结构型纤维对混凝土韧性及裂后渗透性能的影响
发布时间：2022-10-29 12:03
混凝土的渗透性是影响其耐久性的重要因素之一,由于混凝土耐久性问题越来越突出,混凝土渗透性备受关注。混凝土抗拉强度低导致混凝土结构在正常使用阶段多是带裂缝工作的,裂缝的存在会显著提高混凝土的渗透性,降低其耐久性。提高开裂混凝土的抗渗性能关键是限制裂缝宽度,结构型纤维可以将混凝土构件的深源裂缝变为浅源裂缝,将宏观裂缝变为细观裂缝,同时,结构型纤维还可以改变混凝土裂缝的形态（曲折度、粗糙度）,对开裂混凝土的抗渗性能产生积极影响。本文依托国家自然科学基金面上项目“荷载作用下纤维对地下结构带裂缝混凝土抗渗性能的影响”（51578109）,首先对结构型纤维及混杂纤维阻裂增韧的效果进行研究,然后利用自行设计的试验装置对开裂以及压荷载作用下混凝土渗透性进行试验研究。研究内容和结论如下:（1）通过试验,一方面研究了钢纤维对早龄期混凝土双向板弯曲韧性的影响,比较了弹性力学的计算方法与欧洲喷射混凝土协会（EFNARC）对弯曲韧性的评价方法,分析了钢纤维对早龄期混凝土双向板应力重分布、内力重分布和破坏形态的影响。结果表明:钢纤维对早龄期混凝土双向板的弯曲性能有显著的影响,随着纤维掺量的提高,混凝土裂后韧性明显...
【文章页数】：246 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 纤维混凝土研究现状
1.2.1 纤维类型
1.2.2 不同纤维拉拔曲线
1.2.3 纤维混凝土弯曲韧性的评价方法
1.2.4 纤维混凝土早龄期弯曲韧性
1.2.5 纤维编织网混凝土
1.2.6 纤维混凝土的抗冲击性能
1.3 混凝土渗透性能的研究现状
1.3.1 混凝土渗透性的评价方法
1.3.2 混凝土的孔结构对渗透性的影响
1.4 混凝土裂缝形态的研究现状
1.5 开裂混凝土渗透性研究现状
1.5.1 裂缝宽度对混凝土渗透性的影响
1.5.2 裂缝形态对混凝土渗透性的影响
1.5.3 纤维对开裂混凝土渗透性的影响
1.6 荷载作用下混凝土渗透性的研究现状
1.6.1 压荷载作用下混凝土的渗透性
1.6.2 拉荷载作用下混凝土的渗透性
1.7 本文主要研究思路
2 纤维混凝土双向板的弯曲韧性
2.1 引言
2.2 试验方法
2.3 纤维对早龄期混凝土双向板弯曲韧性的影响
2.3.1 试验材料
2.3.2 试验结果与分析
2.4 纤维对TRC双向板弯曲韧性的影响
2.4.1 试验材料
2.4.2 试件成型
2.4.3 试验结果与分析
2.5 本章小结
3 纤维混凝土的冲击韧性
3.1 引言
3.2 试验概况
3.2.1 试验材料
3.2.2 新拌混凝土工作性评价方法
3.2.3 改进的冲击试验装置及试验方法
3.3 试验结果与分析
3.3.1 新拌混凝土的工作性
3.3.2 抗压强度
3.3.3 ASTM梁弯曲韧性
3.3.4 纤维对冲击耗能的影响
3.3.5 纤维与钢筋混杂效应
3.3.6 试件的破坏形态
3.3.7 试件抗冲击次数统计分析
3.4 本章小结
4 纤维对开裂混凝土渗透性的影响
4.1 引言
4.2 渗透定律
4.2.1 达西定律(Darcy law)
4.2.2 泊肃叶定律(Poiseuille law)
4.3 裂缝形态表征方法
4.3.1 裂缝曲折度和粗糙度
4.3.2 分形维数
4.4 试验概况
4.4.1 试验材料
4.4.2 反馈劈拉试验装置及方法
4.4.3 卸载后试件裂缝宽度采集方法
4.4.4 常水头渗透试验装置及方法
4.4.5 裂缝断面形态采集装置及方法
4.5 试验结果与分析
4.5.1 抗压强度
4.5.2 开口梁弯曲韧性
4.5.3 素混凝土的渗透性及裂缝形态
