玻璃纤维网增强混凝土在碱性环境下的耐久性研究

摘要

随着结构过早失效现象的普遍发生,各国为保证其继续正常使用而付出了巨大的维修代价,材料和结构的耐久性问题越来越引起人们的关注。TRC (textile reinforced concrete)是由玻璃纤维、聚合材料或碳纤维编织成网,之后埋入水泥砂浆中,形成的一种新型复合建筑材料。该材料具有高抗拉强度、质轻、耐腐蚀、高熔点及耐高温不收缩性、良好的延性和能量吸收能力、体积小、方便施工等优点,在建筑中有着广泛的发展前景。然而这种新型材料也存在耐久性不足的问题,并且对于耐久性破坏机理,不同研究者持有不同观点。本文研究了TRC耐久性能的发展过程。针对材料的组成来研究玻璃纤维编织网增强混凝土耐久性机理,并推测其使用年限。主要研究工作及所得结论如下：
　　1. 根据国家标准,测得不同环境下抗拉强度的损失量。得出碱性环境是影响玻璃纤维网格布力学性能的主要因素。
　　2. 将玻璃纤维网格布埋入不同的水泥基体中,制成标准试件,在不同温度和高湿环境下进行加速老化试验。发现以低碱度硫铝酸盐水泥为基体的TRC构件,其耐久性能优于其他两种水泥基体。
　　3. 用酸度计测量基体内部PH值的变化,以内部化学反应为根据,解释加速老化试验结果。得出TRC基体的碱性环境是造成耐久性降低的主要因素,硅粉和粉煤灰的掺入可以有效改善基体内部的碱性程度。
　　4. 通过电子显微镜(SEM)观察不同老化龄期玻璃纤维网表面的腐蚀情况,并结合加速老化试验结果,确定TRC构件的老化是分阶段进行的,存在其他因素影响TRC的耐久性能。
　　5. 从工程应用角度出发,对TRC材料进行耐碱试验,试验证明TRC具有良好的抵御外界碱性环境的能力,可以应用TRC材料制作免拆模板。
　　6. 根据化工动力学原理及加速老化试验中所得到的试验数据,以定量形式完成了对玻璃纤维网增强混凝土使用年限的初步估算。反推反应活化能E,不仅证明了碱性腐蚀是TRC构件性能降低的主要原因,而且还说明了必定存在其他因素加快了TRC构件的老化进程。

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第一章 绪论

§1-1 纤维混凝土的产生

§1-2 耐久性路上的艰辛探索

§1-3 改进编织网增强混凝土耐久性的方法及国内外发展情况

§1-4 玻璃纤维网增强混凝土耐久性试验方法

§1-5 玻璃纤维编织网增强混凝土的工程应用

§1-6 研究目的及主要研究内容

第二章TRC材料的耐久性研究

§2-1 玻璃纤维网置于不同环境下的抗拉性能研究

§2-2 加速老化试验

§2-3 水泥砂浆PH值测试试验

§2-4 扫描电子显微镜（SEM）观察试验

§2-5 TRC耐碱性能试验

第三章TRC耐久年限的预测

§3-1 课题所用的基础理论知识：阿仑尼乌斯方程

§3-2 TRC构件使用年限的推导

§3-3 试验数据的选取

§3-4 TRC构件使用年限的计算及分析

§3-5 反应活化能的计算

§3-6 本章小结

第四章 结论与展望

§4-1 结论

§4-2 展望

参考文献

致谢