高性能聚丙烯纤维混凝土性能研究

摘要

高性能聚丙烯纤维混凝土是近年来迅速发展起来的一种性能优良且应用广泛的新型复合材料。它是在混凝土中加入聚丙烯纤维、硅粉、磨细矿渣、粉煤灰等活性矿物掺合料以及高效减水剂等外加剂所获得的一种低水胶比、高耐久性、高强度及高流动性的混凝土。深入研究高性能聚丙烯纤维混凝土的力学性能和耐久性能，可对其在工程中的实际应用提供理论依据，有着重要的理论意义和实际意义。本文依托重庆奉节县梅溪河大桥项目“梅溪河大桥主梁C60高性能混凝土配合比研究”进行研究。通过大量的试验研究和理论分析，系统地研究高性能聚丙烯纤维混凝土的工作性能、力学性能、耐久性能、微观结构以及作用机理。 试验结果表明，掺入聚丙烯纤维使得混凝土拌合物坍落度减小，但可以增强混凝土的保水性，增大混凝土拌合物的含气量，从而使得混凝土的耐久性能有一定的提高。在混凝土中掺入聚丙烯纤维大大降低了混凝土早期干缩率，一定程度上提高了混凝土抗折强度及劈裂抗拉强度，但对抗压强度影响很小，从而一定程度上降低了混凝土的脆性。高性能混凝土中掺入聚丙烯纤维，其抗冲击性能和弯曲韧性有一定程度的提高。纤维的加入也使混凝土的抗渗性能、抗冻融性和抗碳化性能等耐久性能得到提高，从而改善了混凝土的耐久性。由此可见，高性能聚丙烯纤维混凝土对改善建筑工程质量、提高混凝土工程的耐久性确有成效，将其应用于工程实际将具有长远效益。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1论文研究的背景

1.2高性能混凝土研究现状

1.3聚丙烯纤维混凝土的特点

1.4聚丙烯纤维混凝土在国内外研究与应用的现状

1.4.1聚丙烯纤维混凝土的发展简史

1.4.2聚丙烯纤维混凝土在工程中的应用情况

1.4.3聚丙烯纤维混凝土的研究现状

1.5本文研究目的及内容

1.5.1研究目的

1.5.2研究内容

第二章 高性能聚丙烯纤维混凝土的工作机理

2.1前言

2.2纤维间距理论

2.3复合材料理论

2.3.1定向连续纤维复合材料混合定律

2.3.2乱向非连续纤维复合材料混合定律

2.4聚丙烯纤维的作用机理

2.4.1混凝土早期微裂缝的形成机理

2.4.2聚丙烯纤维对混凝土早期微裂缝的增强机理

2.4.3聚丙烯纤维对混凝土的增强增韧机理

第三章原材料及配合比设计研究

3.1原材料要求

3.1.1水泥

3.1.2集料

3.1.3超细活性矿物掺合料

3.1.4外加剂

3.1.5纤维

3.2配合比设计

3.2.1高性能聚丙烯纤维混凝土设计基本要求

3.2.2配制高性能聚丙烯纤维混凝土的技术途径和措施

3.2.3初步配合比的计算

3.2.4高性能聚丙烯纤维混凝土的试配与调整

3.2.5试验配合比的确定

第四章 高性能聚丙烯纤维混凝土拌合物性能研究

4.1流动性

4.2保水性

4.3含气量和凝结时间

4.4本章小结

第五章 高性能聚丙烯纤维混凝土的力学性能研究

5.1前言

5.2高性能聚丙烯纤维混凝土立方体抗压强度

5.2.1试验方法

5.2.2试验结果

5.3高性能聚丙烯纤维混凝土劈拉强度

5.3.1试验方法

5.3.2试验结果

5.4高性能聚丙烯纤维混凝土的抗折强度

5.4.1试验方法

5.4.2试验结果

5.5高性能聚丙烯纤维混凝土抗冲击性能

5.5.1试验方法

5.5.2试验结果

5.6高性能聚丙烯纤维混凝土弯曲韧性

5.6.1试验方法

5.6.2试验结果

5.7本章小结

第六章 高性能聚丙烯纤维混凝土耐久性研究

6.1前言

6.2高性能聚丙烯纤维混凝土收缩性能

6.2.1混凝土收缩机理分析

6.2.2试验方法

6.2.3试验结果与分析

6.3高性能聚丙烯纤维混凝土抗渗性能

6.3.1抗渗性试验

6.3.2氯离子渗透试验

6.4高性能聚丙烯纤维混凝土抗冻性能

6.4.1高性能聚丙烯纤维混凝土抗冻融破坏机理

6.4.2试验方法

6.2.3试验结果与分析

6.5高性能聚丙烯纤维混凝土抗碳化性能

6.5.1混凝土的碳化机理

6.5.2试验方法

6.5.3试验结果与分析

6.6本章小结

第七章 高性能聚丙烯纤维混凝土的微观结构分析

7.1高性能水泥浆与骨料间过渡层的微观结构

7.2高性能水泥浆与纤维界面层的微观结构

7.3高性能聚丙烯纤维混凝土骨料的大中心质效应

第八章结论与展望

致 谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果