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《辽宁工业大学》 2018年
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混杂纤维再生混凝土力学性能及微观结构研究

高化东  
【摘要】:再生混凝土(recycled aggregate concrete,RAC)的应用较好的解决了废弃混凝土引起的环境污染问题,有着显著的经济和社会效益。但由于再生骨料自身的缺陷,导致RAC强度、弯曲韧性、断裂性能等基本力学性均较普通混凝土低。如何提高其力学性能,已成为RAC推广应用技术中亟待解决的重要问题之一。近年来研究表明,将一些纤维掺入到混凝土中可以较好的改善混凝土的缺陷,有效提高混凝土的力学性能。目前,对于这种纤维增强混凝土的抗压、抗折等力学性能国内外已经取得了一定的研究成果。但对纤维RAC力学性能的研究还相对较少。本文选取高弹性模量的钢纤维和低弹性模量的聚丙烯纤维以单掺和混掺的方式掺入RAC中,探讨较高掺量下纤维的不同掺入方式及不同纤维掺量对RAC基本力学性能的影响规律,并借助扫描电子显微镜分析了纤维RAC中水泥石基体、骨料与水泥石、纤维与水泥石界面过渡区的微观形貌,从微观层次上对纤维RAC的增韧机理进行了阐述。本文主要工作如下:(1)选取钢纤维掺量为:0.5%、1.0%和1.5%,聚丙烯纤维掺量为:0.6%、0.9%和1.2%,设计制作了144个单掺钢纤维、单掺聚丙烯纤维及钢-聚丙烯混杂纤维RAC试件。研究了不同掺量下各RAC试件的坍落流动度、抗压强度和劈拉强度。试验结果表明:掺入纤维的RAC试件坍落度值均随着纤维掺量的增加而降低;单掺钢纤维和混杂纤维RAC试件的立方体抗压强度均有一定程度的提高,但单掺聚丙烯试件的抗压强度则有所降低,其立方体抗压强度小于素RAC试件;无论钢纤维和聚丙烯纤维单掺还是混合掺入,RAC试件的劈裂抗拉强度较素RAC试件均有不同程度的提高。(2)通过尺寸为100mm×100mm×400mm的48个小梁试件进行四点弯曲试验,研究了钢纤维和聚丙烯纤维掺入方式、纤维掺量对纤维RAC弯曲韧性的影响,计算了弯曲韧性指数和剩余强度,并给出了纤维体积掺量与弯曲韧性指数之间的函数关系。研究结果表明:钢纤维和聚丙烯纤维的掺入对RAC弯曲性能有很大的改善,且混杂纤维改善效果优于单掺纤维。当钢纤维体积掺量为1.0%聚丙烯体积掺量为0.9%时,混杂纤维RAC表现出良好的混杂效应,对弯曲性能的改善最为理想。(3)通过尺寸为150mm×150mm×550mm的48个切口梁试件进行三点弯曲试验,研究了钢纤维和聚丙烯纤维掺入方式、纤维掺量对纤维RAC断裂性能的影响,计算了断裂韧度和断裂能,并给出了纤维体积掺量与断裂能以及挠度和裂缝张开口位移之间的函数关系。研究发现:钢纤维和聚丙烯纤维的掺入对于RAC的断裂性能有明显的改善。且混杂试件的断裂能和断裂韧度均高于同体积掺量下的单掺试件,表明混杂纤维RAC试件相比单掺钢纤维RAC试件来说,对RAC断裂性能的改善具有更显著的效果。当钢纤维体积掺量为1.5%聚丙烯体积掺量为0.9%时,混杂纤维RAC试件的断裂性能最好。(4)借助扫描电镜SEM观测和分析了纤维RAC的水泥石、水泥石与骨料以及水泥石与纤维界面过渡区内的水化产物、孔隙、裂缝等,并从微观层面解释了纤维的增强增韧效果。
【学位授予单位】:辽宁工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TU528.572

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