钢纤维陶粒混凝土力学性能与耐久性研究

发布时间：2020-03-27 22:54

【摘要】：钢纤维陶粒混凝土(Steel fiber reinforced ceramisite concrete,以下简称SFRLC)是一种兼具轻骨料混凝土轻质和钢纤维混凝土高韧的节能环保新材料,符合产业的发展潮流和节能绿色的目标。针对实际环境的多种因素,本文对不同钢纤维体积率、强度等级的SFRLC进行了力学和多重因素侵蚀下耐久性能的系统研究。主要研究工作和创新成果如下:(1)提出了SFRLC的制备技术。采用全计算法的配合比设计方法,制备出不同强度等级的SFRLC,进行了钢纤维体积率、基体强度对SFRLC力学性能影响规律的研究。发现,钢纤维对SFRLC抗折和劈裂抗拉强度提高显著;基体强度的增加利于SFRLC各强度的提高。结合试验测试结果建立了相应的数学模型。(2)对SFRLC抗硫酸盐侵蚀性能进行了研究。主要开展了干湿循环、荷载和硫酸盐侵蚀等单一、双重以及三重因素耦合作用下,钢纤维体积率和强度等级对SFRLC抗压强度耐蚀系数、质量损失率、动弹性模量的影响研究。建立SFRLC抗硫酸盐侵蚀的性能衰减模型和寿命预测评估模型。研究发现,钢纤维能抑制SFRLC动弹性模量和抗压强度的降低,对质量损失的影响不明显;基体强度等级对动弹性模量和抗压强度的降低抑制作用不明显,但对质量损失抑制明显,尤其对高强度等级的SFRLC。增加硫酸盐浓度加速了侵蚀进程;干湿循环对侵蚀进程影响不显著,而荷载加速了侵蚀进程;三因素耦合作用下硫酸盐侵蚀最显著,但钢纤维的抑制作用也最为显著。根据多因素耦合作用下的损伤分析,提出了双指标硫酸盐侵蚀损伤模型,通过探索钢纤维和强度等级对损伤的抑制作用,建立了性能衰减模型和寿命预测评估模型。(3)对SFRLC抗氯离子侵蚀性能进行了研究。主要开展了干湿循环、氯离子侵蚀等单一、双重因素耦合作用下,钢纤维体积率、强度等级对SFRLC质量损失率、动弹性模量、氯离子浓度的影响规律,建立SFRLC抗氯离子侵蚀的性能衰减模型和寿命预测评估模型。研究发现,钢纤维对氯离子渗入和质量损失有抑制作用,但对动弹性模量的降低影响不明显;强度等级对动弹性模量和氯离子的渗入影响不明显,但对质量损失有抑制作用。增加氯离子浓度对质量损失和氯离子侵入的影响比较显著,但对相对动弹性模量影响较小;干湿循环对质量损失和动弹性模量的降低影响作用不明显,但加速了氯离子的渗入速度。根据氯离子侵蚀规律,建立了质量损失和相对动弹性模量损失的双指标氯离子损伤模型,根据氯离子侵蚀的试验结果和性能衰减规律,提出氯离子侵蚀下寿命预测评估模型。
【图文】：

图 2-1 华润牌 P.O42.5R 水泥Fig.2-1 P.O42.5R cement of the huarun brand表 2-1 水泥化学成分Table 2-1 The Chemical Constituents of the Cement水泥化学成分氧化镁 三氧化硫 烧 "f5.0% "f3.5% "f 1.12% 2.78% 3表 2-2 水泥的性能Table 2-2 Properties of cement面积//kg）细度/%抗压强度/MPa 抗折强度/MPa 凝结3d 28d 3d 28d 初30 1.3 31.5 53.9 5.1 7.3 1

图 2-2 II 级粉煤灰Fig.2-2 II fly ash表 2-3 粉煤灰的化学成分/%Table 2-3 Chemical composition of fly ash /%O3SiO2CaO SO3Fe2O3.86 51.43 2.8 0.33 6.08 表 2-4 粉煤灰物理性能Table 2-4 Physical properties of the fly ashm3） 容重（Kg/m3）含水率（%） 细550 0.1 kem 公司生产的 Elkem Microsilica 牌硅灰
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528

【参考文献】

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本文编号：2603509