【摘要】：凍融破壞是影響混凝土結構耐久性的主要因素之一,在我國嚴寒地區(qū),特別是北方地區(qū),由于凍融作用,這些地區(qū)的水工建筑物容易出現(xiàn)嚴重的凍融損傷破壞。所以如何提高混凝土結構的抗凍融能力是一個重要的熱點研究問題。聚乙烯醇(PVA)纖維與水泥基體具有良好黏結界面等諸多優(yōu)良性能,能有效改善混凝土性能劣化。目前對于PVA纖維增強混凝土的凍融特性研究則主要集中在28d抗拉、抗壓、韌性抗沖擊性等短期力學性能。對寒冷條件下,凍融環(huán)境的早強纖維增強快硬混凝土抗凍耐久性的研究尚不充分,為了揭示凍融作用下快硬PVA纖維混凝土的力學性能及其變化規(guī)律,本文對不同纖維體積摻量的纖維增強快硬混凝土開展了凍融循環(huán)研究,研究了不同凍融循環(huán)次數后的材料抗壓強度、抗折強度、相對動彈性模量與質量損失率退化規(guī)律,并提出了早強PVA纖維快硬混凝土相對動彈性模量凍融損傷模型。本文的主要研究內容及結論如下:(1)通過對不同體積摻量PVA纖維增強快硬混凝土開展早期凍融循環(huán)試驗,分析了混凝土凍融前后的抗壓、抗折強度影響規(guī)律及宏觀破壞形態(tài)。試驗結果表明:隨著纖維的摻量增加,PVA纖維增強快硬混凝土的抗壓及抗折強度呈現(xiàn)先增大后減小趨勢,但均高于未摻入纖維試件;由于纖維存在,試件受壓失效模式由脆性破壞轉為延性破壞;隨著凍融循環(huán)次數的增加,PVA纖維增強快硬混凝土的抗壓與抗彎力學性能均呈現(xiàn)下降趨勢;當PVA纖維摻量不超過0.6%時,能有效改善材料抗凍融性能。(2)以超聲波波速和質量損失率為損傷變量對PVA纖維增強快硬混凝土進行抗凍性分析,結果表明:摻入了PVA纖維的各組混凝土的超聲波初始波速都高于普通混凝土;隨著凍融循環(huán)次數的增加,各組混凝土的縱波波速都有所下降;200次凍融循環(huán)后,PVA摻量為0%、0.2%、0.4%、0.6%試件縱波波速相對于初始波速分別降低了14.8%、9.2%、10.6%和13.8%,纖維摻量在0.2%-0.4%的下降幅度較小,表明摻0.2%-0.4%的PVA纖維對于提高快硬混凝土整體密實度及抗凍融能力效果較好。(3)基于損傷理論研究方法,建立了PVA纖維增強快硬混凝土的損傷度與凍融循環(huán)次數之間的一元三次多項式凍融損傷演化方程和大致符合二參數weibull概率分布的凍融損傷演化方程;提出了的一種修正的指數形式表達的PVA纖維早強混凝土相對動彈性模量凍融損傷預測模型具有較高的適用性及擬合精度,能較好地反映PVA纖維快凝混凝土凍融損傷的演化規(guī)律。
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圖 1.1 混凝土結構的凍融破壞在國外混凝土凍融破壞的現(xiàn)象也非常普遍，據相關機構數據統(tǒng)計，美國基礎設施如公路、橋梁、壩面等的修復每年就要花費近 500 億美元[14]。圖 1.2 混凝土路面的凍融破壞基礎設施的維護和恢復已成為全球性問題。在寒冷天氣環(huán)境中加速惡化，因此混凝土經受凍融循環(huán)，，這是在寒冷氣候地區(qū)公路路面，機場路面，橋面和停車

2圖 1.2 混凝土路面的凍融破壞的維護和恢復已成為全球性問題。在寒冷天氣環(huán)凍融循環(huán)，這是在寒冷氣候地區(qū)公路路面，機場的主要原因之一。凍融破壞一方面會造成混凝土用壽命，而且會影響建筑物的安全使用性能，另巨大的經濟損失。凍融作用引起混凝土微觀結構隙，產生的微裂縫不斷的擴展從而影響了混凝外相關學者開展了大量有益探索，這些研究共以提高其抗凍性。這是由于纖維不但可以有效的高其基體的強度；同時纖維在水泥基體中隨機分出，增加了混凝土內部的氣體含量，起到了引氣
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU528

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1 張友海;大XZ哲雄;相oひ輝

本文編號：2608652