本文關(guān)鍵詞：玄武巖纖維增強(qiáng)水泥基材料耐久性能研究

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【摘要】：玄武巖纖維是一種彈性模量高、抗拉極限強(qiáng)度大、比重輕,高溫穩(wěn)定性良好的新型無(wú)機(jī)纖維。然而,玄武巖纖維對(duì)水泥基材料的增強(qiáng)效果還存在爭(zhēng)議,玄武巖纖維在水泥基材料內(nèi)高堿性環(huán)境的耐久性還存在風(fēng)險(xiǎn),玄武巖纖維作為海工混凝土的增強(qiáng)材料的耐久性尚需評(píng)估。本文針對(duì)以上存在的問(wèn)題,進(jìn)行了玄武巖纖維在增強(qiáng)水泥材料力學(xué)、耐久和耐海水性能方面的研究,為玄武巖纖維在水泥基材料中應(yīng)用提供了實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)支撐。對(duì)比研究了玄武巖纖維耐堿玻璃、無(wú)堿玻璃纖維、玄武巖纖維在水泥質(zhì)量1.5%的摻量下對(duì)砂漿力學(xué)性能增強(qiáng)效果。同時(shí)研究輔助性膠凝材料對(duì)玄武巖纖維增強(qiáng)砂漿力學(xué)性能。結(jié)果表明,玄武巖纖維對(duì)砂漿的抗折強(qiáng)度具有最好的增強(qiáng)作用,常溫養(yǎng)護(hù)90天后玄武巖纖維、無(wú)堿玻璃纖維和耐堿玻璃纖維的增強(qiáng)效果分別為1.2%、-3.6%和-8.5%,三種纖維都會(huì)降低砂漿的抗壓強(qiáng)度。輔助性膠凝材料可以提高纖維增強(qiáng)砂漿的力學(xué)性能,當(dāng)硅灰和粉煤灰分別替代10%和15%的水泥量時(shí),常溫養(yǎng)護(hù)90天后,纖維增強(qiáng)砂漿的抗壓強(qiáng)度以及抗折強(qiáng)度較純水泥纖維增強(qiáng)砂漿分別提高了24.4%和8.55%以及13.25%和9.64%。以C40級(jí)混凝土為基材研究了纖維的體積摻量和長(zhǎng)度以及直徑對(duì)新拌混凝土的工作性能以及硬化體力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,在實(shí)驗(yàn)條件下,玄武巖纖維的摻入會(huì)降低新拌混凝土的坍落度,降低程度隨體積摻量以及長(zhǎng)度的增加而增加,隨直徑的增加的降低。當(dāng)纖維體積摻量達(dá)到0.2%時(shí),對(duì)于12 mm、18 mm和24 mm長(zhǎng)的纖維,坍落度分別從210 mm降低到168 mm、157 mm和110 mm。玄武巖纖維的摻入可以顯著提高混凝土的抗折強(qiáng)度,一定程度提高抗劈裂強(qiáng)度,但對(duì)抗壓強(qiáng)度影響不大。玄武巖纖維增強(qiáng)混凝土的抗折強(qiáng)度相對(duì)于素混凝土在0.05%-0.2%范圍內(nèi)提高了8.6%-21.4%;纖維增強(qiáng)混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗劈裂強(qiáng)度都在纖維直徑13 um,長(zhǎng)度12 mm時(shí)對(duì)混凝土增強(qiáng)效果較好,在體積摻量0.05%-0.1%范圍內(nèi)對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度提高較大,為5.39%-8.38%。劈裂強(qiáng)度在體積摻量0.05%-0.2%范圍內(nèi)提高5.4%-11.5%。以質(zhì)量損失率和強(qiáng)度損失率為指標(biāo)研究了玄武巖纖維在2 mol/L的KOH、2mol/L的Na OH、飽和石灰水以及模擬水泥孔隙液的腐蝕,并和耐堿玻璃纖維在模擬孔隙液中的耐堿性對(duì)比,并以SEM、EDS和XRD對(duì)玄武巖纖維的腐蝕機(jī)制進(jìn)行研究。同時(shí)研究了輔助性膠凝材料對(duì)砂漿中玄武巖纖維的影響。結(jié)果表明,浸蝕32天后,玄武巖纖維的質(zhì)量損失率分別達(dá)12.01%、15.72%、0.48%和0.47%,強(qiáng)度損失率分別達(dá)到42.19%、36.13%、14.25%和63.3%。在模擬孔隙液中腐蝕32天后,玄武巖纖維和耐堿玻璃纖維的質(zhì)量損失率分別0.47%和0.83%,強(qiáng)度損失率為63.3%和21.01%,玄武巖纖維耐堿性不如耐堿纖維;玄武巖纖維在單堿溶液中為層狀腐蝕,在混合模擬孔隙液中為點(diǎn)狀腐蝕。掃描電鏡觀察結(jié)果表明輔助性膠凝材料的加入延緩玄武巖纖維在水泥基材料中的腐蝕。研究了海水拌合對(duì)玄武巖纖維增強(qiáng)砂漿力學(xué)性能的影響,以及玄武巖纖維增強(qiáng)砂漿的抗氯離子和抗硫酸鹽侵蝕性能。結(jié)果表明,海水拌和能夠提高纖維增強(qiáng)砂漿的早期強(qiáng)度,養(yǎng)護(hù)28天時(shí),抗壓和抗折強(qiáng)度較淡水拌和增強(qiáng)砂漿提高了28.85%和20.24%,但在養(yǎng)護(hù)180天時(shí)與淡水拌和纖維增強(qiáng)砂漿強(qiáng)度相當(dāng)。玄武巖纖維的摻入會(huì)增加了水泥基材料的吸水率,降低水泥基材料的抗氯離子和抗硫酸鹽侵蝕的性能。
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB332

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7 王\闥，

本文編號(hào)：1307171