發(fā)布時間：2020-12-17 19:41

　　海水侵蝕環(huán)境給我國海港混凝土結構帶來嚴重危害。纖維增強水泥基復合材料可以有效減少海水侵蝕帶來的損傷。本文分別采用鋼纖維、鋼-聚丙烯（PP）混雜纖維、鋼-聚乙烯醇（PVA）混雜纖維和苧麻纖維,通過模擬海水開展纖維增強水泥基復合材料的力學性能、干濕循環(huán)與凍融循環(huán)試驗,對比標準養(yǎng)護環(huán)境,研究了海水環(huán)境下纖維增強水泥基復合材料的力學性能、彎曲韌性損傷規(guī)律等。主要研究結論如下:（1）對于鋼纖維增強水泥基復合材料,隨著鋼纖維摻量的增加,拉壓比、抗彎強度以及韌度指標明顯增大,彎曲韌性能力得到提升。當水泥摻量為膠凝材料質量的70%,粉煤灰與硅灰摻量皆為15%時,隨著鋼纖維摻量的增加,彎曲韌性的提高程度最大;當鋼纖維摻量為2%時,額外摻入0.3%摻量的合成纖維,能提高水泥基復合材料的抗壓、劈裂抗拉、抗彎強度、韌性指數、韌度因子及彎曲韌度比;當合成纖維替代0.3%鋼纖維摻量,韌度因子沒有明顯降低,再增加替代量,則會降低纖維水泥基復合材料材料的韌度因子及彎曲韌度比。（2）纖維增強水泥基復合材料隨著海水干濕循環(huán)次數的增加,抗壓、劈裂抗拉強度先增高后降低,抗彎強度逐漸降低;隨著凍融循環(huán)次數的增加,抗壓、劈裂抗拉... 

【文章來源】：武漢科技大學湖北省

【文章頁數】：99 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

標準養(yǎng)護試驗技術路線

武漢科技大學碩士學位論文9圖1.2海水侵蝕試驗技術路線圖1.2為海水環(huán)境下纖維增強水泥基復合材料試驗技術路線。通過對材料宏觀力學性能進行測試，并對試件破壞過程進行觀測，在此基礎上進行相關理論分析。1.3.3研究目標結合國內外研究現狀，本次試驗的總目標是得到在海水環(huán)境下纖維增強水泥基材料力學性能及彎曲韌性的劣化規(guī)律，為實現在實際工程運用中提供相關參考依據。以總目標為指南，具體細化目標如下：(1)配制出具有良好彎曲韌性的纖維水泥基復合材料，測試其標準養(yǎng)護下基本力學性能。測試其抗壓強度、劈裂抗拉強度，通過三點抗彎或四點抗彎試驗，利用三種標準法評定纖維水泥基復合材料的彎曲韌性。(2)通過在海水環(huán)境下對纖維增強水泥基復合材料做干濕循環(huán)/凍融循環(huán)試驗，侵蝕不同時間后的抗壓、抗彎、動彈性模量、質量測試及韌性分析，得到在海水環(huán)境下干濕循環(huán)及凍融循環(huán)后纖維增強水泥基復合材料抗壓強度、劈裂抗拉強度、抗彎強度、相對動彈性模量、質量損失率及韌性劣化程度與海水侵蝕時間的聯系。(3)通過在標準養(yǎng)護下對苧麻纖維增強水泥基復合材料進行膠砂試件抗折、抗壓、自收縮、電阻率試驗分析，得到苧麻纖維增強水泥基材料力學性能與纖維摻量的聯系；在海水環(huán)境下干濕循環(huán)及凍融循環(huán)后纖維增強水泥基復合材料抗彎強度、相對動彈性模量、韌性劣化程度與海水侵蝕時間的聯系。

