玄武岩纤维活性粉末混凝土抗冻性能研究及声学特性表征
发布时间：2021-02-11 06:23
我国北方属于季冻区,冻融效应显著、为了保证道路交通的顺畅,通常撒下除冰盐来融化路面冰雪,在这种长期氯盐侵蚀和冻融循环的作用下,混凝土结构会出现腐蚀开裂、承载力下降等问题,严重缩短了混凝土结构的使用周期。活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete,RPC）作为一种超高强度和高耐久性的新型水泥基复合材料,尤其适用于复杂自然环境下的道路桥梁结构设计与防护。活性粉末混凝土中通常掺入钢纤维来增强其抗拉、抗弯以及抗剪的能力,钢纤维作为一种金属纤维,在酸碱溶液甚至空气中都非常容易被腐蚀,更加无法面对复杂的自然环境。玄武岩纤维作为一种典型的硅酸盐纤维,具有超高力学性能、耐腐蚀性、环保性等优良性能。因此,研究玄武岩纤维增强活性粉末混凝土的抗冻性能具有十分重要的实际意义。本文依托吉林省发展改革委项目“寒冷地区玄武岩纤维-活性粉末超高性能混凝土制备及应用技术”,结合季冻区环境特点,通过声发射技术,对其抗冻性损伤指标和裂缝产生情况进行研究。阐明纤维种类、掺量及冻融介质对活性粉末混凝土抗冻性能的影响和破坏机理,为其在季冻区和极恶劣环境下的工程应用提供参考数据。本文开展了以下研究内容:（1）...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
玄武岩纤维
吉林大学硕士学位论文14表2.4石英砂基本性能试验指标2.1.3外加剂减水剂：为满足其流动性和耐久性，本试验选用陕西秦奋建材有限公司生产的HPWR-Q8011聚羧酸系减水剂（SP）；减水率28%。2.1.4纤维（1）玄武岩纤维：本试验使用的是海宁安捷复合材料有限公司生产的短切玄武岩纤维如图2.1所示，长度22mm，直径23μm，具体性能指标见表2.5；表2.5玄武岩纤维性能指标（2）试验采用钢纤维如图2.2所示，长度18mm，直径220μm，抗拉强度420MPa。图2.1玄武岩纤维图2.2钢纤维2.1.5拌合水本实验采用洁净自来水进行混凝土拌合，满足《混凝土用水标准》JGJ63的规定。含硅量(%)表观密度(kg/m3)堆积密度(kg/m3)筛余(%)99.42649.8712600.63mm0.315mm0.16mm64.389.799.9性能规范要求指标线密度/Tex2400±1202392断裂强度/N·Tex-1≥0.400.69拉伸强度/Mpa≥20002836弹性模量/Gpa≥8587断裂伸长率/%≥2.53
第2章活性粉末混凝土初始性能17（1）抗折强度试验将试件水平放入抗折试验机上（折面为两个侧面），恒定加载速率为50N/s，直至试件折断。抗折强度以Rf(MPa)表示，按式（1）进行计算：f=1.53………………………………………（2.1）式中：Ff—折断时施加于棱柱体中部的荷载，N；L—两支撑点之间的距离，mm；b—棱柱体正方形截面的边长，mm。抗折强度每组制备3个试件进行测试，结果取平均值，精确至0.1MPa，当三个强度值中有超过平均值±10%的，剔除后再平均，以平均值作为抗折强度试验结果。（2）抗压强度试验抗折试验中获得的6个断裂块用于抗压试验，在半截棱柱体的侧面上进行，恒定加载速率为2.4KN/s，直至试件破坏。抗压强度以Rc（MPa）表示，按式（2）进行计算：c=c…………………………………………（2.2）式中：Fc—力值（N）；A—受压面积，40mm×40mm=1600mm2。抗压强度为一组（6个断的试件）抗压强度的算数平均值作为测定值，精确至0.1MPa。若6个抗压强度中有一个值超过平均值的±10%，应剔除此值，再取剩余5个值的算数平均值作为测定值。如果5个值中仍然有超过平均值±10%的，则此组试件无效。图2.4水泥抗折抗压一体式试验机2.6活性粉末混凝土初始强度2.6.1试件破坏形态从活性粉末混凝土抗压破坏形态中发现：纤维掺量为零时，活性粉末混凝土破坏时脆性显著，呈现出层状剥落，并伴有较强的爆裂声，破坏形态见图2.5。而掺入玄武岩纤维后，
【参考文献】：
