纤维增强型水泥混凝土抗变形性能分析及应用研究
发布时间：2021-09-19 06:54
混凝土材料表现为自身脆性强,抗压强度远大于抗弯强度。为了增加其韧性,掺加聚丙烯纤维和钢纤维,以期达到增加其抗弯强度和增加其耐久性,减小路面厚度,节约资源的目的。对聚丙烯混凝土和钢纤维混凝土基本力学特性进行研究。综合考虑增强系数和混杂系数,确定聚丙烯纤维的适宜掺量和钢纤维的掺量范围。比较了聚丙烯混凝土、钢纤维混凝土与素混凝土的抗折强度,以及不同钢纤维掺量对抗折强度提高的幅度,并对其增强机理进行分析。同时,对混凝土的疲劳性能进行研究,并拟定疲劳方程。检验其与应力水平相关性和显著性。最后对不同类型混凝土路面进行结构组合设计,校核和检验极限状态时的应力,分析其结果。结果表明:钢纤维增韧效果较之聚丙烯明显,增韧效果随着纤维掺量先增加后有降低的趋势,最佳钢纤维掺量在0.7%左右。其中指标I5增加最明显的是SS-7混凝土,为211.71%,I10和I20增加最明显的是LS-7混凝土,分别为291.89%和415.32%;而钢纤维混凝土的抗冻性明显得到提高。宏观上来讲,纤维混凝土的疲劳破坏过程是从产生裂缝开始,然后裂缝加宽,直到完全破坏;而素混凝土则是脆性破坏。素混凝土、聚丙烯纤维混凝土、钢纤维混凝土...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
合成级配曲线图
沓ざ任?8mm的钢纤维，SS代表长度为28mm的钢纤维，3、7、10分别表示钢纤维在混凝土中的掺量为0.3%、0.7%、1.0%，例如：LS-7混凝土即代表钢纤维长度为38mm，掺量为0.7%的混凝土。2.4试件成型及养护试件成型时首先应该进行试拌，值得注意的是，在此过程中，要力求使纤维均匀分散在拌合物中，即混合充分，具体步骤如下：首先将石子、砂以及减水剂、试验用纤维倒入拌合锅中，进行低速搅拌2min，然后再加入水泥进行低速搅拌1min，最后加入事先称好的水，注意要低速搅拌1min，再高速搅拌2min。钢纤维混凝土的成型前搅拌流程如下图2-2所示。图2-2纤维混凝土成型过程混凝土试件采用标准养护，温度为20±3℃，相对湿度不小于95%，养护龄期不小于28天。2.5本章小结本章介绍了本试验研究所选原材料的技术性能、混凝土基本配合比及试件的成型和养护方法。本文中以P·O42.5水泥作为原材料，根据试验测得其各项参数指标，结果全都符合GB175-2007《通用硅酸盐水泥》的规范规定；以当地常见河砂作为本文试验所用的细集料，测得其细度模数为2.12，属于细砂；测得其颗粒级配等均满足GB/T14684-2011《建筑用砂》指标规定；试验用减水剂为聚羧酸高效减水剂，质量满足GB8076-2008《混凝土外加剂》规范要求；石料的级配满足JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》的要求；纤维选用不同长度、不同长径比、同一异型382.50.8（mm）铣削型钢纤维纤维和聚丙烯纤维；用自来水为试验用水。试验用基准配合比按规范计算，其中水泥用量为386kg/m3、采用0.4的水灰比，0.39的砂率，减水剂掺量选用1.5%。在此基础上，加入不同掺量、不同品种的纤维进行纤维混凝土的后续性能试验。
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-21-图3-2抗弯试验加载装置简图3.2.3评价指标与试验结果参照CECS13:2009《纤维混凝土试验方法标准》6.96条和6.97条规定计算钢纤维混凝土的弯曲韧性指数和弯曲韧性比，计算简图如图3-3所示。图3-3弯曲韧性指数计算简图弯曲韧性指数：将100mm×100mm×400mm尺寸的梁式试件看做理想弹塑性体，用可以操控位移变形的刚性试验设备上，按照四点弯曲的方法弯拉试验，试验取试件底部支点跨度为300mm，最终测得如图3-3荷载一挠度曲线图。在图上首先得出初裂挠度δ（即试件达到初裂点对应于的挠度）时荷载一挠度曲线下的面积，如图。选择初裂挠度δ的1倍、3倍、5.5倍、以及10.5倍的大小对应在坐标横轴上，找到对应点分别命名为B、D、F、和H，使用绘图软件得出OAB、OAC、OACD、OAEF以及OAGH的面积，分别记为1Ω、2Ω、3Ω和4Ω。弯曲韧性指数计算如公式3-2所示：25131014201===III（3-2）
