本文關鍵詞：聚丙烯纖維和硅粉對隧道襯砌混凝土抗?jié)B阻裂性能的影響

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【摘要】：隨著國家經濟的發(fā)展,交通基礎設施的建設需求不斷擴張,隧道工程越來越多。隨之帶來的各種隧道工程問題也不斷出現(xiàn),特別是隧道工程的滲漏、開裂等病害問題越來越突出,已成為隧道工程領域的普遍問題。如何從混凝土材料方面提高隧道襯砌的防水、抗?jié)B和阻裂性能,對改善隧道襯砌結構的工作特性,提高隧道耐久性具有重要的工程意義和廣闊的推廣運用前景。本文通過在隧道襯砌混凝土中摻入聚丙烯纖維和硅粉,達到提高和改善襯砌材料抗?jié)B和早期抗裂性能的目的。為驗證其有效性和合理性,論文通過系統(tǒng)的試驗研究和理論分析,詳細探討了聚丙烯纖維和硅粉對襯砌混凝土力學性能、抗?jié)B性能和早期抗裂性能的影響,并從微觀結構方面對上述影響規(guī)律的機理進行詳細闡述,獲得了如下基本認識：(1)聚丙烯纖維和硅粉對混凝土強度的影響具有相互制約的關系。硅粉能顯著提高混凝土強度,但同時會增加混凝土的脆性。纖維對混凝土強度影響較小,不及硅粉顯著；纖維摻量過高時甚至會削弱混凝土強度。但纖維能抑制裂縫的擴展速度,提高混凝土殘余強度。(2)抗?jié)B試驗結果表明摻入硅粉能顯著提高混凝土的抗?jié)B性能,但摻入纖維對抗?jié)B不利。預加載抗?jié)B試驗進一步說明硅粉增加混凝土脆性的特征。混凝土抗?jié)B性和抗壓強度具有明顯的相關性,提高抗壓強度有利于改善其抗?jié)B性能。(3)纖維能顯著抑制早期裂縫開展,控制加載后抗?jié)B性能的劣化。摻入纖維和硅粉,混凝土早期裂縫由寬、長且集中逐漸改善為細、短且發(fā)散的形態(tài)。纖維能顯著提高混凝土的早期抗裂等級。(4)電鏡掃描圖像顯示纖維在混凝土中三維亂向分布,與混凝土基質緊密粘結,共同受力變形。(5)采用分形理論分析硅粉混凝土空隙分形特征,結果表明計盒維數(shù)值隨硅粉摻量增加不斷減小,密實性不斷提高,抗?jié)B性能不斷增強。壓汞試驗結果進一步驗證了硅粉混凝土的平均孔徑、臨界孔徑隨硅粉摻量增加而不斷減小,孔隙形態(tài)和分布得到明顯改善。上述研究成果對認識聚丙烯纖維和硅粉摻量對隧道襯砌混凝土抗?jié)B阻裂性能的影響具有重要意義,可為其在隧道工程中的推廣應用提供理論依據和數(shù)據參考。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U455.91

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本文編號：1291491