玄武岩纤维增强海砂混凝土抗冻性能试验研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文玄武岩纤维增强海砂混凝土抗冻性能试验研究硕士研究生：张凯翔指导教师：郭轶宏副教授学科、专业：土木工程论文主审人：何建教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文玄武岩纤维增强海砂混凝土抗冻性能试验研究硕士研究生：张凯翔指导教师：郭轶宏副教授学位级别：工学硕士学科、专业：土木工程所在单位：航天与建筑工程学院论文提交日期：2017年12月21日论文答辩日期：2018年3月11日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertat

2、ionforDegreeofM.EngExperimentalResearchonFrostResistanceBehaviorofBasaltFiberReinforcedMarineConcreteCandidate:ZhangKaixiangSupervisor:AssociateProfessorGuoYihongAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:AerospaceandCivilEngineeringDateofSubmission:Dec.21,2017

3、DateofOralExamination:Mar.11,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论

4、文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、

5、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要混凝土需求量的持续增长让看似丰富的河砂资源不断面临短缺，在一些地区，河砂的掠夺性开采造成了水土流失和农田毁坏等严重后果。考虑到我国部分地区河砂资源匮乏的现状，在保护生态和合理开发自然资源的前提下，使用海砂替代河砂成为必然选择。我国北方地区混凝土建筑在冬季常因冻融循环造成破坏，冻融循环已经成为混凝土出现耐久性问题的主要原因。当前对于海砂混凝土耐久性的研究主要集中在抗渗和抗腐蚀等方面，对抗冻耐久性研究较少而难以指导工程实践。本文旨在研究原状海砂混凝土和淡化海砂混凝土在冻融循环作用下的抗

6、冻性能，分析比较其冻融破坏机理，并应用近年新兴的玄武岩纤维作为内掺材料，研究纤维对海砂混凝土力学和抗冻性能的改善效果，为日后海沙混凝土的大规模工程应用提供参考依据，具体的研究内容如下：在本试验研究中，分别制作了以原状海砂为细骨料的混凝土试件和以淡化海砂为细骨料的混凝土试件。以玄武岩纤维体积掺量、矿物掺合料种类为变量，制作了12组强度为C60的混凝土试件。对12组试件分别进行抗压和抗折试验，给出了不同海砂、不同玄武岩纤维掺量和不同矿物掺合料对混凝土抗压和抗折强度的影响。试验结果显示：淡化海砂混凝土试件的抗压和抗折强度均优于原状海砂混凝土试件

7、，抗压和抗折强度均表现出先提高而后降低的变化趋势：其中玄武岩纤维体积掺量为0.1%时，混凝土试件的抗压强度最大；玄武岩纤维体积掺量为0.2%时，混凝土试件的抗折强度最大。掺入适量硅灰可以有效提升海砂混凝土的抗压抗折强度，粉煤灰对抗压强度起到了降低作用，对抗折强度提升较小。采用快冻法对两种混凝土进行冻融循环试验，通过测定不同冻融循环次数下混凝土的质量损失率和相对动弹性模量，研究不同海砂、不同玄武岩纤维掺量和不同矿物掺合料对混凝土抗冻性能的影响。结果显示原状海砂混凝土抗冻性能远低于淡化海砂混凝土；玄武岩纤维的掺入显著提升了两个系列海砂混凝土抵

8、抗冻融破坏的能力，降低了质量损失率和相对动弹性模量损失率。玄武岩纤维体积掺量对原状海砂和淡化海砂影响规律不同，原状海砂混凝土随玄武岩纤维掺量增加抗冻性逐渐提升，淡化海砂混凝土则在掺量为0.2%