期刊论文
[1]冻融-氯盐耦合作用下活性粉末混凝土耐久性试验研究[J]. 贾汝达,付士健. 新型建筑材料. 2019(03)
[2]玄武岩纤维和聚乙烯醇纤维对河砂活性粉末混凝土性能的影响[J]. 姚宇飞. 新型建筑材料. 2018(09)
[3]玄武岩纤维与聚丙烯纤维混杂活性粉末混凝土抗渗性能研究[J]. 王艳. 山西交通科技. 2017(03)
[4]玄武岩纤维RPC基本力学性能研究[J]. 鞠彦忠,范云廷,王德弘,白俊峰,魏春明. 硅酸盐通报. 2017(05)
[5]高性能阻燃纤维的特性与应用[J]. 杨琳,王中珍,丁帅. 山东纺织科技. 2016(03)
[6]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)
[7]玄武岩纤维混凝土力学性能试验研究[J]. 刘泮森,魏书华,李秉千. 河北工业科技. 2016(02)
[8]不同腐蚀条件下活性粉末混凝土的抗弯性能[J]. 贺奎,王万金,贾方方,路振宝,刘俊元,孔德成. 混凝土与水泥制品. 2016(02)
[9]冻融循环作用下活性粉末混凝土中的氯离子分布及扩散系数[J]. 王月,安明喆,余自若,贾方方. 建筑材料学报. 2016(05)
[10]活性粉末混凝土研究进展[J]. 郑文忠,吕雪源. 建筑结构学报. 2015(10)
博士论文
[1]引气混凝土冻融循环后多轴强度的试验研究[D]. 商怀帅.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]玄武岩—聚丙烯混杂纤维活性粉末混凝土力学性能试验研究[D]. 徐力斌.东北电力大学 2018
[2]微硅粉—玄武岩纤维混凝土力学性能研究及抗裂性能研究[D]. 任树建.安徽理工大学 2018
[3]玄武岩纤维RPC基本力学性能及耐久性研究[D]. 范云廷.东北电力大学 2017
[4]纤维与聚合物复掺对活性粉末混凝土性能的研究[D]. 高国锋.重庆大学 2017
[5]EPDM基橡胶复合材料的制备及性能研究[D]. 秦颖.青岛科技大学 2017
[6]严寒地区桥梁结构高性能混凝土耐久性研究[D]. 于泽.吉林大学 2017
[7]玄武岩纤维增强混凝土的抗冻性试验研究[D]. 齐桂华.吉林大学 2016
[8]混杂纤维活性粉末混凝土力学性能及抗渗性能研究[D]. 李慧.内蒙古工业大学 2015
[9]活性粉末混凝土单轴受压本构关系及结构设计参数研究[D]. 沈涛.哈尔滨工业大学 2014
[10]海洋环境下干湿循环和冻融循环对活性粉末混凝土力学性能的影响研究[D]. 朱猛.北京交通大学 2014
本文编号：3028672
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
玄武岩纤维
吉林大学硕士学位论文14表2.4石英砂基本性能试验指标2.1.3外加剂减水剂：为满足其流动性和耐久性，本试验选用陕西秦奋建材有限公司生产的HPWR-Q8011聚羧酸系减水剂（SP）；减水率28%。2.1.4纤维（1）玄武岩纤维：本试验使用的是海宁安捷复合材料有限公司生产的短切玄武岩纤维如图2.1所示，长度22mm，直径23μm，具体性能指标见表2.5；表2.5玄武岩纤维性能指标（2）试验采用钢纤维如图2.2所示，长度18mm，直径220μm，抗拉强度420MPa。图2.1玄武岩纤维图2.2钢纤维2.1.5拌合水本实验采用洁净自来水进行混凝土拌合，满足《混凝土用水标准》JGJ63的规定。含硅量(%)表观密度(kg/m3)堆积密度(kg/m3)筛余(%)99.42649.8712600.63mm0.315mm0.16mm64.389.799.9性能规范要求指标线密度/Tex2400±1202392断裂强度/N·Tex-1≥0.400.69拉伸强度/Mpa≥20002836弹性模量/Gpa≥8587断裂伸长率/%≥2.53
