玄武岩纤维泡沫混凝土抗裂性能研究

发布时间：2020-05-20 02:12

【摘要】：近年来,泡沫混凝土在工程建设中得到了越来越广泛的应用,但其在应用过程中容易开裂,掺入纤维是提高水泥基材料抗裂性的重要手段,研究纤维对泡沫混凝土抗裂性能的影响以及提出相应的抗裂评价指标是十分必要的。本文研究玄武岩纤维对不同密度等级泡沫混凝土阻裂产生的效应,探讨纤维对泡沫混凝土抗裂性能影响的规律性,同时寻求适合评价泡沫混凝土抗裂性能的评价指标,以期更好地改善泡沫混凝土抗裂性能。本文所掺纤维选取三种长度:5mm、10mm、15mm和四种体积掺量:0、0.15%、0.30%、0.45%,配制成A05和A07两个密度等级的纤维泡沫混凝土,进行了抗压、抗折、弹性模量、干燥收缩试验,椭圆环约束试验,弯曲韧性试验,分别研究纤维体积掺量和纤维长度对泡沫混凝土各项性能的影响。基于上述结果,得到间接反映泡沫混凝土抗裂性能的三大指标K_1、K_2和K_3用于评价纤维对泡沫混凝土抗裂性能的影响,并将其与椭圆环约束试验作比较,建立适合评价泡沫混凝土抗裂性能的评价指标。采用扫描电子显微镜研究纤维泡沫混凝土的微观结构,探讨纤维对泡沫混凝土抗裂性能影响的内在原因。研究结果表明:(1)两种密度等级的泡沫混凝土,其抗压强度、抗折强度及弹性模量均表现出随掺量增加而提高、随纤维长度增加而提高的趋势,且最主要影响因素均是纤维体积掺量,其次是纤维长度;而干燥收缩则呈现出随掺量提高而先降低后持平并上涨、随着纤维长度的增加逐渐降低的变化趋势,且其在A05级泡沫混凝土中,纤维体积掺量是最主要因素,A07级则是纤维长度。(2)不同密度等级的玄武岩纤维泡沫混凝土的开裂时间都是随纤维掺量和纤维长度的增加表现出先增后减的趋势,其中纤维掺量是影响纤维泡沫混凝土开裂时间的最主要因素;裂缝宽度都是随纤维的掺量的提高而呈现先减后增、随纤维长度的提高表现出逐渐降低的趋势,其中纤维长度是影响纤维泡沫混凝土裂缝宽度的最主要因素。(3)直观抗裂评价指标K_4与间接抗裂评价指标K_1之间相关性系数最高,采用K_1作为泡沫混凝土抗裂性能间接评价指标更具代表性。(4)普通泡沫混凝土出现一裂即断的脆性破坏,而纤维泡沫混凝土则表现出一定的变形硬化现象,且纤维掺量越高,纤维泡沫混凝土的变形硬化现象越明显,所得到的曲线也越发饱满。对于不同密度等级的泡沫混凝土,纤维掺量均是影响纤维泡沫混凝土韧性的最主要因素,其次为纤维长度。(5)纤维间距是影响抗裂效果的首要因素,长纤维更有利于阻裂,玄武岩纤维在泡沫混凝土中的均匀分布以及与水泥水化产物之间良好的粘结,提高了抗裂性能。
【图文】：

玄武岩纤维,泡沫混凝土

（a）5mm （b）10mm （c）15mm图 2. 1 玄武岩纤维Fig 2.1 Basalt fiber2.2 试验方案本文为研究纤维泡沫混凝土的抗裂性能，需进行抗压、抗折强度及弹性模量的力学试验，以及干燥收缩试验，以此为基础来研究纤维长度、纤维体积掺量在改善泡沫混凝土抗裂性能上所发挥的作用，试验中设计两种密度等级泡沫混凝土组，，进行对比分析。通过拟定的抗裂评价体系研究纤维对基体阻裂所带来的效果。再者，通过椭圆环约束试验研究纤维起到的作用，其中响应为开裂时间和裂缝宽度。其次，进行韧性试验，研究开裂后泡沫混凝土持续工作的能力情况。最后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察材料的微观结构，从微观角度对其性能变化规律的原因进行探讨。本文在前期文献资料的准备和综述下，通过探索性试验，得到纤维掺量和纤维长度这两个因素对泡沫混凝土各性能影响的基本情况，因此选用纤维

水泥胶砂,搅拌机,合肥工业大学,硕士学位论文

水泥胶砂搅拌机Fig2.3Cementmortarmixer
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528

【参考文献】