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《辽宁工程技术大学》 2017年
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聚丙烯纤维混凝土吸水性试验研究

陈红艳  
【摘要】:混凝土结构自身特性使得其在服役阶段经常是带裂缝工作,聚丙烯纤维能够有效阻止混凝土内部及表面裂缝的形成及开展,避免水在基体空隙、界面和裂缝中的传输对混凝土结构的耐久性产生不利影响。由于混凝土为非饱和建筑材料,因此水分在混凝土内部传输方式主要是毛细吸水。通常认为,混凝土结构在服役阶段一般都承受长期荷载作用,在荷载的作用下混凝土内部产生微裂缝并形成通道,水及其他有害介质极易通过通道进入到混凝土材料内部,引起混凝土材料劣化、耐久性能降低。将聚丙烯纤维和水泥基材混合而成的复合材料即为聚丙烯纤维混凝土,此种混凝土能够抑制混凝土在受力情况下发生裂缝破坏,进而阻止空气、水等有害介质侵入混凝土内部,从而提高其耐久性,使其能够在特殊环境情况下适应不同的环境,为混凝土结构的加固提供一个简单快捷的途径。依据上述分析,本文重点对处于常见受力状态下的聚丙烯纤维混凝土进行吸水性试验研究,探究聚丙烯纤维是否能够通过其阻裂效应改善混凝土结构的吸水性能,主要工作如下:(1)设计五种不同体积掺量的聚丙烯纤维混凝土空心圆柱试件,并对其进行抗压承载力试验,得出不同体积掺量的聚丙烯纤维对混凝土抗压强度的影响,并得出每组试件的极限抗压应力,为之后不同荷载水平的选定提供极限抗压荷载值。试验结果显示,相比较于素混凝土,聚丙烯纤维混凝土并未对混凝土的抗压能力产生过多贡献,但是根据试件破坏状况可以看出,相比较于素混凝土的脆性破坏,聚丙烯纤维显著提高混凝土的抗裂效应。(2)对不同体积掺量的聚丙烯纤维混凝土空心圆柱试件进行吸水试验,不对试件施加荷载,对比分析试验结果,探究不同纤维掺量对混凝土内部结构的改善效果,并为之后研究混凝土在不同荷载水平、不同荷载方式下的吸水性能做对比参考。(3)对不同体积掺量的聚丙烯纤维混凝土空心圆柱试件进行吸水试验,采用持续加载的加载方式,加载水平分别取其极限抗压荷载的30%、50%、70%,受不同纤维掺量及不同荷载水平的影响,通过达西扩展定理,对试件单位面积12小时累计吸水高度、吸水速率进行分析,探究聚丙烯纤维是否能够通过阻止混凝土裂缝开展来改善混凝土的吸水性能。通过对比分析不同掺量及不同荷载水平的混凝土试件吸水情况,得出聚丙烯纤维掺量、荷载水平对混凝土试件水分传输能力的影响,并为聚丙烯纤维的最优掺量给出参考取值。(4)对不同体积掺量的聚丙烯纤维混凝土空心圆柱试件进行吸水试验。加载水平分别取其极限抗压荷载的30%、50%、70%,采用加载至预计荷载水平后卸载至0并重复30次的加载机制,对试件进行吸水试验,受纤维掺量以及荷载水平的影响,试件的吸水性能呈现非线性规律性变化,通过对比实验,得到加载方式、加载水平的不同,聚丙烯纤维混凝土试件单位面积吸水高度、吸水速率随时间所呈现的规律变化,从而得出聚丙烯纤维对混凝土抵抗吸水能力的提高程度。(5)对所有经过吸水试验的试件进行压载,测出残余抗压应力,所得结果与初始极限抗压应力进行对比,得出聚丙烯纤维混凝土在承受不同荷载方式(不加载、持载、重复加载)吸水试验后的抗压应力,探究聚丙烯纤维对混凝土吸水后抗压应力的贡献程度。
【学位授予单位】:辽宁工程技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU528

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