本文選題：補償收縮　切入點：高延性纖維混凝土　出處：《西安建筑科技大學》2017年碩士論文

【摘要】：高延性纖維混凝土(Engineered Cementitious Composite,ECC)是一種經(jīng)過系統(tǒng)的微觀力學設(shè)計的新型先進水泥基復(fù)合材料,具有超高的延性和極大的韌性。一方面,高延性纖維混凝土中不含粗骨料,并且水膠比低、膠凝材料用量比例大,在早期容易產(chǎn)生收縮,引起混凝土開裂;另一方面,纖維的加入,對于混凝土早期的收縮開裂具有預(yù)防作用。但是,目前關(guān)于這兩方面因素共同作用下的高延性纖維混凝土的早期收縮開裂規(guī)律的研究較少,并且加入膨脹組分會對高延性纖維混凝土的收縮規(guī)律和其他性能產(chǎn)生何種影響尚不明確。因此,研究加入膨脹組分的高延性纖維混凝土(補償收縮高延性纖維混凝土)的各項性能,對于預(yù)防其早期收縮開裂、推廣其在實際工程中的應(yīng)用具有重要意義。本文的研究內(nèi)容及結(jié)果如下:首先,將鋁酸鹽水泥和石膏復(fù)合作為膨脹組分加入到混凝土基體中得到補償收縮基體,并對比補償收縮基體與原基體的收縮規(guī)律、抗折強度和抗壓強度,結(jié)果表明,補償收縮基體中由于鈣礬石生成量的增加,其收縮規(guī)律表現(xiàn)為早期膨脹后期收縮,而原基體從測試開始就一直收縮;補償收縮基體的抗折和抗壓強度比原基體有所提高,且在鋁酸鹽水泥含量不變時,補償收縮基體的抗折和抗壓強度隨著石膏摻量的增加分別呈現(xiàn)先增大后減小和逐漸減小的規(guī)律。其次,將聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol,PVA)纖維摻入補償收縮基體中得到補償收縮PVA-ECC,利用非接觸式激光位移傳感器測試其28d收縮規(guī)律,結(jié)果表明,補償收縮PVA-ECC收縮規(guī)律為早期膨脹后期收縮,并且在收縮階段時,與普通PVA-ECC的收縮規(guī)律相反,即補償收縮PVA-ECC的后期收縮隨著纖維摻量的增大而增大;此外,在水中養(yǎng)護的補償收縮PVA-ECC早期膨脹量和膨脹狀態(tài)持續(xù)時間均大于在空氣中的補償收縮PVA-ECC。再次,對比了補償收縮PVA-ECC和普通PVA-ECC的抗壓強度和抗彎強度,結(jié)果表明,補償收縮PVA-ECC的抗壓強度與普通PVA-ECC相比,齡期3d時有所提高,齡期28d時,提高幅度減小,甚至有些組出現(xiàn)少許降低;補償收縮PVA-ECC的抗折強度與普通PVA-ECC相比,齡期3d和28d時都有少許降低;補償收縮PVA-ECC的四點抗彎強度與普通PVA-ECC相比,齡期3d時有所提高,齡期28d,纖維摻量為0和5%時有所降低,而纖維摻量1.0%、1.5%和2.0%時,則有所提高;此外,在無限制條件下水中養(yǎng)護3d的補償收縮PVA-ECC的抗壓強度、抗折強度和四點抗彎強度均低于標準養(yǎng)護的補償收縮PVA-ECC。第四,利用四點彎曲測試法對比研究了補償收縮PVA-ECC和普通PVA-ECC的彎曲韌性,結(jié)果表明,補償收縮PVA-ECC早期的彎曲韌性大于普通PVA-ECC,而后期小則于普通PVA-ECC;此外,對比標準養(yǎng)護和水中養(yǎng)護下補償收縮PVA-ECC早期的彎曲韌性發(fā)現(xiàn),在無限制條件下水中養(yǎng)護3d的補償收縮PVA-ECC的彎曲韌性小于標準養(yǎng)護的補償收縮PVA-ECC。最后,對補償收縮PVA-ECC與普通PVA-ECC各項性能的對比作了總結(jié):膨脹組分的加入能夠使PVA-ECC早期產(chǎn)生膨脹,有效預(yù)防收縮開裂;膨脹組分的加入并沒有對PVA-ECC的其他性能帶來負面影響;無限制條件下水中養(yǎng)護能夠提高早期膨脹效果,但是不利于力學性能和韌性的提升。此外,對補償收縮PVA-ECC未來研究方向和重點提出了一些建議。
[Abstract]:ECC (Engineered Cementitious Composite, ECC) is a novel by advanced cement based composite micro mechanical system design, with ultra high ductility and toughness greatly. On the one hand, coarse aggregate with high ductility fiber reinforced concrete, and low water binder ratio, cementitious material consumption occupies a large proportion. In the early prone to shrinkage, cause concrete cracking; on the other hand, the addition of fibre has preventive effects on shrinkage cracking of concrete at early age. However, the current research on early cracking of high ductile fiber on the interaction of these two factors of concrete under the less, and joined the group of high expansion and contraction of ductile fiber concrete and other performance impact is not clear. Therefore, the research into expansion high ductility fiber component (concrete shrinkage compensation of high ductility fiber reinforced concrete) The performance, for the prevention of early shrinkage cracking, is of great significance to promote its application in practical engineering. The research contents and results are as follows: firstly, the calcium aluminate cement and gypsum composite as expansion component added to the concrete matrix to get the shrinkage compensation matrix, and compare the shrinkage compensation matrix and the original matrix contraction rule, the flexural strength and compressive strength, the results show that the increase of ettringite formed due to shrinkage compensating matrix, the shrinkage of early shrinkage and expansion