酸盐通报. 2014(11)
[10]聚丙烯纤维砂浆抗渗性能试验[J]. 焦楚杰,丁明浩,赖学全,胡志勇,王龙. 江苏大学学报(自然科学版). 2014(06)
博士论文
[1]氯盐环境下聚丙烯纤维混凝土耐久性能研究[D]. 王晨飞.西安建筑科技大学 2012
硕士论文
[1]钢—聚丙烯混杂纤维高强混凝土耐久性试验研究与评价方法分析[D]. 朱安标.辽宁工业大学 2016
[2]混杂纤维高强混凝土动态损伤本构关系[D]. 李习波.广州大学 2015
[3]冻融条件下玄武岩纤维混凝土抗折和抗冲击性能试验研究[D]. 韩霄峰.内蒙古工业大学 2015
[4]玄武岩纤维活性粉末混凝土性能研究[D]. 汪晖.哈尔滨工业大学 2013
[5]喷射混杂纤维混凝土隧道衬砌结构抗渗性能试验研究[D]. 李文武.武汉轻工大学 2013
[6]高强泵送玄武岩纤维混凝土基本力学性能的研究[D]. 李国兴.天津城市建设学院 2012
[7]玄武岩纤维混凝土路用性能与应用研究[D]. 鲁畅.河南大学 2012
[8]聚丙烯纤维高强混凝土高温后的微观特性及其抗压性能研究[D]. 郝晓玉.太原理工大学 2012
[9]玄武岩纤维混凝土耐久性能试验研究[D]. 朱华军.武汉理工大学 2009
[10]混杂纤维混凝土力学性能及耐久性能试验研究[D]. 杨成蛟.大连理工大学 2007
本文编号：3452958
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