4.5.4 聚丙烯纤维对开裂混凝土渗透性的影响
4.5.5 聚丙烯纤维对混凝土裂缝形态的影响
4.5.6 钢纤维对开裂混凝土渗透性的影响
4.5.7 钢纤维对混凝土裂缝形态的影响
4.5.8 聚丙烯纤维与钢纤维影响效果对比
4.5.9 裂缝曲折度和粗糙度对渗透率的影响
4.6 本章小结
5 压荷载作用下纤维对混凝土渗透性的影响
5.1 引言
5.2 渗透系数的计算方法
5.3 试验概况
5.3.1 试验材料及试件尺寸
5.3.2 渗透试验
5.3.3 超声波检测
5.4 试验结果与分析
5.4.1 新拌混凝土的坍落度和含气量
5.4.2 抗压强度
5.4.3 7d龄期混凝土渗透性
5.4.4 28d龄期混凝土渗透性
5.4.5 超声波波速变化规律
5.4.6 超声波波速与渗透系数的对应关系
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
附录A NC试件裂缝形态扫描结果
附录B 空芯圆柱型试件渗透系数推导
附录C CSF20试件累积出水量随时间的变化
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]加速老化对纤维网格布增强水泥基材料弯曲性能的影响[J]. 王卿,张勇超,丁一宁. 土木工程与管理学报. 2017(02)
[2]混凝土收缩裂缝几何特征及其对氯离子渗透的影响[J]. 朱红光,易成,孙辅延,谢永兰,周家杰,吴凯波,刘宏. 哈尔滨工业大学学报. 2016(12)
[3]掺入短切纤维的纤维编织网增强混凝土薄板弯曲力学性能试验研究[J]. 沈玲华,王激扬,徐世烺. 建筑结构学报. 2016(10)
[4]钢纤维TRC薄板的常温及高温后弯曲力学性能[J]. 王激扬,沈玲华,徐世烺. 工程力学. 2016(S1)
[5]氯离子在饱和混凝土裂缝中的扩散系数分析[J]. 金浏,杜修力,李悦. 工程力学. 2016(05)
[6]掺入混杂合成纤维的混凝土力学性能分析[J]. 胡建荣,何锐,李永鹏. 华南理工大学学报(自然科学版). 2015(10)
[7]隧道喷射混凝土强度增长规律及硬化速度对初期支护性能影响试验研究[J]. 张德华,刘士海,任少强. 岩土力学. 2015(06)
[8]基于分形理论的CFRP布增强混凝土梁抗弯性能研究[J]. 栾海洋,范颖芳,王大为,任超. 工程力学. 2015(04)
[9]纤维编织网增强混凝土的研究进展及应用[J]. 艾珊霞,尹世平,徐世烺. 土木工程学报. 2015(01)
[10]水泥石单一裂隙的渗流规律及其遇水自愈合性能[J]. 卢子臣,孔祥明,岳蕾,王其春,刘伟,曾敏. 硅酸盐学报. 2014(08)
博士论文
[1]荷载与海洋环境耦合作用下海工混凝土结构耐久性研究[D]. 苏林王.华南理工大学 2016
[2]TRC及其自保温三明治墙体的火灾灾变机理研究[D]. 沈玲华.浙江大学 2016
[3]TRC基本力学性能及其增强钢筋混凝土梁受弯性能研究[D]. 尹世平.大连理工大学 2010
[4]钢纤维喷射混凝土力学特性及其在隧道单层衬砌中的应用研究[D]. 祝云华.重庆大学 2009
[5]融雪化冰用碳纤维导电混凝土的研制及应用研究[D]. 侯作富.武汉理工大学 2003
硕士论文
[1]纤维对混凝土开裂后渗透性及裂缝形态的影响[D]. 王卿.大连理工大学 2017
[2]纤维对混凝土力学性能及开裂后抗渗性能的影响[D]. 任县伟.大连理工大学 2016
[3]纤维网格布的耐腐蚀性及其对混凝土力学性能的影响[D]. 张勇超.大连理工大学 2016
[4]纤维对荷载作用下带裂缝混凝土渗透性的影响[D]. 门旭.大连理工大学 2015
