预制舱用玻璃纤维增强混凝土耐久性研究
发布时间：2022-01-12 17:09
智能变电站模块化建设是我国家电网未来发展方向,预制舱是模块化的核心产品。玻璃纤维增强混凝土（Glass fibre reinforced concrete,GRC）具有轻质、高强、韧性好、耐腐蚀能力强、制备加工方便、成本低等优点,是制备预制舱墙体的理想材料。此前研究表明预制舱墙体材料的耐久性问题是影响结构服役寿命的关键,本文基于多孔介质理论和复合材料理论,以宏观和微观相结合,采用传统耐久性和热养护加速老化等试验方法,结合现代分析测试技术,系统研究了硅酸盐水泥、矿物掺合料体系、硫铝酸盐水泥等不同胶凝材料以及玻璃纤维掺量对GRC长期力学性能、收缩性能、抗碳化、抗氯离子渗透性、耐老化性能的影响,得到如下结论:（1）研究了不同胶凝材料体系和玻璃纤维掺量的GRC长期力学性能和收缩性能。随着玻璃纤维掺量增加,抗压强度略有降低,抗折强度明显升高。硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、30%粉煤灰取代硅酸盐水泥、30%粉煤灰和10%硅灰取代硅酸盐水泥为胶凝材料制备的玻璃纤维体积分数为2%的GRC的90天抗折强度分别比基准组提高了61.1%、66.3%、123.2%、91.1%。同时,采用硫铝酸盐水泥制备的GRC材...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本文技术路线图
第三章GRC的力学性能和收缩性能29(a)干燥收缩试件(b)自收缩试件图3.1收缩试件示意图Fig.3.1Schematicdiagramofshrinkagespecimens.(a)Dryingshrinkagespecimen,(b)Autogenousshrinkagespecimen图3.2比长仪Fig.3.2Shrinkagemeasuringdevice3.3实验结果与分析3.3.1力学性能抗折强度测试结果见图3.3。与基准组相比，掺加玻璃纤维后能够显著提高GRC材料的抗折强度，随着纤维掺量的增加，抗折强度逐渐增大。当玻璃纤维体积掺量达到2%时，S-2、P-2、F-2、FS-2的90天抗折强度分别为14.5MPa、15.3MPa、15.4MPa、14.0MPa，比基准组提高了61.1%、66.3%、123.2%、91.1%。对于硅酸盐水泥，掺加1%、2%
越大，灰度值越小，亮度也越校将被测试试件进行三维切分，每个体积元即为一个体素，对每个体素进行空间编码，每个体素具有一个编码和对应的灰度值，这样就得到了一个在三维空间上具有坐标排序的体素阵列。数据收集系统得到的就是二维的切片，重建三维CT像就是将二维的切片整合在一起得到三维的带有不同灰度值的体素阵列。CT数据的处理主要通过电脑和软件根据灰度值和三维空间上的位置对空隙、缺陷、裂缝、不同组分进行提取和计算以获取他们的体积、分布、形状参数等，还可以进行三维渲染和动画生成以直观表现它们的形貌。图4.10X-CT的扫描原理示意图Fig.4.10SchematicdiagramofX-CT吴中伟[123]院士认为水泥基材料的冻融破坏与孔结构有关，按照孔径大小他将孔分为无害孔（<20nm）、少害孔（20-50nm）、有害孔（50-100nm）和多害孔（>100nm）四类，其中大于100μm的孔对冻融破坏的影响较大。利用X-CT技术我们可以对GRC内部的孔进行提取和统计，得到微孔径分布，以试图从有害孔的数量上来解释不同胶凝材料的GRC在抗冻性能上的差异原因。同时，还可以利用软件对冻融破坏后出现的裂缝进行提取和统计，从而提供一种通过裂缝的体积分数来从数值上评价GRC试件的破坏程度的方法。根据4.2节的方法进行冻融试验和X射线断层扫描，分析软件为VGStudioMAX2.2。图4.11为玻璃纤维体积分数为2%不同胶凝材料的GRC冻融循环前后的三维孔结构图。其中（a）、（b）、（c）、（d）分别表示SBT-2、S-2、P-2、FS-2四组GRC在冻融循环之前的三维孔结构图，（e）、(f)、(g)、(h)分别表示SBT-2、S-2、P-2、FS-2四组GRC在冻融循环200次的三维孔结构图。从图中可以看出，硫铝酸盐水泥GRC的孔体积大于硅酸盐水泥及掺加矿物掺合料的GRC，对比（a）和（b），在硫铝酸盐水泥中掺加
