收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

钢纤维增强混凝土的腐蚀及防护研究

孙敏  
【摘要】:混凝土是当代应用广泛的建筑材料,但是随着混凝土强度的不断提高,其韧性变得较差。而纤维混凝土复合材料可以改善混凝土材料的强度、韧性和抗裂性等性能,其中钢纤维混凝土有着较其它合成纤维混凝土优良的承载能力,是良好的承重结构材料,在建筑、交通、水利等方面发展很快。但在恶劣海洋环境中钢纤维混凝土也会发生锈蚀,从而影响结构的使用性能。 本论文针对钢纤维混凝土的腐蚀问题,完成了以下工作:对钢纤维混凝土的增强机理和腐蚀机理进行了研究,重点研究了海水腐蚀对钢纤维混凝土界面性能和力学性能的影响;提出了采用磷酸锌化学处理法对钢纤维改性的腐蚀防护措施;研究了磷酸锌改性钢纤维混凝土在海水腐蚀环境中的工作性能;提出了钢纤维混凝土强度普适计算模式。 得到了以下的主要结论: 一、通过对钢纤维混凝土结构的分析和实验,发现界面特征对钢纤维混凝土性能的重要性,而海水腐蚀会影响钢纤维水泥基界面的粘结性能。 界面粘结性能是保证钢纤维混凝土优良工作性能的关键,但同时它也是钢纤维混凝土复合材料最薄弱的环节。观测到海水环境腐蚀前后,钢纤维水泥基界面结构和界面粘结强度发生了较大变化:经历模拟海水腐蚀循环后,钢纤维水泥基界面层明显变厚,显微硬度变小,腐蚀环境使得界面层中的弱谷变得更弱,最薄弱点性状与基体的差别越发显著,界面层被削弱。 海水腐蚀环境使钢纤维与水泥基的界面平均粘结强度、纤维脱粘与拔出时所做的功均有明显下降。腐蚀后,纤维与水泥基的界面平均粘结强度降低了20%,而纤维脱粘与拔出时所做的功下降了40%。 二、通过对比试验,发现海水腐蚀前后,钢纤维混凝土构件的抗折强度和弯曲韧性变化较大。 钢纤维弥补了混凝土抗拉强度低的弱点,当钢纤维混凝上基体开裂以后,跨越桥接裂缝的钢纤维开始发挥作用,继续承担由混凝土基体传来的应力。随着裂缝的发展,钢纤维的作用逐渐增大,经过纤维不断的被拔出,曲线逐渐转为下降趋势。从破坏形态来看,未腐蚀试件和受腐蚀的试件开裂时均是首先在纯弯段出现细观裂缝,随着荷载的增加,裂缝不断变宽并向上开展,形成一条主裂缝,这时试件的承载能力显著下降。当裂缝延伸到一定程度时,钢纤维被拔出,试件破坏。 钢纤维混凝土被腐蚀后,钢纤维混凝土试件虽没有出现混凝土剥离现象,但外表均有钢纤维锈迹,钢纤维与混凝土间的粘结性能大大降低,钢纤维的作用未能有效发挥,钢纤维过早被拔出。当钢纤维体积率在0.5%~1.0%时,海水腐蚀会导致钢纤维混凝土构件的抗折强度下降26%~38%。钢纤维混凝土受腐蚀后,试件的韧性降低,钢纤维混凝土构件腐蚀后的弯曲承载能力变化系数降低约29%。腐蚀后,钢纤维对混凝土基体的增韧增强作用减弱。 三、根据腐蚀对钢纤维混凝土界面及宏观力学性能的研究结果,发现钢纤维自身的耐腐蚀性能是保证界面粘结强度和构件强度的关键。结合混凝土工程中的钢材防腐处理措施,同时考虑工程实用性,提出了磷酸锌改性钢纤维的腐蚀防护工艺,并通过加速腐蚀试验证实磷酸锌改性钢纤维自身有着较好的耐海水腐蚀性能。 四、因钢纤维混凝土界面的粘结性能始终是钢纤维混凝土优良工作状态的保证,所以通过界面试验和宏观力学试验进一步检验了磷酸锌改性钢纤维与混凝土界面结构和粘结强度以及构件的强度和韧性。试验证明:磷酸锌改性钢纤维混凝土不仅有良好的耐腐蚀性,同时有较优良的界面特性和力学性能。在模拟海水腐蚀环境中,磷酸锌改性钢纤维混凝土的强度和韧性没有降低。 五、本论文尝试从工程实用角度,结合现有强度理论的特点,提出考虑腐蚀影响效应的钢纤维混凝土强度计算模式。模式的形式简单实用,其中的参数具有明确的物理意义,模式的形式具有普遍适用意义。计算模式的计算结果和试验数据吻合较好。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 宋景文;;太原水泥厂窑口采用钢纤维增强耐火注料[J];砖瓦世界;1984年22期
