钢纤维陶粒混凝土力学性能与耐久性研究

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1、分类号密级中国地质大学（北京）博士学位论文钢纤维陶粒混凝土力学性能与耐久性研究学号１２０００４：３００２研究生：商冉专业：土木工程研究方向：岩土工程指导教师：姚磊华教授二零一八年十月分类号密级中国地质大学（北京）博士学位论文钢纤维陶粒混凝土力学性能与耐久性研究学号：3002120004研究生：商冉专业：土木工程研究方向：岩土工程指导教师：姚磊华教授二零一八年十月ADissertationSubmittedtoChinaUniversityofGeosciencesforDoctoralDegree

2、ResearchonMechanicsPerformanceandDurabilityofSteelFiberReinforcedCeramisiteConcretePh.D.Candidate:ShangranMajor:CivilEngineeringDissertationSupervisor:YaoleihuaStudyOrientation:GeotechnicalEngineeringChinaUniversityofGeosciences（Beijing）声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研

3、究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国地质大学（北京）或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名日ｍ：：揭典关于论文使用授权的说明本人完全了解中国地质大学（北京）有关保留、使用学位论文的规定：，艮ｐ学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文＾ｓ（公开□

4、保密（年）（保密的论文在解密后应遵守此规定）＿签名：导师签名期：ｙｈＱ＿．／中文摘要钢纤维陶粒混凝土（Steelfiberreinforcedceramisiteconcrete，以下简称SFRLC）是一种兼具轻骨料混凝土轻质和钢纤维混凝土高韧的节能环保新材料，符合产业的发展潮流和节能绿色的目标。针对实际环境的多种因素，本文对不同钢纤维体积率、强度等级的SFRLC进行了力学和多重因素侵蚀下耐久性能的系统研究。主要研究工作和创新成果如下：（1）提出了SFRLC的制备技术。采用全计算法的配合比设计方法，制备出不同强度等级的SFR

5、LC，进行了钢纤维体积率、基体强度对SFRLC力学性能影响规律的研究。发现，钢纤维对SFRLC抗折和劈裂抗拉强度提高显著；基体强度的增加利于SFRLC各强度的提高。结合试验测试结果建立了相应的数学模型。（2）对SFRLC抗硫酸盐侵蚀性能进行了研究。主要开展了干湿循环、荷载和硫酸盐侵蚀等单一、双重以及三重因素耦合作用下，钢纤维体积率和强度等级对SFRLC抗压强度耐蚀系数、质量损失率、动弹性模量的影响研究。建立SFRLC抗硫酸盐侵蚀的性能衰减模型和寿命预测评估模型。研究发现，钢纤维能抑制SFRLC动弹性模量和抗压强度的降低，对质量损失的影响不明

6、显；基体强度等级对动弹性模量和抗压强度的降低抑制作用不明显，但对质量损失抑制明显，尤其对高强度等级的SFRLC。增加硫酸盐浓度加速了侵蚀进程；干湿循环对侵蚀进程影响不显著，而荷载加速了侵蚀进程；三因素耦合作用下硫酸盐侵蚀最显著，但钢纤维的抑制作用也最为显著。根据多因素耦合作用下的损伤分析，提出了双指标硫酸盐侵蚀损伤模型，通过探索钢纤维和强度等级对损伤的抑制作用，建立了性能衰减模型和寿命预测评估模型。（3）对SFRLC抗氯离子侵蚀性能进行了研究。主要开展了干湿循环、氯离子侵蚀等单一、双重因素耦合作用下，钢纤维体积率、强度等级对SFRLC质量损

7、失率、动弹性模量、氯离子浓度的影响规律，建立SFRLC抗氯离子侵蚀的性能衰减模型和寿命预测评估模型。研究发现，钢纤维对氯离子渗入和质量损失有抑制作用，但对动弹性模量的降低影响不明显；强度等级对动弹性模量和氯离子的渗入影响不明显，但对质量损失有抑制作用。增加氯离子浓度对质量损失和氯离子侵入的影响比较显著，但对相对动弹性模量影响较小；干湿循环对质量损失和动弹性模量的降低影响作用不明显，但加速了氯离子的渗入速度。根据氯离子侵蚀规律，建立了质量损失和相对动弹性模量损失的双指标氯离子损伤模型，根据氯离子侵蚀的试验结果和性能衰减规律，提出氯离子侵蚀下寿

8、命预测评估模型。关键词：钢纤维陶粒混凝土；硫酸盐侵蚀；氯离子侵蚀；干湿循环；寿命AbstractSteelfiberlightweightaggregateconcrete（SF