Experimental Research on Carbonation of Steel Fiber Reinforced Lightweight Aggregate Concrete

论文摘要

钢纤维轻骨料混凝土作为一种以轻骨料混凝土为基体的新型复合材料,具有优良的物理、力学性能,掺入适量钢纤维大大地改善和增强了轻骨料混凝土的性能,是对传统意义上混凝土材料的革新,是一项值得加以研究推广的新技术。自从钢纤维轻骨料混凝土出现以后,国内外学者对钢纤维轻骨料混凝土基本力学性能的研究比较多,对耐久性能的研究相对比较少。本文对钢纤维轻骨料混凝土进行碳化试验,以钢纤维体积率、碳化龄期为变化参数,通过对162个100×100×100mm, 93个100×100×400mm的混凝土试件进行碳化前后的对比试验,分别测试了钢纤维混凝土碳化前后的基本力学性能（抗压强度、抗拉强度、抗折强度）和各个龄期钢纤维轻骨料混凝土的碳化深度,观察了钢纤维轻骨料混凝土受力破坏的全过程及其破坏形态,得出了钢纤维混凝土碳化龄期-碳化深度的室内快速碳化计算公式和自然大气环境下的计算公式,提出了基于碳化深度的钢纤维轻骨料混凝土最小保护层厚度取值建议,分析了钢纤维体积率、碳化龄期等因素对混凝土基本力学性能和碳化深度的影响。试验研究结果表明:（1）轻骨料混凝土中掺入适量的钢纤维后,其抗碳化能力明显提高,力学性能得到明显改善,破环形态由脆性转变为具有一定的塑性,本文建议钢纤维掺量为1%较为合适。（2）钢纤维轻骨料混凝土在室内潮湿环境中的最小保护层厚度取值可以按照普通混凝土的来确定。（3）钢纤维轻骨料混凝土经过碳化试块的抗压强度和劈拉强度比未碳化的略有提高,抗折强度比未碳化的略有下降。本文的试验结果可为钢纤维轻骨料混凝土结构耐久性设计和分析提供试验和理论依据,以促进钢纤维轻骨料混凝土生产技术的发展及在工程中的推广和应用,为钢纤维轻骨料混凝土今后的研究和工程应用提供有益的参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 钢纤维轻骨料混凝土研究概述
• 1.1.1 轻骨料混凝土概述
• 1.1.2 钢纤维轻骨料混凝土的研究意义
• 1.1.3 钢纤维轻骨料混凝土的研究现状
• 1.2 混凝土结构耐久性概述
• 1.2.1 混凝土结构耐久性的研究意义
• 1.2.2 混凝土结构耐久性研究的发展
• 1.2.3 混凝土结构耐久性研究的主要内容
• 1.3 混凝土碳化性能的必要性及其研究现状
• 1.3.1 混凝土碳化性能研究的必要性
• 1.3.2 混凝土碳化性能研究的现状
• 1.4 本文研究的主要内容
• 参考文献
• 第2章 试验概况
• 2.1 试验原材料
• 2.2 试验配合比设计
• 2.3 试验内容及方法
• 2.3.1 试件的制作与养护
• 2.3.2 钢纤维轻骨料混凝土碳化深度试验
• 2.3.3 钢纤维轻骨料混凝土碳化前后基本力学性能试验
• 参考文献
• 第3章 钢纤维轻骨料混凝土碳化深度预测模型
• 3.1 混凝土的碳化深度研究
• 3.1.1 混凝土的碳化机理
• 3.1.2 影响混凝土碳化的因素
• 3.1.3 混凝土碳化深度预测模型
• 3.2 钢纤维轻骨料混凝土碳化深度试验研究
• 3.2.1 钢纤维轻骨料混凝土碳化深度试验结果分析及预测模型建立
• 3.2.2 钢纤维轻骨料混凝土碳化深度预测模型的检验
• 3.2.3 钢纤维轻骨料混凝土室内快速碳化与自然碳化的关系
• 3.3 基于碳化深度的钢纤维轻骨料混凝土结构保护层厚度取值
• 3.3.1 影响混凝土保护层厚度取值的因素
• 3.3.2 钢纤维轻骨料混凝土保护层取值建议
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第4章 碳化前后钢纤维轻骨料混凝土力学性能试验研究
• 4.1 碳化前后钢纤维轻骨料混凝土抗压强度试验研究
• 4.1.1 钢纤维对轻骨料混凝土抗压强度的增强机理
• 4.1.2 碳化前后抗压强度试验结果及其分析
• 4.1.3 钢纤维轻骨料混凝土立方体试块碳化前后的受压破坏形态
• 4.2 碳化后钢纤维轻骨料混凝土抗拉强度试验研究
• 4.2.1 钢纤维对轻骨料混凝土劈拉性能的影响
• 4.2.2 碳化前后劈拉强度试验结果及其分析
• 4.2.3 钢纤维轻骨料混凝土立方体试块碳化前后的劈拉破坏形态
• 4.3 碳化后钢纤维轻骨料混凝土抗折强度试验研究
• 4.3.1 钢纤维对轻骨料混凝抗折强度的影响
• 4.3.2 碳化前后抗折强度试验结果及其分析
• 4.3.3 钢纤维轻骨料混凝土长方体试块碳化前后的抗折破坏形态
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