2 韩登荣;冷壁设备无龟甲钢纤维增强衬里的应用[J];中国设备工程;1992年01期
3 韩增尧;;中国空间碎片防护研究工作进展(英文)[J];航天器工程;2007年05期
4 顾澄中;施美玲;林永渭;吴叙勤;;半金属摩阻材料中钢纤维的应用[J];非金属矿;1993年05期
5 毛应渭,朱相吟;钢纤维增强耐火浇注料的研制及其在窑车上的应用[J];陶瓷研究;1994年02期
6 刘根荣;不定形耐火材料开发研究的新进展[J];硅酸盐通报;1997年01期
7 代小明;;钢纤维增强浇注料的应用[J];四川冶金;1990年03期
8 樊毅;;高摩擦力矩值钢纤维增强粉末冶金摩擦材料[J];粉末冶金材料科学与工程;2008年03期
9 ;国家风电工程涂料涂装防护研究室落户西北永新[J];表面工程资讯;2011年01期
10 勾晓华,王勋陵,陈发虎;氟化氢熏气对植物影响的防护研究[J];西北植物学报;2000年02期
11 刘公理,马保东;钢纤维增强轻质窑车浇注料的生产及应用[J];中国陶瓷;1994年06期
12 苏建国;龙媛媛;杨为刚;刘超;孙艳红;;量子管通环阻垢技术在胜利油田的应用[J];全面腐蚀控制;2009年05期
13 阎致恒;苏堤;;钢纤维与硅氧铝陶瓷纤维对树脂基摩擦材料性能的影响[J];粉末冶金材料科学与工程;2011年01期
14 苏堤;黄伯云;;金属纤维增强型摩擦材料与灰铸铁滑动摩擦性能[J];中南大学学报(自然科学版);2007年04期
15 王立闻;庞宝君;杨震琦;迟润强;;钢纤维活性粉末混凝土高温后动力学特性研究[J];建筑材料学报;2010年05期
16 李丹;李昭业;曹慧;;纤维增强水泥基建筑材料的研究现状[J];建设科技;2011年06期
17 温宏杰,杨乐琴;电炉盖用钢纤维增强浇注料的研制[J];耐火材料;1997年04期
18 李白薇;周娜;;全心全意构筑国家安全防护墙——访中国工程院院士、安全防护研究专家周丰峻[J];中国科技奖励;2010年11期
19 ;中国腐蚀与防护学会首届青年优秀论文讲评会在南京召开[J];中国腐蚀与防护学报;1986年04期
20 雍兴跃;流体腐蚀与防护研究需“加把劲”[J];中国石油和化工;1998年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周璧华;石立华;高成;陈彬;;地闪雷电电磁脉冲防护研究中的几个问题[A];首届中国防雷论坛论文摘编[C];2002年
2 罗光大;徐吉恩;陶定宇;林树;陆光;;异型钢纤维增强结构胶试验研究[A];纤维水泥与纤维混凝土——全国第四届学术会议论文集(二)[C];1992年
3 邵建人;向洪兵;杜继红;;交流系统接地网的腐蚀与防护研究[A];全国电网中性点接地方式与接地技术研讨会论文集[C];2005年
4 章文纲;程铁生;;低周反复荷载作用下钢纤维砼与钢筋粘结锚固性能的研究[A];混凝土结构基本理论及应用第二届学术讨论会论文集(第一卷)[C];1990年
5 邹东明;方坤河;;钢纤维增强碾压混凝土性能研究[A];纤维水泥与纤维混凝土全国第四届学术会议论文集(一)[C];1992年
6 李士恩;;钢纤维增强钢丝网细粒混凝土桥梁工程施工技术规程[A];全国第五届纤维水泥与纤维混凝土学术会议论文集[C];1994年
7 周大伟;黄丽华;顾荣才;;掺入钢纤维增强轻骨料墙板[A];纤维混凝土的技术进展与工程应用——第十一届全国纤维混凝土学术会议论文集[C];2006年
8 曹诚;;钢纤维增强粉煤灰混凝土的路用力学性能研究[A];天津市市政(公路)工程研究院院庆五十五周年论文选集(1950~2005)上册[C];2005年
