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聚丙烯-纤维素纤维轻骨料混凝土力学性能及抗冻性能试验研究

郭璞  
【摘要】:随着城市化逐步加深,混凝土凭借自身的优良性能成为了应用最广泛的建筑材料。关于混凝土各方面性能的研究也有了较深入的发展。浮石轻骨料混凝土凭借质量轻、保温性好、隔热强、抗冻性好的特点,应用前景十分广泛。内蒙古地区天然浮石资源丰富,用浮石取代普通混凝土的粗骨料制备轻骨料混凝土。研究聚丙烯纤维和纤维素纤维混杂对轻骨料混凝土的影响,通过抗压强度、劈裂抗拉强度、相对动弹性模量、质量损失率等指标探讨其宏观性能。并通采用扫描电镜、压汞试验对其微观形貌、孔隙变化规律及孔径分布变化等进行深入研究,结果表明:(1)纤维素纤维掺入量的逐渐增加,立方体抗压强度值和劈裂抗拉强度值都先升高然后下降。最优掺量为聚丙烯纤维0.6 kg/m~3,纤维素纤维0.9 kg/m~3。立方体抗压强度最优值为38.76MPa,增加了11.1%。劈裂抗拉强度最优值为3.2MPa,增加了77.8%。(2)建立了浮石轻骨料混凝土强度预测模型,与其他学者的模型、试验数据及BP神经网络预测结果进行对比验证,验证结果表明本文预测公式精度较高,试验数据验证误差较小,可以为浮石轻骨料混凝土抗压强度相关研究提供借鉴参考。(3)纤维素纤维加入使轻骨料混凝土试件的抗冻性能得到了提升,聚丙烯纤维0.6 kg/m~3纤维素纤维0.9 kg/m~3时抗冻效果最好。加入纤维素纤维可以使孔结构特征参数变化量小于基准组,孔径分布占比也优于基准组,同时使轻骨料混凝土孔径变化的速率下降。(4)通过灰熵关联度确定了孔隙特征参数以及孔径分布对宏观试验结果影响大小排序。对抗压强度影响最大因素是总孔面积、20nm孔径分布灰熵关联度值为0.99287和0.99356;对质量损失率影响最大因素是总孔体积、50-200nm孔径分布灰熵关联度值为0.99403和0.9991;对相对动弹性模量最大因素是总孔面积、20nm孔径分布灰熵关联度值为0.99903和0.99939。根据影响排序对混凝土冻融循环过程中的抗压强度以及相对动弹性模量建立了GM(1,3)模型。


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