纖維增強水泥基復合材料抗裂與耐撞磨性能研究.pdf

1、普通混凝土是土木工程中用量最大的結構工程材料，具有良好的工作性、抗壓強度、長期性能和經濟性，能夠很好地與建筑鋼材復合成鋼筋混凝土和預應力混凝土。近年來，隨著混凝土材料的發(fā)展和泵送技術的提高，大流動性混凝土出現(xiàn)了收縮增大和抗裂性交差的狀況，因此，研究限縮、抗裂和耐久性的混凝土材料成為當務之急。在改性混凝土的研究與應用中，纖維混凝土的地位越來越重要，目前工程應用中采用最多的有鋼纖維、聚丙烯纖維和尼龍纖維等，聚乙烯醇纖維以其抗拉強度高、彈性模

2、量高、耐酸、耐堿等特點逐漸受到人們的重視。 本文結合京杭運河“皂河三線”船閘工程的建設，在解決聚乙烯醇纖維在水泥基材料中分散性差的基礎上，以“三摻技術”（摻Ⅰ級粉煤灰、纖維和聚羧酸類超塑化劑）為指導，采用在同一基準配合比上變換纖維品種和摻量的方法，系統(tǒng)研究了摻量對摻PVA纖維、PP纖維和鋼纖維的混凝土工作性，力學性能，收縮與抗裂性能，耐撞磨、抗沖擊性能以及耐久性的規(guī)律。 對出廠半成品PVA纖維分別采用水，CMC溶液，乙醇

3、，纖維分散劑及粉煤灰載體等措施進行預處理，并用“水洗法”評價纖維的分散性，試驗結果表明，經預處理的PVA纖維在水泥基材料中的分散性得到了改善，其中采用纖維分散劑處理的纖維分散性已經接近或者達到實用標準。 對摻纖維的混凝土的工作性能進行研究，發(fā)現(xiàn)隨著纖維摻量增大，混凝土流動度下降，含氣量提高；對硬化混凝土進行了抗壓強度、抗折強度、劈裂抗拉強度和彈性模量進行了試驗研究，發(fā)現(xiàn)纖維對混凝土強度和彈性模量改善不明顯，對混凝土增韌效果顯著，

4、混凝土動彈性模量與齡期近似符合y=exp（a+b/（x+c））。 對大流動性混凝土的塑性開裂進行了研究，試驗結果表明：控制合理的砂率，使用養(yǎng)護劑養(yǎng)護、表面布撒纖維、粗骨料用界面劑處理等措施能有效抑制混凝土塑性開裂；通過對纖維混凝土的塑性開裂、自由干縮和限制干縮性能試驗研究，比對了各類纖維不同摻量時對抑制混凝土塑性開裂、自由干縮和限制干縮影響的大小，并對其規(guī)律進行了總結和機理分析。 采用改進的洛杉磯磨耗法對纖維混凝土耐撞磨

5、性能進行了測定和評價，分析了纖維摻量對混凝土耐撞磨性能的影響規(guī)律，并對試驗結果進行擬合，分析了纖維摻量對撞磨質量損失率速率的影響規(guī)律；采用“落錘法”對纖維混凝土抗沖擊性能進行了研究，對各組纖維混凝土不同纖維摻量時的抗沖擊性能規(guī)律進行了總結，并采用能量轉換的觀點，建立混凝土沖擊模型，對不同纖維不同摻量對混凝土抗沖擊性能的機理進行分析。 對各組纖維混凝土不同摻量時的抗?jié)B性、抗氯離子滲透性能、氯離子擴散系數、抗凍性能、抗碳化性能以及裂