【参考文献】：
期刊论文
[1]苯丙乳液对水泥基材料氯离子固化能力的影响[J]. 马保国,李春豹,谭洪波,刘晓海,储著根,戚华辉. 硅酸盐通报. 2019(01)
[2]粉煤灰掺量对混凝土抗冻性能的影响规律研究[J]. 董波. 粉煤灰综合利用. 2018(03)
[3]苯丙乳液改性砂浆的优化配比及其性能研究[J]. 邢小光,许金余,白二雷,王谕贤. 硅酸盐通报. 2018(04)
[4]干燥收缩与冻融循环对PVA-ECC防护涂层的影响[J]. 周杨,李秋义,李倩倩,李贺. 低温建筑技术. 2018(02)
[5]冻融循环和氯盐侵蚀耦合条件对聚合物快硬水泥混凝土抗冻性的影响[J]. 南雪丽,王超杰,刘金欣,韩博,杨蓝蓝. 材料导报. 2017(23)
[6]GRC二次设备预制舱的生产工艺[J]. 顾锦书,郑家松,袁涤非,俞春林,包安群. 华电技术. 2016(08)
[7]粉煤灰对3D玻璃纤维织物增强水泥基材料力学性能及耐久性影响的研究[J]. 朱雪峰,张朋,李清海,李东旭. 新型建筑材料. 2016(07)
[8]单掺及双掺高强混凝土抗冻融性能试验研究[J]. 李雁,吕恒林,殷惠光,张连英,李兵,刘瑞雪. 工业建筑. 2015(02)
[9]浅谈预制舱在标准配送式智能变电站中应用[J]. 卓丽芳. 福建建设科技. 2015(01)
[10]粉煤灰/硅灰复合掺合料对水泥净浆性能的影响[J]. 冯辉红,鲁黎,陈静思,王果,张永臣. 应用化工. 2014(03)
博士论文
[1]纤维自密实混凝土工作性能和抗剪性能研究[D]. 刘思国.大连理工大学 2010
硕士论文
[1]富铁磷铝酸盐水泥抗侵蚀性能研究[D]. 张淑欣.济南大学 2017
[2]矿物掺合料对自密实混凝土抗冻性的影响[D]. 赵晋源.西北农林科技大学 2017
[3]玻璃纤维增强水泥力学及抗冻耐久性能研究[D]. 刘立明.哈尔滨工程大学 2016
[4]水泥砂浆干缩性能、机理及影响因素研究[D]. 旦正吉.长安大学 2015
[5]三维织物与聚合物对GRC性能的影响研究[D]. 刘志成.中国建筑材料科学研究总院 2015
[6]水泥基材料微结构特征与碳化模型关系的研究[D]. 鲍丙峰.东南大学 2015
[7]碳化过程中水泥基材料微结构演变的比较研究[D]. 李焦.东南大学 2015
[8]GRC的耐久性及其机理研究[D]. 崔艳玲.中国建筑材料科学研究总院 2007
[9]低碱度硫铝酸盐水泥组分与干缩性能之间的关系的研究[D]. 梁树娟.中国建筑材料科学研究院 2005
[10]矿渣和粉煤灰水泥基材料的水化机理研究[D]. 贾艳涛.东南大学 2005
本文编号：3585151
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本文技术路线图
第三章GRC的力学性能和收缩性能29(a)干燥收缩试件(b)自收缩试件图3.1收缩试件示意图Fig.3.1Schematicdiagramofshrinkagespecimens.(a)Dryingshrinkagespecimen,(b)Autogenousshrinkagespecimen图3.2比长仪Fig.3.2Shrinkagemeasuringdevice3.3实验结果与分析3.3.1力学性能抗折强度测试结果见图3.3。与基准组相比，掺加玻璃纤维后能够显著提高GRC材料的抗折强度，随着纤维掺量的增加，抗折强度逐渐增大。当玻璃纤维体积掺量达到2%时，S-2、P-2、F-2、FS-2的90天抗折强度分别为14.5MPa、15.3MPa、15.4MPa、14.0MPa，比基准组提高了61.1%、66.3%、123.2%、91.1%。对于硅酸盐水泥，掺加1%、2%
