多尺度聚丙烯纤维干硬性混凝土拉压性能试验研究

发布时间：2022-09-17 17:36

　　干硬性混凝土（roller compacted concrete,简称RCC）抗弯拉强度较低、韧性较差、在复杂环境外荷载作用下易产生裂缝等,影响工程结构的安全性和使用寿命,借助“纤维增强技术”可有效抑制RCC裂缝的形成和发展,改善其韧性性能。以往多采用细聚丙烯纤维（polypropylene fiber,简称PPF）与钢纤维混掺的方法改善RCC力学性能,但钢纤维造价高,不良环境下耐腐蚀性能差,而新型粗聚丙烯纤维亦称异形塑钢纤维,具有与钢纤维相媲美的增强增韧效果,且PPF价格低廉、耐腐蚀性能优良。鉴于此,本文基于水泥基复合材料多尺度的结构特征,将不同尺度的粗细PPF混掺获得多尺度聚丙烯纤维干硬性混凝土（multi-scale polypropylene fiber roller compacted concrete,简称MPFRCC）,利用室内试验与理论分析相结合的方法,研究不同尺度PPF掺量及混掺配比对RCC拉、压力学性能的影响,主要研究内容和成果如下:（1）通过改变3种尺度PPF的掺量及混掺配比,设计了1个素RCC和8个聚丙烯纤维增强干硬性混凝土（polypropylene fibe... 

【文章页数】：136 页

【学位级别】：硕士

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1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 干硬性混凝土
        1.2.2 聚丙烯纤维混凝土
        1.2.3 纤维增强干硬性混凝土
        1.2.4 纤维混凝土混杂效应
    1.3 纤维混凝土增强增韧理论
        1.3.1 复合力学理论
        1.3.2 纤维间距理论
    1.4 主要研究内容及技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
2 多尺度聚丙烯纤维干硬性混凝土各龄期拉压强度试验
    2.1 引言
    2.2 试验方案设计
        2.2.1 原材料
        2.2.2 配合比
        2.2.3 试件浇筑及养护
        2.2.4 试验方法
    2.3 立方体劈裂抗拉强度试验结果与分析
        2.3.1 试验现象及试件破坏形态
        2.3.2 试验结果
    2.4 立方体抗压强度试验结果与分析
        2.4.1 试验现象及试件破坏形态
        2.4.2 试验结果
        2.4.3 基于成熟度理论的RCC抗压强度预测分析
    2.5 本章小结
3 多尺度聚丙烯纤维干硬性混凝土单轴受拉性能
    3.1 引言
    3.2 混凝土单轴受拉试验方法及方案设计
        3.2.1 面临的困难
        3.2.2 国内外已有的试验方法
        3.2.3 影响因素分析
        3.2.4 方案设计
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 破坏过程
        3.3.2 荷载-位移曲线
        3.3.3 强度和韧性
    3.4 单轴受拉应力-应变曲线本构模型拟合
        3.4.1 曲线方程形式
        3.4.2 拟合结果
    3.5 PFRCC抗拉性能机理分析
    3.6 本章小结
4 多尺度聚丙烯纤维干硬性混凝土单轴受压性能
    4.1 引言
    4.2 试验方案设计
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 试件破坏形态
        4.3.2 荷载-位移曲线
        4.3.3 强度和韧性
    4.4 单轴受压应力-应变曲线本构模型拟合
        4.4.1 曲线方程形式
        4.4.2 拟合结果
    4.5 PFRCC抗压性能机理分析
    4.6 本章小结
5 多尺度PPF混杂效应对RCC单轴拉压性能的影响
    5.1 引言
    5.2 混掺PPF与RCC强度间的量化探究
        5.2.1 基于“复合力学理论”的讨论
        5.2.2 基于“纤维间距理论”的讨论
    5.3 “多尺度纤维混杂效应函数”的提出
    5.4 多尺度PPF对RCC抗拉本构关系的影响
        5.4.1 单轴受拉强度
        5.4.2 峰值拉应变
        5.4.3 弹性模量
        5.4.4 曲线下降段形状参数
    5.5 多尺度PPF对RCC抗压本构关系的影响
        5.5.1 单轴受压强度
        5.5.2 峰值压应变
        5.5.3 曲线下降段形状参数
    5.6 多尺度PPF混掺配比优化
        5.6.1 FF1和CF1两种纤维混杂增强RCC
        5.6.2 多尺度PPF混杂增强RCC
    5.7 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录
    A.二元PPF任意混掺配比下RCC各力学指标预测值
    B.多尺度PPF任意混掺配比下RCC各力学指标预测值
    C.作者在攻读硕士学位期间发表的论文
    D.作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目
    E.作者在攻读硕士学位期间获得的奖项、证书
    F.学位论文数据集
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于细观结构塑钢纤维轻骨料混凝土受压力学性能数值模拟[J]. 牛建刚,杨溪原,徐泽华.  建筑科学. 2019(03)
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[3]聚乙烯醇纤维混凝土力学性能及早期开裂试验研究[J]. 银英姿,仇贝.  硅酸盐通报. 2019(02)
[4]塑钢纤维掺量、长径比对混凝土力学特性影响[J]. 白春,刘书贤,麻凤海,王俊美,赵娟,姜景原.  非金属矿. 2019(01)
[5]快速施工桥梁的研究进展[J]. 项贻强,竺盛,赵阳.  中国公路学报. 2018(12)
[6]聚丙烯纤维对干硬性再生混凝土性能影响试验研究[J]. 许飞,王兵,宋鲁光.  扬州职业大学学报. 2018(03)
[7]纤维增强水泥基复合材料的纤维混杂效应研究进展[J]. 李黎,曹明莉,冯嘉琪.  应用基础与工程科学学报. 2018(04)
[8]聚丙烯纤维混凝土在水利工程中的应用[J]. 桂锡军.  吉林农业. 2018(14)
[9]混杂纤维增强再生砖骨料混凝土增强机制与抗压性能计算方法[J]. 高丹盈,景嘉骅,周潇.  复合材料学报. 2018(12)
[10]立方体测混凝土抗压强度时的破裂形态与机制[J]. 康亚明,贾延,罗玉财.  西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2018(02)

