混杂纤维活性粉末混凝土高温残余力学性能的试验研究

混杂纤维活性粉末混凝土高温残余力学性能的试验研究

论文摘要

摘要:本文进行了混杂纤维活性粉末混凝土(RPC)高温残余力学性能的试验研究。通过试验测定了3种不同水胶比(0.16、0.18、0.20)、2种不同纤维混掺(钢纤维和PP纤维)、3种不同钢纤维掺量(1%、2%、3%)和3种不同PP纤维掺量(0.10%、0.15%、0.20%)等不同条件下的混杂纤维RPC试件,经不同目标温度作用(20℃、200℃、400℃、600℃)后的残余力学性能(残余抗压强度、残余劈裂抗拉强度、残余断裂能),研究了不同水胶比和不同掺量的混杂纤维等因素对混杂纤维RPC残余力学性能的影响规律。高温作用试验结果表明:不同水胶比和不同纤维掺量时的混杂纤维RPC经不同高温作用后表面特征的变化规律均基本一致。其变化规律如下:随着温度的升高,RPC的颜色从常温的青灰色变成微褐色,再变成灰褐色;细微裂缝从无到少量,再到较多;钢纤维硬度从刚硬到稍柔软,再到较柔软;敲击声响从低沉到稍清脆,再到很清脆。残余强度试验结果表明:(1)PP纤维体积掺量为0.15%和钢纤维体积掺量为2%是提高RPC高温残余强度的最佳混杂纤维体积掺量。(2)不同水胶比的混杂纤维RPC高温残余强度均表现出随温度升高而先增大后减小的变化规律,但残余抗压强度的临界点温度(残余强度达到最大值时所对应的温度)均为4000C,而残余劈裂抗拉强度的临界点温度均为200℃。(3)不同纤维掺量的混杂纤维RPC经高温作用后残余强度的变化规律基本一致。残余抗压强度随着温度升高先明显增长,再缓慢增长甚至不增长,最后明显下降;残余劈裂抗拉强度随着温度升高先略有下降,再较明显下降,最后大幅度下降。残余断裂能试验结果表明:(1)在一定范围内增加PP纤维掺量对混杂纤维RPC残余断裂能的作用不大,且无明显规律;混杂纤维RPC的残余断裂能随着钢纤维掺量(一定范围内)的增加而增大。(2)不同水胶比的混杂纤维RPC高温残余断裂能均表现出随温度升高而先增大后减小的变化规律,且残余断裂能的临界点温度均为200℃。(3)不同纤维掺量的混杂纤维RPC,经高温作用后残余断裂能的变化规律基本一致。残余断裂能随着温度升高先略有提高,再较明显下降,最后大幅度下降。上述试验结果表明:当混杂纤维体积掺量较为适中时,纤维的混杂效应最佳,混杂纤维RPC的残余力学性能表现就最优。高温对混杂纤维RPC残余力学性能的作用效果分为20-400℃和400-600℃两个区间。在20-400℃范围内,混杂纤维RPC能够保持(甚至得到一定提高)与常温一样优异的残余力学性能;在400-600℃范围内,混杂纤维RPC残余力学性能较明显地衰减。

论文目录

  • 致谢
  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 国内外对活性粉末混凝土的研究现状
  • 1.2.1 活性粉末混凝土(RPC)的由来
  • 1.2.2 RPC配制原理与主要技术性能
  • 1.2.3 RPC国外研究现状
  • 1.2.4 RPC国内研究现状
  • 1.3 活性粉末混凝土研究中有待解决的问题
  • 1.4 本论文的设计方案
  • 第二章 原材料与试验方案
  • 2.1 原材料
  • 2.2 混杂纤维RPC的配合比
  • 2.2.1 配合比设计思路
  • 2.2.2 本文试验配合比
  • 2.3 试件制备工艺
  • 2.3.1 试件浇注与养护
  • 2.3.2 试件尺寸
  • 2.3.3 试验设备
  • 2.4 试验方法
  • 2.4.1 高温试验方法
  • 2.4.2 RPC残余强度测定试验方法
  • 2.4.3 RPC残余断裂能测定试验方法
  • 第三章 混杂纤维RPC高温残余强度试验研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 本章试验内容
  • 3.2.1 试验过程
  • 3.2.2 试验现象
  • 3.3 试验结果与讨论
  • 3.3.1 不同钢纤维长度的混杂纤维RPC常温强度
  • 3.3.2 不同水胶比的混杂纤维RPC高温残余强度
  • 3.3.3 不同纤维掺量的混杂纤维RPC高温残余强度
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 混杂纤维RPC高温残余断裂能试验研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 本章试验内容
  • 4.2.1 试验过程
  • 4.2.2 试验现象
  • 4.3 试验结果与讨论
  • 4.3.1 不同钢纤维长度的混杂纤维RPC常温断裂能
  • 4.3.2 不同水胶比的混杂纤维RPC高温残余断裂能
  • 4.3.3 不同纤维掺量的混杂纤维RPC高温残余断裂能
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 结论与展望
  • 5.1 本学位论文的主要工作与结论
  • 5.2 今后的工作及努力的方向
  • 参考文献
  • 作者简历
  • 学位论文数据集
  • 相关论文文献

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