【摘要】：凍融破壞是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素之一,在我國(guó)嚴(yán)寒地區(qū),特別是北方地區(qū),由于凍融作用,這些地區(qū)的水工建筑物容易出現(xiàn)嚴(yán)重的凍融損傷破壞。所以如何提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗凍融能力是一個(gè)重要的熱點(diǎn)研究問(wèn)題。聚乙烯醇(PVA)纖維與水泥基體具有良好黏結(jié)界面等諸多優(yōu)良性能,能有效改善混凝土性能劣化。目前對(duì)于PVA纖維增強(qiáng)混凝土的凍融特性研究則主要集中在28d抗拉、抗壓、韌性抗沖擊性等短期力學(xué)性能。對(duì)寒冷條件下,凍融環(huán)境的早強(qiáng)纖維增強(qiáng)快硬混凝土抗凍耐久性的研究尚不充分,為了揭示凍融作用下快硬PVA纖維混凝土的力學(xué)性能及其變化規(guī)律,本文對(duì)不同纖維體積摻量的纖維增強(qiáng)快硬混凝土開展了凍融循環(huán)研究,研究了不同凍融循環(huán)次數(shù)后的材料抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、相對(duì)動(dòng)彈性模量與質(zhì)量損失率退化規(guī)律,并提出了早強(qiáng)PVA纖維快硬混凝土相對(duì)動(dòng)彈性模量?jī)鋈趽p傷模型。本文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:(1)通過(guò)對(duì)不同體積摻量PVA纖維增強(qiáng)快硬混凝土開展早期凍融循環(huán)試驗(yàn),分析了混凝土凍融前后的抗壓、抗折強(qiáng)度影響規(guī)律及宏觀破壞形態(tài)。試驗(yàn)結(jié)果表明:隨著纖維的摻量增加,PVA纖維增強(qiáng)快硬混凝土的抗壓及抗折強(qiáng)度呈現(xiàn)先增大后減小趨勢(shì),但均高于未摻入纖維試件;由于纖維存在,試件受壓失效模式由脆性破壞轉(zhuǎn)為延性破壞;隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加,PVA纖維增強(qiáng)快硬混凝土的抗壓與抗彎力學(xué)性能均呈現(xiàn)下降趨勢(shì);當(dāng)PVA纖維摻量不超過(guò)0.6%時(shí),能有效改善材料抗凍融性能。(2)以超聲波波速和質(zhì)量損失率為損傷變量對(duì)PVA纖維增強(qiáng)快硬混凝土進(jìn)行抗凍性分析,結(jié)果表明:摻入了PVA纖維的各組混凝土的超聲波初始波速都高于普通混凝土;隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加,各組混凝土的縱波波速都有所下降;200次凍融循環(huán)后,PVA摻量為0%、0.2%、0.4%、0.6%試件縱波波速相對(duì)于初始波速分別降低了14.8%、9.2%、10.6%和13.8%,纖維摻量在0.2%-0.4%的下降幅度較小,表明摻0.2%-0.4%的PVA纖維對(duì)于提高快硬混凝土整體密實(shí)度及抗凍融能力效果較好。(3)基于損傷理論研究方法,建立了PVA纖維增強(qiáng)快硬混凝土的損傷度與凍融循環(huán)次數(shù)之間的一元三次多項(xiàng)式凍融損傷演化方程和大致符合二參數(shù)weibull概率分布的凍融損傷演化方程;提出了的一種修正的指數(shù)形式表達(dá)的PVA纖維早強(qiáng)混凝土相對(duì)動(dòng)彈性模量?jī)鋈趽p傷預(yù)測(cè)模型具有較高的適用性及擬合精度,能較好地反映PVA纖維快凝混凝土凍融損傷的演化規(guī)律。
【圖文】：

圖 1.1 混凝土結(jié)構(gòu)的凍融破壞在國(guó)外混凝土凍融破壞的現(xiàn)象也非常普遍，據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施如公路、橋梁、壩面等的修復(fù)每年就要花費(fèi)近 500 億美元[14]。圖 1.2 混凝土路面的凍融破壞基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)和恢復(fù)已成為全球性問(wèn)題。在寒冷天氣環(huán)境中加速惡化，因此混凝土經(jīng)受凍融循環(huán)，，這是在寒冷氣候地區(qū)公路路面，機(jī)場(chǎng)路面，橋面和停車

2圖 1.2 混凝土路面的凍融破壞的維護(hù)和恢復(fù)已成為全球性問(wèn)題。在寒冷天氣環(huán)凍融循環(huán)，這是在寒冷氣候地區(qū)公路路面，機(jī)場(chǎng)的主要原因之一。凍融破壞一方面會(huì)造成混凝土用壽命，而且會(huì)影響建筑物的安全使用性能，另巨大的經(jīng)濟(jì)損失。凍融作用引起混凝土微觀結(jié)構(gòu)隙，產(chǎn)生的微裂縫不斷的擴(kuò)展從而影響了混凝外相關(guān)學(xué)者開展了大量有益探索，這些研究共以提高其抗凍性。這是由于纖維不但可以有效的高其基體的強(qiáng)度；同時(shí)纖維在水泥基體中隨機(jī)分出，增加了混凝土內(nèi)部的氣體含量，起到了引氣
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU528

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本文編號(hào)：2608652