博士论文
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[3]纤维混凝土单层衬砌隧道稳定性研究[D]. 杜国平.重庆大学 2013
[4]钢—聚丙烯混杂纤维混凝土单轴受压本构关系与受拉性能研究[D]. 张元元.武汉大学 2010
[5]一次摊铺成型的聚合物改性水泥混凝土路面功能层材料研究[D]. 徐方.武汉理工大学 2010
[6]钢纤维喷射混凝土力学特性及其在隧道单层衬砌中的应用研究[D]. 祝云华.重庆大学 2009

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]混杂纤维水泥基复合材料本构关系研究[D]. 丁学兵.安徽理工大学 2018
[3]多尺寸聚丙烯纤维混凝土抗渗性试验研究[D]. 郭哲奇.重庆大学 2018
[4]混杂纤维再生混凝土力学性能及微观结构研究[D]. 高化东.辽宁工业大学 2018
[5]多尺度纤维增强水泥基材料的性能及机理研究[D]. 韩凯.哈尔滨工业大学 2017
[6]多尺寸聚丙烯纤维混凝土抗冻性试验研究[D]. 钟杨.重庆大学 2017
[7]基于双K准则的多尺寸聚丙烯纤维混凝土断裂韧性研究[D]. 代继飞.重庆大学 2017
[8]成熟度法预测冬期施工混凝土的强度[D]. 邱亚.哈尔滨工业大学 2016
[9]耐碱玻璃纤维干硬性混凝土的力学性能试验研究[D]. 宋英杰.哈尔滨工业大学 2016
[10]混杂纤维高强混凝土基本力学性能和耐久性试验研究[D]. 张腾.辽宁工业大学 2014



本文编号：3679660