武漢科技大學碩士學位論文162.3.3立方體劈裂抗拉強度劈裂抗拉試驗按照GB/T50081-2002進行，試驗采用100mm立方體試塊，每組3個試塊。試驗前檢查試塊的外觀，確認試塊無明顯缺陷后，將試件放在劈裂夾具進行試驗，如圖2.2所示。劈裂承壓面和劈裂面與試件成型時的頂面垂直；在上、下壓板與試件之間墊以圓形弧墊塊及墊條各一條，墊塊和墊條與試件長下面中心線對準，將夾具放置于試驗機下壓板的中心位置。開動試驗機，當上壓板和立方體試塊接近時，調整球座，使之接觸均衡，以0.08MPa/s的加載速率均勻加載，當試件接近破壞時，停止調整試驗機油閥，直至破壞，記錄試驗數據。計算結果精確至0.1MPa。圖2.2劈裂抗拉試驗加載示意圖2.3.4抗彎強度抗彎試驗按照GB/T50081-2002的試驗方法，試件尺寸為100mm×100mm×400mm，每組3個，養(yǎng)護28d后進行測試。試驗加載儀器為WAW-1000微機控制電液伺服萬能試驗機，首先利用砂紙將支座和加載點接觸的位置打磨，使之表面平整。按照圖2.3所示試驗裝置安裝試件，利用試驗機按鈕調整上端加載荷頭接觸試件上表面時，以0.02mm/min的速度對試件進行連續(xù)、均勻的加載，直至試件破壞。利用電腦記錄數據并保存荷載-位移曲線。常用的彎曲韌性試驗加載模型是簡支梁三分點加載彎曲模型(簡稱“四點法”)和開口簡支梁三點加載彎曲模型(簡稱“切口梁法”)，梁式構件在彎曲情況下，試件的破壞截面為彎矩最大的截面，四點法的破壞截面在純彎段。從應力的觀點來看，四點法能夠消除彎曲構件中橫向剪應力對彎曲韌性和耗能結果的影響。按照標準計算方法用峰值荷載計算抗彎強度，并通過韌性計算方法對纖維增強水泥基材料的彎曲韌性進行評價。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]電阻率法研究引氣劑對水泥漿體化學收縮及氯離子滲透性的影響[J]. 郭大衛(wèi),廖宜順,江國喜,劉高鵬.  功能材料. 2019(02)
[2]凍融循環(huán)作用下超高性能混凝土界面過渡區(qū)微觀力學性能劣化研究[J]. 謝瑞峰,陸林軍,喬丕忠.  中國科學:技術科學. 2018(10)
[3]海水腐蝕下鋼纖維和PVA-鋼混雜纖維對混凝土力學性能影響的對比[J]. 蔣威,孫敏,李風雷.  混凝土與水泥制品. 2018(09)
[4]天然纖維/環(huán)氧樹脂-混凝土的力學性能及老化規(guī)律[J]. 潘志偉,馬東鵬,廖雨田,劉逸平,蔣震宇,湯立群.  復合材料學報. 2019(06)
[5]混雜纖維混凝土的抗凍性能試驗研究[J]. 肖琦,郝帥,寧喜亮.  混凝土. 2018(07)
[6]超高韌性水泥基材料橋面連續(xù)構造的疲勞試驗[J]. 胡克旭,侯夢君,余江滔,董思衛(wèi).  同濟大學學報(自然科學版). 2018(06)
[7]高吸水性樹脂對水泥漿體電阻率與自收縮的影響[J]. 陳磊,廖宜順,徐鵬飛,鞠家佳,田凱.  混凝土與水泥制品. 2018(02)
[8]鋼-PVA纖維混凝土流動性及力學性能研究[J]. 于婧,翟天文,梁興文,孫驍驥.  建筑材料學報. 2018(03)
[9]反復荷載作用下鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土與鋼筋黏結強度研究[J]. 徐禮華,張奧利,黃樂,陳平.  建筑結構學報. 2017(11)
[10]常溫養(yǎng)護型超高性能混凝土的彎曲性能表征方法[J]. 王俊顏,李鋼,郭君淵,劉超,劉國平.  同濟大學學報(自然科學版). 2017(09)

博士論文
[1]海洋腐蝕與凍融環(huán)境下摻合料混凝土物理力學性能及損傷機理研究[D]. 李雁.中國礦業(yè)大學 2015
[2]碳納米管增強水泥基復合材料多尺度性能及機理研究[D]. 劉巧玲.東南大學 2015
[3]鋼纖維增強混凝土的腐蝕及防護研究[D]. 孫敏.蘇州大學 2011
[4]黃麻纖維用于混凝土增強的研究[D]. 于湖生.東華大學 2010
[5]高強混凝土脆性評價方法及其增韌措施的研究[D]. 郭向勇.武漢大學 2005

碩士論文
[1]摻入混雜纖維對混凝土墩柱耐海水腐蝕性能影響[D]. 李風雷.蘇州科技大學 2017
[2]高韌性纖維增強水泥基復合材料物理力學性能試驗研究[D]. 王衍.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[3]天然纖維水泥基材料力學性能的試驗研究[D]. 史建麗.青島理工大學 2015
[4]混雜纖維混凝土彎曲疲勞特性試驗研究及預測分析[D]. 常佳偉.武漢理工大學 2012
[5]聚丙烯纖維混凝土抗鹽凍性能試驗研究[D]. 趙澤陽.西安建筑科技大學 2011



本文編號：2922592