聚丙烯腈纤维自密实混凝土基本力学性能和耐久性试验研究

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1、辽宁工业大学硕士学位论文聚丙烯腈纤维自密实混凝土基本力学性能和耐久性试验研究工程领域:建筑与土木工程研究生:王锡伟校内指导教师:朱朝艳教授校外指导教师:申文哲教授级高级工程师辽宁工业大学土木建筑工程学院二〇一五年三月MasterThesisExperimentalStudyonBasicMechanicalPropertiesandDurabilityofPolyacrylonitrileFiberSelf-CompactingConcreteSpeciality:ArchitecturalandCivilEngineeringCandidate:WANGXi-weiS

2、upervisors:ProfessorZHUChao-yanProfessorofEngineeringShenWen-zheLiaoningUniversityofTechnologyJinzhou,121001,ChinaMarch2015摘要自密实混凝土具有优良的工作性，在结构配筋密集处等难以浇灌振捣的情况下使用仍然能够保证成型质量，因此自密实混凝土是混凝土材料方面的一个重要研究方向。而向自密实混凝土中添加纤维可明显地提高自密实混凝土的抗拉强度和抗裂性，起到增强增韧的作用。本文将目前研究较少的聚丙烯腈纤维掺入到自密实混凝土中研究其对自密实混凝土各项性能的影响。本

3、文以正交试验设计和理论分析为研究手段,采用锦州地区地方材料，用改进的全计算法进行C30自密实混凝土配合比的计算。在正交试验中，取石用量系数、砂用量系数、减水剂掺量和粉煤灰体积掺量4个因素安排试验。根据试验结果，通过极差分析和方差分析明确了各因素对混凝土立方体抗压强度的影响程度，并选出满足设计要求的最3优配合比。在保证该配合比不变情况下，单独或混合掺入质量掺量为0.5kg/m、1.0333kg/m、1.5kg/m和2.0kg/m，长度为6、12、19mm的聚丙烯腈纤维，配制聚丙烯腈纤维自密实混凝土，并对其工作性、基本力学性能和耐久性能进行试验研究。试验结果表明：掺入一定数

4、量、一定长度的聚丙烯腈纤维自密实混凝土的性能整体优于不掺纤维的自密实混凝土（本文统称基准混凝土）。对工作性的研究结果显示，掺加聚丙烯腈纤维的自密实混凝土工作性虽有所下降，但工作性依然能满足使用要求，说明聚丙烯腈纤维自密实混凝土仍然保留了高工作性的优点。而掺入聚丙烯腈纤维对自密实混凝土的各项力学性能和耐久性都有明显的提高作用。其中，聚丙烯腈纤维的掺量对各项性能影响比较明显。对于各项力学性能，强度值随着掺量的增大而提高，在掺量为3331.5kg/m时达到峰值。对抗冻性和早期抗裂性，其最佳掺量分别为1.0kg/m和1.5kg/m。此外，当掺量相同时，纤维长度和不同长度纤维的混

5、杂比例对聚丙烯腈纤维自密实混凝土的力学性能和耐久性也有较大影响。只有掺入合适掺量、合适长度的聚丙烯腈纤维自密实混凝土才能获得最佳力学性能和耐久性。关键词：聚丙烯腈纤维；自密实混凝土；正交试验设计；力学性能；耐久性IAbstractSelf-CompactingConcretehasexcellentworkability.Itisdifficulttoirrigateinstructurereinforcementdenseplacevibratingconditionsofusecanstillensuretheformingquality.Therefore,sel

6、f-compactingconcreteisanimportantresearchdirectionoftheconcretematerial.AddingfiberintoSCCcanobviouslyimprovethetensilestrengthandearlycrackresistanceofself-compactingconcretetoenhancethetougheningeffect.Thispaperexpoundsthestrengtheningmechanismoffiberreinforcedconcreteanddiscusstheprop

7、erties,researchstatusandapplicationofpolyacrylonitrilefiberselfcompactingconcrete.Basedontheorthogonaldesignandtheoreticalanalysisastheresearchmeans,combiningregionofJinzhouinLiaoningProvincespecialnaturalenvironmentandmaterialcharacteristics,firstlyusingtheimprovecalcula