越大，灰度值越小，亮度也越校将被测试试件进行三维切分，每个体积元即为一个体素，对每个体素进行空间编码，每个体素具有一个编码和对应的灰度值，这样就得到了一个在三维空间上具有坐标排序的体素阵列。数据收集系统得到的就是二维的切片，重建三维CT像就是将二维的切片整合在一起得到三维的带有不同灰度值的体素阵列。CT数据的处理主要通过电脑和软件根据灰度值和三维空间上的位置对空隙、缺陷、裂缝、不同组分进行提取和计算以获取他们的体积、分布、形状参数等，还可以进行三维渲染和动画生成以直观表现它们的形貌。图4.10X-CT的扫描原理示意图Fig.4.10SchematicdiagramofX-CT吴中伟[123]院士认为水泥基材料的冻融破坏与孔结构有关，按照孔径大小他将孔分为无害孔（<20nm）、少害孔（20-50nm）、有害孔（50-100nm）和多害孔（>100nm）四类，其中大于100μm的孔对冻融破坏的影响较大。利用X-CT技术我们可以对GRC内部的孔进行提取和统计，得到微孔径分布，以试图从有害孔的数量上来解释不同胶凝材料的GRC在抗冻性能上的差异原因。同时，还可以利用软件对冻融破坏后出现的裂缝进行提取和统计，从而提供一种通过裂缝的体积分数来从数值上评价GRC试件的破坏程度的方法。根据4.2节的方法进行冻融试验和X射线断层扫描，分析软件为VGStudioMAX2.2。图4.11为玻璃纤维体积分数为2%不同胶凝材料的GRC冻融循环前后的三维孔结构图。其中（a）、（b）、（c）、（d）分别表示SBT-2、S-2、P-2、FS-2四组GRC在冻融循环之前的三维孔结构图，（e）、(f)、(g)、(h)分别表示SBT-2、S-2、P-2、FS-2四组GRC在冻融循环200次的三维孔结构图。从图中可以看出，硫铝酸盐水泥GRC的孔体积大于硅酸盐水泥及掺加矿物掺合料的GRC，对比（a）和（b），在硫铝酸盐水泥中掺加
【参考文献】：
期刊论文
[1]苯丙乳液对水泥基材料氯离子固化能力的影响[J]. 马保国,李春豹,谭洪波,刘晓海,储著根,戚华辉. 硅酸盐通报. 2019(01)
[2]粉煤灰掺量对混凝土抗冻性能的影响规律研究[J]. 董波. 粉煤灰综合利用. 2018(03)
[3]苯丙乳液改性砂浆的优化配比及其性能研究[J]. 邢小光,许金余,白二雷,王谕贤. 硅酸盐通报. 2018(04)
[4]干燥收缩与冻融循环对PVA-ECC防护涂层的影响[J]. 周杨,李秋义,李倩倩,李贺. 低温建筑技术. 2018(02)
[5]冻融循环和氯盐侵蚀耦合条件对聚合物快硬水泥混凝土抗冻性的影响[J]. 南雪丽,王超杰,刘金欣,韩博,杨蓝蓝. 材料导报. 2017(23)
[6]GRC二次设备预制舱的生产工艺[J]. 顾锦书,郑家松,袁涤非,俞春林,包安群. 华电技术. 2016(08)
[7]粉煤灰对3D玻璃纤维织物增强水泥基材料力学性能及耐久性影响的研究[J]. 朱雪峰,张朋,李清海,李东旭. 新型建筑材料. 2016(07)
[8]单掺及双掺高强混凝土抗冻融性能试验研究[J]. 李雁,吕恒林,殷惠光,张连英,李兵,刘瑞雪. 工业建筑. 2015(02)
[9]浅谈预制舱在标准配送式智能变电站中应用[J]. 卓丽芳. 福建建设科技. 2015(01)
[10]粉煤灰/硅灰复合掺合料对水泥净浆性能的影响[J]. 冯辉红,鲁黎,陈静思,王果,张永臣. 应用化工. 2014(03)
博士论文
[1]纤维自密实混凝土工作性能和抗剪性能研究[D]. 刘思国.大连理工大学 2010
硕士论文
[1]富铁磷铝酸盐水泥抗侵蚀性能研究[D]. 张淑欣.济南大学 2017
[2]矿物掺合料对自密实混凝土抗冻性的影响[D]. 赵晋源.西北农林科技大学 2017
[3]玻璃纤维增强水泥力学及抗冻耐久性能研究[D]. 刘立明.哈尔滨工程大学 2016
[4]水泥砂浆干缩性能、机理及影响因素研究[D]. 旦正吉.长安大学 2015
[5]三维织物与聚合物对GRC性能的影响研究[D]. 刘志成.中国建筑材料科学研究总院 2015
[6]水泥基材料微结构特征与碳化模型关系的研究[D]. 鲍丙峰.东南大学 2015
[7]碳化过程中水泥基材料微结构演变的比较研究[D]. 李焦.东南大学 2015
[8]GRC的耐久性及其机理研究[D]. 崔艳玲.中国建筑材料科学研究总院 2007
[9]低碱度硫铝酸盐水泥组分与干缩性能之间的关系的研究[D]. 梁树娟.中国建筑材料科学研究院 2005
[10]矿渣和粉煤灰水泥基材料的水化机理研究[D]. 贾艳涛.东南大学 2005
本文编号：3585151
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