玄武巖纖維聚合物水泥混凝土是國際上近些年發(fā)展極為快速的新型水泥復(fù)合型材料,它在抗凍性能、耐沖擊、抗拉抗彎強(qiáng)度等性能方面有著極為顯著的優(yōu)勢,使之在水利、機(jī)場、道路、軍事等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,在公路領(lǐng)域多應(yīng)用在橋面鋪裝層的修筑工作中。當(dāng)混凝土中摻加聚合物乳液時(shí),在水泥粒子及其水化物、骨料和纖維界面上的部分區(qū)域構(gòu)筑成聚合物薄膜,后者對水泥粒子、骨料以及水化物、纖維等等有著顯著的包裹效應(yīng),顯著降低混凝土內(nèi)部裂紋產(chǎn)生和擴(kuò)展的可能性。界面過渡層的存在,使混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)結(jié)合緊密,當(dāng)混凝土受力時(shí),有效緩解復(fù)合材料中由材料突變引起的應(yīng)力集中,增強(qiáng)混凝土抵御外部環(huán)境的能力,結(jié)果顯著提高了混凝土的力學(xué)性能和長期性能。玄武巖纖維聚合物水泥混凝土作為路面鋪裝材料可以改善路面的鋪裝性能,提高路面和橋面的抗壓強(qiáng)度,延長其使用壽命。本文進(jìn)行了混凝土力學(xué)性能和耐久性能試驗(yàn),提出了應(yīng)用于橋面鋪裝層的C50玄武巖聚合物水泥混凝土配合比;同時(shí)結(jié)合工程實(shí)際,提出玄武巖纖維聚合物水泥混凝土橋面鋪裝層施工工藝,取得了良好的使用效果。玄武巖纖維和聚合物對普通混凝土力學(xué)性能、工作性能和耐久性能三個(gè)方面的影響進(jìn)行研究,提出了玄武巖纖... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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基準(zhǔn)混凝從圖4-1可以看出，普通混凝土澆

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文46凝土內(nèi)部就容易產(chǎn)生裂紋，在負(fù)荷不斷增長之下，這些裂紋尖端之處的應(yīng)力將會更強(qiáng)，會使得裂紋進(jìn)一步擴(kuò)大，直至樣件遭受嚴(yán)重性破壞。圖4-2摻玄武巖纖維混凝土的微觀形貌分析上圖可知，該28d纖維混凝土樣件，其中的纖維與混凝土之間連接較為緊密，纖維被水泥漿體緊密包裹。圖中可以看出，無論是基準(zhǔn)混凝土還是摻玄武巖纖維混凝上，周圍的水泥漿體水化較好，并沒有大量氫氧化鈣聚集。但是基準(zhǔn)混凝土界面上有微裂縫存在，而摻玄武巖纖維的混凝土未見明顯的裂縫。其原因就是水泥漿體在塑性與干縮之時(shí)因?yàn)閮?nèi)應(yīng)力較大，進(jìn)而形成相應(yīng)的微裂縫，在摻入玄武巖纖維之后，纖維呈現(xiàn)出亂向分布模式，并能穿過微裂縫，從而對后者的生長帶來抑制效應(yīng)。如果混凝土遭受到外載荷，纖維會吸收其中的部分能量，進(jìn)而對裂縫的發(fā)展速度帶來遏制，這樣就能顯著提升混凝土的承載能力。武巖纖維比表面積大，在摻入至水泥混凝土之后，玄武巖纖維會均與的分散于該混凝體體系之內(nèi)，并呈現(xiàn)出亂向分布態(tài)，因?yàn)樵摾w維的彈性模量相較于塑性漿體而言更高，而且纖維與水泥混凝土之間還存在著界面粘結(jié)力與機(jī)械嚙合力等。這使得混凝土在硬化之后的抗拉強(qiáng)度得到顯著提升。在混凝土遭受應(yīng)力作用之時(shí)，微裂紋所形成的垂直應(yīng)力分量就會受到玄武巖纖維的遏制，而且玄武巖纖維與周圍混凝土基體間粘結(jié)力會顯著增強(qiáng)，于是就能減弱裂紋尖端的應(yīng)力大小，使得裂紋的發(fā)展難度進(jìn)一步增強(qiáng)。此外適當(dāng)?shù)膿饺肜w維也能很好防范混凝土基體骨料沉降問題，進(jìn)而對混凝土的離析傾向進(jìn)行遏制，進(jìn)而對混凝土內(nèi)部孔隙加以減少，增加體系密實(shí)度，從而提高混凝土的抗?jié)B性。由玄武巖纖維力學(xué)性能及微觀綜合分析知：隨著玄武巖纖維摻入量的不斷提升，該混凝土的抗?jié)B與抵抗變形

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文47會過度交纏，進(jìn)而難以分散，它的作用也就很難得到發(fā)揮，僅僅稍微提升混凝土的抵抗變形能力。而且過多的纖維也會使得混凝土的抗?jié)B透能力顯著下降。而對混凝土耐久性進(jìn)行評價(jià)的關(guān)鍵指標(biāo)就是混凝土的抗?jié)B性與抵抗變形能力。所以，適當(dāng)增加該摻入量就能顯著改善混凝土的耐久性，如果過量，那么對應(yīng)的效果就不會顯著[53]。4.1.2丁苯乳液聚合物的微觀分析微觀分析中選取具有代表性的丁苯乳液聚合物摻量10%與基準(zhǔn)混凝土對比觀察分析。分析的混凝土試樣選取前面實(shí)驗(yàn)中養(yǎng)護(hù)了28d的試件。圖4-3基準(zhǔn)混凝土的微觀形貌圖4-4摻丁苯乳液混凝土的微觀形貌圖4-3顯示了基準(zhǔn)混凝土的微觀結(jié)構(gòu)形貌。分析上圖可知，沒有摻入丁苯乳液的混凝土，其中水化產(chǎn)物存在著相互獨(dú)立的鈣礬石晶體結(jié)構(gòu)，此外還包括了具有絮狀的水化CSH凝膠。其中的水化產(chǎn)品之間存在著較多的孔隙，同時(shí)這些孔隙之間具有較少的連接。整體水化產(chǎn)物之間的結(jié)構(gòu)頗為松散，且內(nèi)含相對較大的空穴，此外，漿體的表面還能觀察到相應(yīng)的微裂紋，在加入相關(guān)聚合物之后，分析4-4圖，便能發(fā)現(xiàn)其水化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)會更為緊密，微裂紋現(xiàn)象也會明顯減少，鈣礬石晶體之間被一些薄膜狀的聚合物粘結(jié)在一起，聚合物膜狀物既能夠填充相關(guān)的空穴，同時(shí)也能與相關(guān)的隙縫進(jìn)行對接。通過改性之后的混凝土其中間的界面結(jié)構(gòu)亦可得到極佳改善，水泥漿體與骨料之間的粘結(jié)力增長明顯。實(shí)際上，對于基質(zhì)混凝土而言，這種界面區(qū)域常常是薄弱之處，若是混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力作用，那么過渡區(qū)域就更容易產(chǎn)生裂紋。而在聚合物作用之下，根據(jù)Ohama理論可知，這些聚合物會在水泥與骨料之間構(gòu)成膜結(jié)構(gòu)，由此將它們進(jìn)行更好的固結(jié)，從而使得混凝土的密實(shí)度與牢固度明顯增強(qiáng)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3304706