[5]拉伸荷载作用下混凝土渗透性能研究[D]. 李华良.哈尔滨工业大学 2013
[6]导电混凝土的受弯机敏性能及裂缝自感应能力[D]. 韩知伯.大连理工大学 2013
[7]纤维对混凝土韧性与抗渗性能的影响[D]. 林宇栋.大连理工大学 2013
[8]循环荷载作用下混凝土渗透性试验研究[D]. 孙培华.大连理工大学 2012
[9]纤维对混凝土韧性与抗弯冲击性能的影响[D]. 刘聚磊.大连理工大学 2012
[10]荷载与裂缝对海工混凝土渗透性的影响研究[D]. 王明军.华南理工大学 2011
本文编号：3697654
【文章页数】：246 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 纤维混凝土研究现状
1.2.1 纤维类型
1.2.2 不同纤维拉拔曲线
1.2.3 纤维混凝土弯曲韧性的评价方法
1.2.4 纤维混凝土早龄期弯曲韧性
1.2.5 纤维编织网混凝土
1.2.6 纤维混凝土的抗冲击性能
1.3 混凝土渗透性能的研究现状
1.3.1 混凝土渗透性的评价方法
1.3.2 混凝土的孔结构对渗透性的影响
1.4 混凝土裂缝形态的研究现状
1.5 开裂混凝土渗透性研究现状
1.5.1 裂缝宽度对混凝土渗透性的影响
1.5.2 裂缝形态对混凝土渗透性的影响
1.5.3 纤维对开裂混凝土渗透性的影响
1.6 荷载作用下混凝土渗透性的研究现状
1.6.1 压荷载作用下混凝土的渗透性
1.6.2 拉荷载作用下混凝土的渗透性
1.7 本文主要研究思路
2 纤维混凝土双向板的弯曲韧性
2.1 引言
2.2 试验方法
2.3 纤维对早龄期混凝土双向板弯曲韧性的影响
2.3.1 试验材料
2.3.2 试验结果与分析
2.4 纤维对TRC双向板弯曲韧性的影响
2.4.1 试验材料
2.4.2 试件成型
2.4.3 试验结果与分析
2.5 本章小结
3 纤维混凝土的冲击韧性
3.1 引言
3.2 试验概况
3.2.1 试验材料
3.2.2 新拌混凝土工作性评价方法
3.2.3 改进的冲击试验装置及试验方法
3.3 试验结果与分析
3.3.1 新拌混凝土的工作性
3.3.2 抗压强度
3.3.3 ASTM梁弯曲韧性
3.3.4 纤维对冲击耗能的影响
3.3.5 纤维与钢筋混杂效应
3.3.6 试件的破坏形态
3.3.7 试件抗冲击次数统计分析
3.4 本章小结
4 纤维对开裂混凝土渗透性的影响
4.1 引言
4.2 渗透定律
4.2.1 达西定律(Darcy law)
4.2.2 泊肃叶定律(Poiseuille law)
4.3 裂缝形态表征方法
4.3.1 裂缝曲折度和粗糙度
4.3.2 分形维数
4.4 试验概况
4.4.1 试验材料
4.4.2 反馈劈拉试验装置及方法
4.4.3 卸载后试件裂缝宽度采集方法
4.4.4 常水头渗透试验装置及方法
4.4.5 裂缝断面形态采集装置及方法
4.5 试验结果与分析
4.5.1 抗压强度
4.5.2 开口梁弯曲韧性
4.5.3 素混凝土的渗透性及裂缝形态
4.5.4 聚丙烯纤维对开裂混凝土渗透性的影响
4.5.5 聚丙烯纤维对混凝土裂缝形态的影响
4.5.6 钢纤维对开裂混凝土渗透性的影响
4.5.7 钢纤维对混凝土裂缝形态的影响
4.5.8 聚丙烯纤维与钢纤维影响效果对比
4.5.9 裂缝曲折度和粗糙度对渗透率的影响
4.6 本章小结
5 压荷载作用下纤维对混凝土渗透性的影响
5.1 引言
5.2 渗透系数的计算方法
5.3 试验概况
5.3.1 试验材料及试件尺寸
5.3.2 渗透试验
5.3.3 超声波检测
5.4 试验结果与分析
5.4.1 新拌混凝土的坍落度和含气量
5.4.2 抗压强度
5.4.3 7d龄期混凝土渗透性
5.4.4 28d龄期混凝土渗透性