第2章活性粉末混凝土初始性能17（1）抗折强度试验将试件水平放入抗折试验机上（折面为两个侧面），恒定加载速率为50N/s，直至试件折断。抗折强度以Rf(MPa)表示，按式（1）进行计算：f=1.53………………………………………（2.1）式中：Ff—折断时施加于棱柱体中部的荷载，N；L—两支撑点之间的距离，mm；b—棱柱体正方形截面的边长，mm。抗折强度每组制备3个试件进行测试，结果取平均值，精确至0.1MPa，当三个强度值中有超过平均值±10%的，剔除后再平均，以平均值作为抗折强度试验结果。（2）抗压强度试验抗折试验中获得的6个断裂块用于抗压试验，在半截棱柱体的侧面上进行，恒定加载速率为2.4KN/s，直至试件破坏。抗压强度以Rc（MPa）表示，按式（2）进行计算：c=c…………………………………………（2.2）式中：Fc—力值（N）；A—受压面积，40mm×40mm=1600mm2。抗压强度为一组（6个断的试件）抗压强度的算数平均值作为测定值，精确至0.1MPa。若6个抗压强度中有一个值超过平均值的±10%，应剔除此值，再取剩余5个值的算数平均值作为测定值。如果5个值中仍然有超过平均值±10%的，则此组试件无效。图2.4水泥抗折抗压一体式试验机2.6活性粉末混凝土初始强度2.6.1试件破坏形态从活性粉末混凝土抗压破坏形态中发现：纤维掺量为零时，活性粉末混凝土破坏时脆性显著，呈现出层状剥落，并伴有较强的爆裂声，破坏形态见图2.5。而掺入玄武岩纤维后，
【参考文献】：
期刊论文
[1]冻融-氯盐耦合作用下活性粉末混凝土耐久性试验研究[J]. 贾汝达,付士健. 新型建筑材料. 2019(03)
[2]玄武岩纤维和聚乙烯醇纤维对河砂活性粉末混凝土性能的影响[J]. 姚宇飞. 新型建筑材料. 2018(09)
[3]玄武岩纤维与聚丙烯纤维混杂活性粉末混凝土抗渗性能研究[J]. 王艳. 山西交通科技. 2017(03)
[4]玄武岩纤维RPC基本力学性能研究[J]. 鞠彦忠,范云廷,王德弘,白俊峰,魏春明. 硅酸盐通报. 2017(05)
[5]高性能阻燃纤维的特性与应用[J]. 杨琳,王中珍,丁帅. 山东纺织科技. 2016(03)
[6]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)
[7]玄武岩纤维混凝土力学性能试验研究[J]. 刘泮森,魏书华,李秉千. 河北工业科技. 2016(02)
[8]不同腐蚀条件下活性粉末混凝土的抗弯性能[J]. 贺奎,王万金,贾方方,路振宝,刘俊元,孔德成. 混凝土与水泥制品. 2016(02)
[9]冻融循环作用下活性粉末混凝土中的氯离子分布及扩散系数[J]. 王月,安明喆,余自若,贾方方. 建筑材料学报. 2016(05)
[10]活性粉末混凝土研究进展[J]. 郑文忠,吕雪源. 建筑结构学报. 2015(10)
博士论文
[1]引气混凝土冻融循环后多轴强度的试验研究[D]. 商怀帅.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]玄武岩—聚丙烯混杂纤维活性粉末混凝土力学性能试验研究[D]. 徐力斌.东北电力大学 2018
[2]微硅粉—玄武岩纤维混凝土力学性能研究及抗裂性能研究[D]. 任树建.安徽理工大学 2018
[3]玄武岩纤维RPC基本力学性能及耐久性研究[D]. 范云廷.东北电力大学 2017
[4]纤维与聚合物复掺对活性粉末混凝土性能的研究[D]. 高国锋.重庆大学 2017
[5]EPDM基橡胶复合材料的制备及性能研究[D]. 秦颖.青岛科技大学 2017
[6]严寒地区桥梁结构高性能混凝土耐久性研究[D]. 于泽.吉林大学 2017
[7]玄武岩纤维增强混凝土的抗冻性试验研究[D]. 齐桂华.吉林大学 2016
[8]混杂纤维活性粉末混凝土力学性能及抗渗性能研究[D]. 李慧.内蒙古工业大学 2015
[9]活性粉末混凝土单轴受压本构关系及结构设计参数研究[D]. 沈涛.哈尔滨工业大学 2014
[10]海洋环境下干湿循环和冻融循环对活性粉末混凝土力学性能的影响研究[D]. 朱猛.北京交通大学 2014
本文编号：3028672
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