stage, from the beginning has been testing the original matrix shrinkage; shrinkage compensation matrix compressive strength and flexural strength than the original matrix increased, at the same cement content when the shrinkage compensation matrix of the compressive strength and flexural strength increased with the amount of gypsum were increased first and then decreased and gradually decreased. Secondly, polyvinyl alcohol (Pol Yvinyl Alcohol, PVA) to get PVA-ECC shrinkage compensation fiber shrinkage compensation matrix, the shrinkage of 28d testing, using non-contact laser displacement sensor. The results show that the shrinkage of PVA-ECC shrinkage compensation for the early expansion and contraction in the late contraction stage, the shrinkage of PVA-ECC and general on the contrary, the late shrinkage compensation PVA-ECC shrinkage increases with the increase of fiber content; in addition, in the water curing shrinkage compensation PVA-ECC early expansion and expansion duration were greater than PVA-ECC. shrinkage compensation in the air again, comparing the compressive strength of PVA-ECC shrinkage compensation and ordinary PVA-ECC and bending strength, the results show that the compressive strength and shrinkage compensation PVA-ECC compared with ordinary PVA-ECC, the age of 3D is increased, the age of 28d, improve the rate of decrease, and even some groups appear a little lower; compensating shrinkage of PVA-ECC resistance The flexural strength compared with ordinary PVA-ECC, the age of 3D and 28d are a little lower; four PVA-ECC shrinkage compensation of flexural strength and ordinary compared to PVA-ECC, the age of 3D is increased, the age of 28d, the fiber content was 0 and 5% lower, while the fiber content of 1%, 1.5% and 2% that increased; in addition, in the water without restrictions in the maintenance of PVA-ECC shrinkage compensation 3D compressive strength, shrinkage compensating PVA-ECC. fourth flexural strength flexural strength and four were lower than the standard curing, toughness of PVA-ECC shrinkage compensation and ordinary PVA-ECC by comparing four point bending test results and the shrinkage compensation flexural toughness of PVA-ECC early than ordinary PVA-ECC, while the latter is small in PVA-ECC; in addition, compared to the standard curing and water curing shrinkage compensating flexural toughness of PVA-ECC found in the early, in water conservation 3D under no restriction of compensation The flexural toughness of PVA-ECC. shrinkage compensation shrinkage of PVA-ECC is smaller than the standard maintenance. Finally, comparison of PVA-ECC shrinkage compensation and properties of the PVA-ECC are summarized: expansion component added can make early PVA-ECC expansion, effectively prevent shrinkage cracking; expansion component is added and did not bring other negative effects on the performance of the PVA-ECC; no restrictions in water curing can improve the early expansion effect, but is not conducive to the mechanical properties and toughness improved. In addition, some suggestions on the future research direction of PVA-ECC shrinkage compensation and emphasis are put forward.

【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU528.572

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本文編號：1655725