玄武岩—聚丙烯混杂纤维混凝土冻融循环试验研究.docx

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1、玄武岩—聚丙烯混杂纤维混凝土冻融循环试验研究混凝土在冻融循环作用后表面极易侵蚀剥落,钢筋外漏锈蚀,从而导致结构的失效,因此,冻融破坏是混凝土结构出现耐久性问题的重要因素之一。纤维混凝土具有阻裂性能好,耐腐蚀、耐冲刷性能强,以及抗冻性能良好等优点而受到各国学者和工程界的关注。然而纤维在改善混凝土性能的同时又带来新的问题,而且单一纤维从理论上讲很难全面改善混凝土的性能,只有合理使用不同性能的纤维,取长补短才能提高混凝土的整体性能,研究混杂纤维混凝土对解决工程实际问题意义重大。当前学者对于混杂纤维混凝土的研究成果较少,难以指导实际工程,因此

2、还需要深入探究。本文主要研究玄武岩-聚丙烯混杂纤维混凝土的基本力学性能和抗冻性能,分析其受力和抗冻机理,为工程应用提供依据,具体研究内容如下:以C60混凝土为基质材料,将玄武岩和聚丙烯纤维作为增强材料制备纤维混凝土,并以纤维体积掺量为变量设计12组配合比。对纤维混凝土基本力学性能进行研究,结果显示立方体抗压强度、圆柱体劈裂抗拉强度、棱柱体抗折强度均随纤维总掺量的增加而先增后减。聚丙烯纤维对混凝土抗压强度及劈裂抗拉强度影响较大,0.15%的玄武岩纤维混凝土抗折强度增幅最大达16.6%,混掺纤维出现了负效应,整体而言纤维总掺量为0.2%时

3、混凝土基本力学性能最优。通过快冻法对12组配合比的混凝土进行了冻融循环试验,研究其抗冻性能。研究结果显示各组试件质量损失都不大,单掺玄武岩纤维和混掺纤维后混凝土相对动弹性模量及抗折强度均平稳下降,阻止劣化的作用显著,而聚丙烯纤维混凝土二者的性能变化与未掺纤维混凝土相似,甚至会加速性能劣化。上述试验研究表明,玄武岩纤维及混掺两种纤维能显著增强混凝土的抗冻性,抑制强度劣化。通过SEM和压汞试验研究了纤维对混凝土微观结构的影响。SEM试验结果显示当混凝土内部裂缝扩展过程中遇到纤维时,纤维能有效抑制裂缝生长贯通,传递应力并缓解应力集中,迫使裂

4、缝停止扩展或绕过纤维继续扩展,延长了传力路径,消耗更多能量。当玄武岩纤维体积掺量超过0.30%时开始成束出现,甚至团聚,在混凝土内部形成薄弱点。压汞试验表明纤维使混凝土内部无害孔和多害孔所占体积增大,少害孔和有害孔体积减小,可以说纤维的存在使混凝土内部孔隙增多,可能引入更多的缺陷影响其宏观性能,同时纤维对孔隙的发展和贯通又有抑制作用,因此利弊不能一概而论。