玄武岩纤维钢渣粉混凝土的力学性能及抗裂性能分析

发布时间：2017-05-08 16:08

  本文关键词：玄武岩纤维钢渣粉混凝土的力学性能及抗裂性能分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：钢渣粉混凝土具有水化热低、粘聚性好、泌水率小等优点,常制成泵送混凝土和大体积混凝土。但是钢渣粉混凝土也存在强度发展慢,早期强度低,后期更多的游离氧化物水化,引起混凝土开裂等问题。研究表明,在混凝土中掺入适量的纤维,能增强混凝土的力学性能,阻止裂缝的扩展。本文通过开展玄武岩纤维钢渣粉混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、抗裂性能等试验,研究了玄武岩纤维和钢渣粉对混凝土力学性能及抗裂性能的影响。基本力学性能以不同玄武岩纤维掺量(0kg/m3、2kg/m3、3kg/m3、4kg/m3和5kg/m3)和不同钢渣粉掺量(O%、10%、20%、25%、30%和35%)为变量进行试验研究,试验表明,单掺玄武岩纤维的混凝土,随着玄武岩纤维掺量增加,强度先增加后降低,玄武岩纤维掺量为3kg/m3时,效果最佳,强度较素混凝土分别提高了3.7%、8.7%和7.8%;单掺钢渣粉的混凝土随着钢渣粉掺量的增加,强度先上升后下降,当钢渣粉掺量超过20%时,强度下降较快；对于双掺玄武岩纤维和钢渣粉的混凝土,当玄武岩纤维掺量为3kg/m3、钢渣粉掺量为10%～20%时,混凝土强度较好,较素混凝土可分别增加6.5%、11.9%和1 0.3%,但当钢渣粉掺量大于20%时,强度下降明显。由此可见玄武岩纤维钢渣粉混凝土的玄武岩纤维和钢渣粉的合适掺量分别为3kg/m3和10%-20%,而就节约资源、保护环境、满足强度而言,具有更好工程意义的玄武岩纤维掺量和钢渣粉掺量分别为3kg/m3和20%。合适掺量下早期力学性能试验表明,钢渣粉混凝土、玄武岩纤维混凝土和玄武岩纤维钢渣粉混凝土较素混凝土的7d抗压强度分别提高-12.4%、8.0%和3.1%,7d劈裂抗拉强度分别提高-13.9%、14.9%和8.8%,7d抗折强度分别提高-9.0%、12.3%和7.5%,说明玄武岩纤维对钢渣粉混凝土的早期强度有较明显的提高。四类混凝土早期抗裂性能试验表明,钢渣粉混凝土、玄武岩纤维混凝土和玄武岩纤维钢渣粉混凝土的裂缝降低系数分别为68.0%、85.2%和95.7%,早期抗裂等级分别为二级、一级和一级。可见玄武岩纤维钢渣粉混凝土的早期抗裂效果最好。
【关键词】：钢渣粉 玄武岩纤维 混凝土 力学性能 抗裂性能
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 绪论14-22
• 1.1 课题研究背景和研究意义14-16
• 1.1.1 课题研究背景14-15
• 1.1.2 课题研究意义15-16
• 1.2 国内外研究现状16-19
• 1.2.1 钢渣粉混凝土16-18
• 1.2.2 玄武岩纤维混凝土18-19
• 1.2.3 玄武岩纤维钢渣粉混凝土的发展前景19
• 1.3 论文研究的主要内容、目的和方法19-22
• 1.3.1 研究的主要内容19-20
• 1.3.2 研究目的20
• 1.3.3 研究方法20-22
• 2 玄武岩纤维钢渣粉混凝土基本理论22-27
• 2.1 钢渣粉的组成与作用机理22-24
• 2.1.1 钢渣粉的化学成分及矿物组成22-23
• 2.1.2 钢渣粉对混凝土工作性能的影响23
• 2.1.3 钢渣粉对混凝土体积稳定性的影响23-24
• 2.1.4 钢渣粉对界面过渡区的影响24
• 2.2 玄武岩纤维增强混凝土力学性能机理24-27
• 2.2.1 复合材料力学理论24-25
• 2.2.2 纤维距离理论25-26
• 2.2.3 多缝开裂理论26-27
• 3 玄武岩纤维钢渣粉混凝土试验设计和方法27-37
• 3.1 试验材料27-29
• 3.2 试验配合比设计29-32
• 3.2.1 初步配合比29-30
• 3.2.2 试验配合比30-32
• 3.3 试验内容32-33
• 3.4 试件制作及养护33-36
• 3.4.1 试验准备阶段33-34
• 3.4.2 试件制备与养护34-36
• 3.5 主要试验仪器设备36-37
• 3.5.1 试件制作设备36
• 3.5.2 力学性能试验设备36
• 3.5.3 抗裂性能试验设备36-37
• 4 玄武岩纤维钢渣粉混凝土力学性能试验研究37-71
• 4.1 试件表面现象37-39
• 4.2 抗压强度测试39-48
• 4.2.1 抗压强度测试方法39
• 4.2.2 抗压强度试验试件破坏形态39-40
• 4.2.3 抗压强度测试结果及分析40-48
• 4.3 劈裂抗拉强度测试48-57
• 4.3.1 劈裂抗拉强度测试方法48
• 4.3.2 劈裂抗拉强度试验试件破坏形态48-49
• 4.3.3 劈裂抗拉强度测试结果及分析49-57
• 4.4 抗折强度测试57-65
• 4.4.1 抗折强度测试方法57
• 4.4.2 抗折强度试验试件破坏形态57-58
• 4.4.3 抗折强度测试结果及分析58-65
• 4.5 早期力学性能测试65-69
• 4.5.1 早期力学性能测试方法65-66
• 4.5.2 早期力学性能测试结果及分析66-69
• 4.6 本章小结69-71
• 5 玄武岩纤维钢渣粉混凝土抗裂性能分析71-80
• 5.1 试验内容71
• 5.2 试验结果测定与计算方法71-73
• 5.3 试验结果与抗裂等级评定73-78
• 5.3.1 素混凝土与玄武岩纤维混凝土73-76
• 5.3.2 钢渣粉混凝土与玄武岩纤维钢渣粉混凝土76-78
• 5.4 抗裂机理分析78-79
• 5.5 本章小结79-80
• 6 结论与展望80-82
• 6.1 结论80-81
• 6.2 展望81-82
• 参考文献82-86
• 致谢86-87
• 作者简介及读研期间主要科研成果87

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