混凝土以抗拉強(qiáng)度低、韌性和耐久性能差等缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了其在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍。復(fù)合化是改進(jìn)與提高材料性能的有效方法,將纖維摻入到混凝土基體后兩者構(gòu)成一個(gè)整體協(xié)同作用,可以使混凝土表現(xiàn)出更多優(yōu)異的性能。同時(shí)與單摻纖維混凝土相比,混雜纖維混凝土中不同的纖維能夠發(fā)揮出各自的優(yōu)勢,可以更好的改善混凝土的性能。玄武巖纖維是混凝土增強(qiáng)領(lǐng)域的新興材料,研究其對(duì)混凝土性能影響的規(guī)律性,以期更好的改善混凝土的性能。本研究選取了兩種纖維類型:玄武巖纖維12mm,聚丙烯纖維6mm、12mm、18mm;四種不同纖維體積摻量:0.05%、0.1%、0.15%、0.2%。在保持混凝土配合比不變的條件下,研究了隨纖維摻量的改變,單摻纖維和混雜纖維對(duì)混凝土的工作性能及力學(xué)性和抗?jié)B性能的影響;并將兩者對(duì)混凝土的作用效果進(jìn)行了對(duì)比分析,同時(shí)研究了聚丙烯纖維長度的不同對(duì)混雜效果所產(chǎn)生影響。通過微觀試驗(yàn)和力學(xué)理論分析探討了纖維增強(qiáng)混凝土的作用機(jī)理,利用核磁共振孔隙分析儀分析了混凝土的孔隙結(jié)構(gòu),探討分析了纖維影響混凝土抗?jié)B性能的作用機(jī)理。結(jié)果表明:(1)單摻玄武巖纖維與各系列混雜纖維都降低了混凝土的坍落度。同體積纖維摻量下,各系列混雜纖維對(duì)混凝土坍落度的影響小于單摻玄武巖纖維。纖維摻入混凝土后使混凝土的保水性能和黏聚性增加,離析、泌水率減少。纖維對(duì)混凝土早期抗壓、劈拉強(qiáng)度的增強(qiáng)效果高于后期,單摻和混摻方式下混凝土的抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度都隨纖維摻量的增加先增加后減少;6mm、12mm長的聚丙烯纖維與玄武巖纖維混雜效果最優(yōu)。纖維能夠極大的增強(qiáng)混凝土的抗折強(qiáng)度。單摻和混雜方式下,混凝土的抗折強(qiáng)度隨纖維摻量的增加,先增大后減少。與單摻玄武纖維相比,混雜纖維呈現(xiàn)出正的混雜效應(yīng),混凝土的韌性也得到了極大的改善。(2)纖維摻入混凝土后呈三維亂向分布,對(duì)混凝土的初始缺陷有良好的改善作用。混凝土受彎破壞時(shí),高彈性模量的玄武巖纖維承擔(dān)著基體開裂后的橋聯(lián)作用,而低彈性模量的聚丙烯纖維可以細(xì)化混凝土內(nèi)部的微裂縫,減少裂縫尖端的應(yīng)力集中,使其內(nèi)部的應(yīng)力更加均勻。兩者之間通過協(xié)調(diào)作用、取長補(bǔ)短,從而增強(qiáng)了混凝土的性能。(3)利用滲水高度法和孔隙分析儀從宏觀和微觀上分析了纖維對(duì)混凝土抗?jié)B性能的影響,并探討了纖維增強(qiáng)混凝土抗?jié)B性能的作用機(jī)理。結(jié)果表明:當(dāng)纖維的摻量從0.05%增加到0.1%時(shí),單摻玄武巖纖維可以增強(qiáng)混凝土的抗?jié)B性能,混雜纖維對(duì)混凝土的抗?jié)B效果優(yōu)于單摻玄武巖纖維。0.05%~0.2%纖維摻量范圍內(nèi),混雜纖維中,BF12PP6組纖維增強(qiáng)混凝土的抗?jié)B效果最好。當(dāng)纖維摻量從0.15%增大到0.2%時(shí),各組纖維使混凝土的抗?jié)B性能降低。適量纖維摻入到混凝土后可以優(yōu)化混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu),使抗?jié)B性能得到改善,當(dāng)纖維摻量過多時(shí)結(jié)果相反。
【學(xué)位單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU528
【部分圖文】：

的細(xì)骨料為洞庭湖的天然砂，篩分試驗(yàn)結(jié)果見表程集料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E42-2005）中規(guī)定的方計(jì)算得到砂的細(xì)度模數(shù)為 2.8，屬于中砂范圍。級(jí)表 2.4 細(xì)骨料篩分試驗(yàn)結(jié)果m） 平均累計(jì)篩余（%） 規(guī)范要/ 0.6 3.1 12.8 44.1 87.0 93.7 99.6 100.0

（c）12mm 聚丙烯纖維 （d）18mm 聚丙烯纖維圖 2-2 試驗(yàn)用的纖維2.2 試驗(yàn)方案本文研究的方案是：在保持混凝土配合比不變的情況下，進(jìn)行四種不同纖維體積摻量（0.05%、0.1%、0.15%、0.2%）下的單摻玄武巖纖維和玄武巖、聚丙烯混雜纖維對(duì)混凝土的工作性能、力學(xué)性能和抗?jié)B性能的影響；并比較兩者的作用效果。同時(shí)研究隨聚丙烯纖維長度的改變對(duì)混雜效果所產(chǎn)生影響，通過微觀試驗(yàn)和力學(xué)理論分析探討纖維增強(qiáng)增韌混凝土的作用機(jī)理，利用核磁共振孔隙分析儀分析混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)，探討分析纖維影響混凝土抗?jié)B性能的作用機(jī)理。2.2.1 配合比設(shè)計(jì)纖維混凝土已經(jīng)在道路、機(jī)場跑道、碼頭等領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用，但是關(guān)于纖維混凝土配合比的設(shè)計(jì)方法目前還沒有建立一套合理又成熟的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)纖維摻量較少時(shí)可以采用混凝土立方體的抗壓強(qiáng)度為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，同

圖 2-3 攪拌機(jī) 圖 2-4 振動(dòng)臺(tái)2.3 試驗(yàn)方法2.3.1 工作性能試驗(yàn)混凝土的工作性又叫和易性，指的是混凝土拌和物能夠滿足施工要求，并能獲得質(zhì)量均勻、成型密實(shí)的混凝土的性能[50]。試驗(yàn)操作依據(jù)《普通混凝土拌和物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50080-2002）中的規(guī)定進(jìn)行，采用坍落度法測定新拌混凝土的流動(dòng)性，同時(shí)在試驗(yàn)過程中對(duì)混凝土的黏聚性和保水性的狀態(tài)進(jìn)行觀測。試驗(yàn)所用的坍落度筒如圖 2-5 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2814975