本文编号：3401242
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
合成级配曲线图
沓ざ任?8mm的钢纤维，SS代表长度为28mm的钢纤维，3、7、10分别表示钢纤维在混凝土中的掺量为0.3%、0.7%、1.0%，例如：LS-7混凝土即代表钢纤维长度为38mm，掺量为0.7%的混凝土。2.4试件成型及养护试件成型时首先应该进行试拌，值得注意的是，在此过程中，要力求使纤维均匀分散在拌合物中，即混合充分，具体步骤如下：首先将石子、砂以及减水剂、试验用纤维倒入拌合锅中，进行低速搅拌2min，然后再加入水泥进行低速搅拌1min，最后加入事先称好的水，注意要低速搅拌1min，再高速搅拌2min。钢纤维混凝土的成型前搅拌流程如下图2-2所示。图2-2纤维混凝土成型过程混凝土试件采用标准养护，温度为20±3℃，相对湿度不小于95%，养护龄期不小于28天。2.5本章小结本章介绍了本试验研究所选原材料的技术性能、混凝土基本配合比及试件的成型和养护方法。本文中以P·O42.5水泥作为原材料，根据试验测得其各项参数指标，结果全都符合GB175-2007《通用硅酸盐水泥》的规范规定；以当地常见河砂作为本文试验所用的细集料，测得其细度模数为2.12，属于细砂；测得其颗粒级配等均满足GB/T14684-2011《建筑用砂》指标规定；试验用减水剂为聚羧酸高效减水剂，质量满足GB8076-2008《混凝土外加剂》规范要求；石料的级配满足JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》的要求；纤维选用不同长度、不同长径比、同一异型382.50.8（mm）铣削型钢纤维纤维和聚丙烯纤维；用自来水为试验用水。试验用基准配合比按规范计算，其中水泥用量为386kg/m3、采用0.4的水灰比，0.39的砂率，减水剂掺量选用1.5%。在此基础上，加入不同掺量、不同品种的纤维进行纤维混凝土的后续性能试验。
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-21-图3-2抗弯试验加载装置简图3.2.3评价指标与试验结果参照CECS13:2009《纤维混凝土试验方法标准》6.96条和6.97条规定计算钢纤维混凝土的弯曲韧性指数和弯曲韧性比，计算简图如图3-3所示。图3-3弯曲韧性指数计算简图弯曲韧性指数：将100mm×100mm×400mm尺寸的梁式试件看做理想弹塑性体，用可以操控位移变形的刚性试验设备上，按照四点弯曲的方法弯拉试验，试验取试件底部支点跨度为300mm，最终测得如图3-3荷载一挠度曲线图。在图上首先得出初裂挠度δ（即试件达到初裂点对应于的挠度）时荷载一挠度曲线下的面积，如图。选择初裂挠度δ的1倍、3倍、5.5倍、以及10.5倍的大小对应在坐标横轴上，找到对应点分别命名为B、D、F、和H，使用绘图软件得出OAB、OAC、OACD、OAEF以及OAGH的面积，分别记为1Ω、2Ω、3Ω和4Ω。弯曲韧性指数计算如公式3-2所示：25131014201===III（3-2）
本文编号：3401242
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