层布式混杂纤维混凝土干缩、抗冻性能试验研究及分析

论文摘要

自1997年以来，多次试验研究证明，层布式钢纤维混凝土和层布式混杂纤维混凝土在抗弯拉、延性、阻裂及韧性等多方面都具有优良的性能，与钢纤维混凝土路面相比，真正实现了“好钢用在刀刃上”。同时，层布式钢纤维与合成纤维的“正混杂效应”又为层布式混杂纤维混凝土路面开创了广阔的发展应用前景。本文在课题组前期研究的基础上，对层布式混杂纤维混凝土其中最重要的路用性能—干缩性能和抗冻性能进行了试验研究。通过24个试件的标准试验研究，对普通混凝土、层布式钢纤维混凝土、层布式混杂纤维混凝土以及掺有粉煤灰和磨细矿渣的层布式混杂纤维混凝土四组试件的干缩率、失水率和动弹性模量进行了分析。据干缩试验结果，层布式混杂纤维混凝土各个龄期的干缩率均明显低于普通混凝土，并在龄期180天时，层布式混杂纤维混凝土的干缩率低于普通混凝土达0．021％，相对降低了26．9％，而层布式钢纤维混凝土的干缩率与普通混凝土相差很小。据冻融试验结果，冻融初期层布式混杂纤维混凝土与普通混凝土的相对动弹性模量几乎有着相同的下降趋势，而在冻融损伤发展阶段层布式混杂纤维混凝土相对动弹性模量降低趋势较缓。显然，层布式混杂纤维混凝土干缩和抗冻性能优于普通混凝土和层布式钢纤维混凝土。同时，本文对层布式混杂纤维混凝土干缩机理及抗冻机理也进行了详尽的分析。最后，基于最小二乘原理和混凝土损伤变量的定义，本文建立了层布式混杂纤维混凝土在冻融疲劳作用下的损伤模型，依据冻融试验数据精确地回归得出其损伤演变方程。得出如下结论：层布式混杂纤维混凝土和普通混凝土的初劣点值相同，且在劣化初始阶段具有相同的损伤演变方程；在劣化扩展阶段，层布式混杂纤维混凝土和普通混凝土具有不同的损伤演变方程。层布式混杂纤维混凝土抗冻耐久性明显优于普通混凝土，其主要原因是钢纤维和聚丙烯纤维在混凝土劣化扩展阶段有效地抑制了混凝土内部裂缝的发展，降低了混凝土损伤变量D。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外混杂纤维混凝土研究与应用简况
• 1.3 国内外纤维混凝土干缩性能研究简况
• 1.4 纤维混凝土抗冻试验研究简况
• 1.5 本文的研究方法与所做的主要工作
• 第2章 LHFRC干缩性能试验研究
• 2.1 试验的依据与目的
• 2.2 试验设计
• 2.2.1 原材料
• 2.2.2 混凝土配合比设计
• 2.2.3 试件的制作与养护
• 2.3 试验内容
• 2.4 试验方法和仪器
• 2.4.1 试验方法
• 2.4.2 试验设备
• 2.5 试验结果与分析
• 2.5.1 干缩率
• 2.5.2 失水率
• 2.5.3 干缩率与失水率的关系
• 2.6 本章小结
• 第3章 LHFRC抗冻耐久性能试验研究
• 3.1 试验设计
• 3.2 试验内容
• 3.3 试验方法和仪器
• 3.3.1 试验方法
• 3.3.2 性能指标
• 3.3.3 试验设备
• 3.4 试验结果
• 3.5 抗冻机理分析
• 3.5.1 混凝土冻融破坏机理
• 3.5.2 LHFRC抗冻机理分析
• 3.5.3 掺合料对 LHFRC抗冻性能的影响
• 3.6 本章小结
• 第4章 LHFRC冻融损伤分析
• 4.1 前言
• 4.2 基于经典假说的抗冻耐久性模型
• 4.3 复合材料疲劳损伤理论
• 4.4 冻融疲劳作用下混凝土损伤机理分析
• 4.5 LHFRC冻融损伤演变回归方程
• 4.5.1 实验数据处理及曲线回归技术
• 4.5.2 混凝土耐久性损伤演变过程
• 4.5.3 损伤演变过程理论模型
• 4.5.4 损伤演变回归方程
• 4.6 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 本文的结论
• 5.2 本课题研究展望
• 参考文献
• 作者攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