单面冻融条件下玄武岩纤维混凝土孔结构及力学性能研究

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20151100228硕士学位论文（学生类别：全日制学术型硕士研究生学科名称：结构工程论文题目：单面冻融条件下玄武岩纤维混凝土孔结构及力学性能研究英文题目：Researchonporestructureandmechanicalpropertiesofbasaltfiberreinforcedconcreteunderfreezingandthawingconditions学生姓名：郭子麟导师姓名：赵燕茹教授二○一八年四月内蒙古工业大学硕士学位论文摘要本文通过混凝土单面冻融循环试验、孔结构试验、混凝土抗压试验

2、，分析不同冻融介质、纤维掺量、冻融次数下混凝土的抗冻性、抗压强度损失及孔结构损伤劣化规律。同时，利用分形理论建立分形模型，并计算相应分形维数，将其作为混凝土孔结构代表参数研究分形维数与混凝土抗冻性、抗压强度之间的关系，并基于分形维数建立玄武岩纤维混凝土孔结构的抗压强度简易模型。试验结果如下：(1)冻融介质对试件表面剥蚀的影响程度由大到小依次为：盐＞水＞飞机除冰液。试件在冻融循环过程中的质量损失及相对动弹性模量下降程度由大到小依次为：盐＞水＞飞机除冰液。(2)在水冻和盐冻环境中，无纤维混凝土试件的质量损失随冻融循环次数增加急剧上升，相对动弹性模量随冻融

3、循环次数增加急剧下降，而纤维混凝土试件的质量损失及相对动弹性模量随冻融循环次数增加发展较为平缓。(3)在水冻和盐冻环境中，混凝土抗压强度随冻融循环次数的增加呈线性下降趋势，各纤维掺量混凝土抗压强度随分形维数增加呈线性增长趋势。16次冻融循环后的混凝土抗压强度损失率均在2%以下，自32次冻融循环开始混凝土抗压强度损失率增加趋势较为显著，盐冻环境下的强度损失率高于水冻环境。0.2%纤维掺量的混凝土在冻融后抗压强度损失率最小。(4)冻融前玄武岩纤维混凝土含气量、孔平均弦长、孔间距系数随分形维数的增加呈线性减小趋势，随纤维掺量的提高呈下降趋势。孔比表面积随分

4、形维数的增加呈指数增长趋势，随纤维掺量的增加呈上升趋势。分形维数随纤维掺量的增加而增加，且呈线性增长，线性拟合相关度较高，能够定量表征混凝土孔隙结构特征。(5)水冻和盐冻环境下，随冻融次数增加，孔比表面积减小，间距系数以及平均弦长增加，小孔径弦长频率减少，大孔径弦长频率增加，盐冻环境中各参数变化幅度高于水冻环境中各参数变化，且0.2%玄武岩纤维掺量的混凝土冻融损伤程度最小。(6)分形维数与相对动弹性模量、累计质量损失分别呈较好的正、负相关性。并选定分形维数与100~500µm孔径范围的孔体积作为参数，建立了基于玄武岩纤维混凝土孔隙结构的抗压强度简易模

5、型。关键词：单面冻融；孔结构；分形维数；抗压强度模型I内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractInordertoanalyzetheeffectoffreeze-thawmediumtype,basaltfibercontentandfreeze-thawcycleonthefreeze-thawresistance,compressivestrengthlossandporestructuredamagedegradationofconcrete,thefreeze-thawtest,porestructureanalysistestandcom

6、pressiontestofconcretewereperformed.Meanwhilethefractaldimension,asarepresentativeporestructureparameterofconcretetostudyitsrelationshipwithconcretefrostresistanceandcompressivestrength,werecalculatedbyfractalmodelthatestablishedbasedonfractaltheory.Thesimplemodelofconcretecomp

7、ressivestrengthandporestructurewasestablishedbasedonthefractaldimension.Thetestresultsareasfollows:(1)Theeffectsequencesofthefreeze-thawmediumforthescalingonthesurfaceofthespecimenisasfollows:salt,waterandaircraftdeicingfluid.Themasslossandtherelativedynamicelasticmoduluslossof

8、thespecimenduringfreeze-thawcyclesfromhightolowaresalt