9 ;胜利油田腐蚀与防护研究所[A];山东石油学会第六届腐蚀与防护技术学术交流会专刊[C];2008年
10 高俊峰;邱洪兴;蒋永生;;钢纤维高强混凝土牛腿计算方法的探讨[A];纤维水泥与纤维混凝土全国第四届学术会议论文集(一)[C];1992年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙敏;钢纤维增强混凝土的腐蚀及防护研究[D];苏州大学;2011年
2 季斌;钢纤维三维编织增强混凝土(3D-BSFC)的静动态力学性能的试验研究与数值模拟[D];南京航空航天大学;2011年
3 陈德兴;钢纤维高强混凝土含损伤率型本构关系研究[D];中国科学技术大学;2009年
4 朱江;纤维增强钢丝网混凝土构件抗弯性能试验研究[D];大连理工大学;2007年
5 王立闻;活性粉末混凝土高温后动力学特性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 易艳玲;临床核医学诊疗中的辐射剂量与防护研究[D];复旦大学;2012年
7 文武;感应雷电磁干扰及其防护研究[D];武汉大学;2004年
8 尤志国;混杂纤维自密实混凝土梁式构件的弯剪性能[D];大连理工大学;2010年
9 白雪飞;抗功耗分析攻击的SMS4密码算法VLSI设计技术研究[D];中国科学技术大学;2008年
10 刘胜兵;混杂纤维增强高性能混凝土深梁受剪性能研究[D];武汉大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王乐明;钢纤维混凝土韧性特征及其支护力学行为研究[D];西南交通大学;2011年
2 李旭东;高温前后钢纤维改性橡胶混凝土力学性能试验研究[D];广东工业大学;2013年
3 王金羽;PVA纤维与钢纤维对高性能纤维增强水泥基复合材料断裂性能的影响试验研究[D];北京交通大学;2011年
4 周世忠;钢纤维局部增强高强混凝土边节点梁端的抗震性能[D];郑州大学;2010年
5 徐飞;钢纤维活性粉末混凝土抗火性能试验研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 张缜;塑钢纤维与钢纤维增强轻骨料混凝土力学性能的试验研究[D];内蒙古科技大学;2012年
7 崔国静;赛柏斯钢纤维复掺高抗渗性能混凝土试验研究[D];兰州理工大学;2012年
8 谈轶文;钢铁高温防护研究[D];华中科技大学;2004年
9 张剑洪;橡胶钢纤维再生骨料混凝土轴压和断裂性能研究[D];广东工业大学;2013年
10 吴晓斌;[D];华侨大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 武华民;甘当防护研究“领头雁”[N];科技日报;2001年
2 本报记者 赵建春通讯员 纪金星 蔡义杰;“电磁空间”的耕耘者[N];中国教育报;2007年
3 本报记者 张德泽本报通讯员 熊学莉 刘胜江;他们捧回六个一等奖[N];重庆日报;2007年
4 吴坤本报通讯员 吴旭 马胜伟;牢记使命 倾心铸盾[N];法制日报;2007年
5 本报记者 梁蓬飞陆荣军 特约记者 施永才;铸盾无形空间[N];解放军报;2007年
6 本报记者 李国 通讯员 熊学莉;如果可能,就走在时代的前面[N];工人日报;2006年
7 王铁 王孝年 秦霞;漂亮女兵 降毒专家[N];科技日报;2008年
8 特约记者 孙现富 本报记者 付毅飞;任辉启 铸造和平之盾[N];科技日报;2002年
9 郭嘉;智慧照亮“电磁空间”[N];人民日报;2007年
10 记者 王建高 通讯员 刘洋;中科院海洋所公众科学日开放[N];科技日报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978