纤维增韧碱矿渣混凝土力学性能与微结构研究

发布时间：2017-04-16 14:02

  本文关键词：纤维增韧碱矿渣混凝土力学性能与微结构研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：碱矿渣混凝土生产工艺简单、能耗低,具有优良的物理力学性能和耐久性能,是一种节能、环保的绿色建筑材料,开展相关研究并推广其应用,符合可持续发展战略的要求,对资源和环境具有重要意义。然而,碱矿渣混凝土本身组分复杂,早期水化速度极快,水化产物复杂,干缩大,易产生裂纹;拉压比随龄期延长而降低,混凝土脆性加剧,造成脆性破坏,影响结构的安全和使用。纤维对普通混凝土具有阻裂、增强、增韧的作用,常被用于混凝土中改善其脆性,提高混凝土的抗拉强度。鉴于此,本文在优化水泥配合比的前提下,对比分析了纤维和粉煤灰对碱矿渣混凝土和普通混凝土力学性能的影响,最后通过微观试验,从微观角度分析了碱矿渣混凝土的宏观性能与微结构之间的关系。主要研究结果如下:1.水玻璃模数为1.4,掺量为5.1%时对矿渣具有最优的激发效果;复合缓凝剂为0.5%A+1.0%B时缓凝效果最好。加入纤维以后,两种混凝土早期抗压强度提高较少,后期强度提高较大;当纤维掺量为0.9kg/m3和1.8kg/m3时,碱矿渣混凝土28d抗压强度分别提高了1.3%和19.1%,普通混凝土分别提高了6.7%和9.6%;粉煤灰降低了两种混凝土早期抗压强度,提高了28d后的抗压强度。2.碱矿渣混凝土早期抗折强度随纤维掺量的增加而提高,但28d抗折强度仍低于纯碱矿渣混凝土28d抗折强度,当纤维掺量为0.9kg/m3和1.8kg/m3时抗折强度仅为3.65MPa和3.57MPa;普通混凝土各个龄期抗折强度随纤维掺量的增加而降低。粉煤灰降低了两种混凝土各个龄期的抗折强度。但加入粉煤灰后,碱矿渣混凝土的抗冲击韧性提高了4.88倍;两种掺量的纤维对碱矿渣混凝土的抗冲击韧性提高幅度为3.00和1.00倍。3.碱矿渣水泥浆体各个龄期的孔隙率均高于普通水泥浆体,纤维略微减低了碱矿渣水泥浆体28d的孔隙率,却提高了普通水泥浆体28d的孔隙率;粉煤灰均提高了两种水泥浆体各龄期的孔隙率。碱矿渣水泥浆体的孔主要分布于3-50nm,普通水泥浆体的孔主要分布于20-100nm;纤维和粉煤灰对两种水泥浆体的孔径分布影响规律也存在一定的差异。
【关键词】：碱矿渣 合成纤维 力学性能 微结构
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 碱矿渣水泥的研究与应用10-11
• 1.3 碱矿渣水泥的水化机理和水化过程11-12
• 1.4 纤维混凝土增强机理12-15
• 1.4.1 复合材料理论13-14
• 1.4.2 纤维间距理论14-15
• 1.5 本课题的提出15-18
• 1.5.1 目前存在的问题15-16
• 1.5.2 研究目的和意义16
• 1.5.3 主要研究内容16-18
• 第2章 原材料及试验方法18-24
• 2.1 试验原材料18-21
• 2.1.1 水泥18
• 2.1.2 矿物掺合料18-20
• 2.1.3 碱组分20
• 2.1.4 合成纤维20-21
• 2.1.5 集料21
• 2.1.6 其它化学外加剂及化学试剂21
• 2.2 试验方法21-24
• 2.2.1 碱矿渣混凝土抗压强度21-22
• 2.2.2 碱矿渣混凝土抗折强度22
• 2.2.3 碱矿渣混凝土劈裂抗拉强度22
• 2.2.4 碱矿渣混凝土抗冲击性22-23
• 2.2.5 微观试验23-24
• 第3章 碱矿渣混凝土配合比优化设计24-31
• 3.1 碱矿渣水泥配合比优化24-29
• 3.1.1 缓凝剂的选择与优化24-27
• 3.1.2 水玻璃掺量及模数优化27-29
• 3.2 合成纤维碱矿渣混凝土的制备29-31
• 3.2.1 碱矿渣混凝土配合比设计29-30
• 3.2.2 普通硅酸盐混凝土配合比设计30
• 3.2.3 试验研究方案30-31
• 第4章 纤维碱矿渣混凝土的工作性能及力学性能31-45
• 4.1 纤维碱矿渣混凝土的工作性能31-33
• 4.2 纤维碱矿渣混凝土的力学性能33-43
• 4.2.1 纤维碱矿渣混凝土的抗压强度33-36
• 4.2.2 纤维碱矿渣混凝土的抗折强度36-38
• 4.2.3 纤维碱矿渣混凝土的劈裂抗拉强度38-41
• 4.2.4 纤维碱矿渣混凝土的抗冲击性能41-43
• 4.3 本章小结43-45
• 第5章 微结构分析45-60
• 5.1 微结构试验研究方案45-46
• 5.2 孔结构分析46-53
• 5.2.1 孔隙率46-48
• 5.2.2 孔径分布48-53
• 5.3 SEM分析53-59
• 5.4 本章小结59-60
• 第6章60-62
• 6.1 结论60-61
• 6.2 展望61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 附录66

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本文编号：310952