5.4.5 超声波波速变化规律
5.4.6 超声波波速与渗透系数的对应关系
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
附录A NC试件裂缝形态扫描结果
附录B 空芯圆柱型试件渗透系数推导
附录C CSF20试件累积出水量随时间的变化
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]加速老化对纤维网格布增强水泥基材料弯曲性能的影响[J]. 王卿,张勇超,丁一宁. 土木工程与管理学报. 2017(02)
[2]混凝土收缩裂缝几何特征及其对氯离子渗透的影响[J]. 朱红光,易成,孙辅延,谢永兰,周家杰,吴凯波,刘宏. 哈尔滨工业大学学报. 2016(12)
[3]掺入短切纤维的纤维编织网增强混凝土薄板弯曲力学性能试验研究[J]. 沈玲华,王激扬,徐世烺. 建筑结构学报. 2016(10)
[4]钢纤维TRC薄板的常温及高温后弯曲力学性能[J]. 王激扬,沈玲华,徐世烺. 工程力学. 2016(S1)
[5]氯离子在饱和混凝土裂缝中的扩散系数分析[J]. 金浏,杜修力,李悦. 工程力学. 2016(05)
[6]掺入混杂合成纤维的混凝土力学性能分析[J]. 胡建荣,何锐,李永鹏. 华南理工大学学报(自然科学版). 2015(10)
[7]隧道喷射混凝土强度增长规律及硬化速度对初期支护性能影响试验研究[J]. 张德华,刘士海,任少强. 岩土力学. 2015(06)
[8]基于分形理论的CFRP布增强混凝土梁抗弯性能研究[J]. 栾海洋,范颖芳,王大为,任超. 工程力学. 2015(04)
[9]纤维编织网增强混凝土的研究进展及应用[J]. 艾珊霞,尹世平,徐世烺. 土木工程学报. 2015(01)
[10]水泥石单一裂隙的渗流规律及其遇水自愈合性能[J]. 卢子臣,孔祥明,岳蕾,王其春,刘伟,曾敏. 硅酸盐学报. 2014(08)
博士论文
[1]荷载与海洋环境耦合作用下海工混凝土结构耐久性研究[D]. 苏林王.华南理工大学 2016
[2]TRC及其自保温三明治墙体的火灾灾变机理研究[D]. 沈玲华.浙江大学 2016
[3]TRC基本力学性能及其增强钢筋混凝土梁受弯性能研究[D]. 尹世平.大连理工大学 2010
[4]钢纤维喷射混凝土力学特性及其在隧道单层衬砌中的应用研究[D]. 祝云华.重庆大学 2009
[5]融雪化冰用碳纤维导电混凝土的研制及应用研究[D]. 侯作富.武汉理工大学 2003
硕士论文
[1]纤维对混凝土开裂后渗透性及裂缝形态的影响[D]. 王卿.大连理工大学 2017
[2]纤维对混凝土力学性能及开裂后抗渗性能的影响[D]. 任县伟.大连理工大学 2016
[3]纤维网格布的耐腐蚀性及其对混凝土力学性能的影响[D]. 张勇超.大连理工大学 2016
[4]纤维对荷载作用下带裂缝混凝土渗透性的影响[D]. 门旭.大连理工大学 2015
[5]拉伸荷载作用下混凝土渗透性能研究[D]. 李华良.哈尔滨工业大学 2013
[6]导电混凝土的受弯机敏性能及裂缝自感应能力[D]. 韩知伯.大连理工大学 2013
[7]纤维对混凝土韧性与抗渗性能的影响[D]. 林宇栋.大连理工大学 2013
[8]循环荷载作用下混凝土渗透性试验研究[D]. 孙培华.大连理工大学 2012
[9]纤维对混凝土韧性与抗弯冲击性能的影响[D]. 刘聚磊.大连理工大学 2012
[10]荷载与裂缝对海工混凝土渗透性的影响研究[D]. 王明军.华南理工大学 2011
本文编号：3697654
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