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PVA-SHCC直拉开裂及其渗透性能研究

作　者: 王丽静
导　师: 赵铁军；F.H.Wittmann
学　校: 青岛理工大学
专　业: 结构工程
关键词: PVA纤维应变硬化抗渗性防水处理
分类号: TU528.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

常用的水泥基材料存在的自身低强、高脆性是引起开裂的主要原因,裂缝的形成和开展又加速了混凝土结构耐久性的劣化。应变硬化水泥基复合材料是近些年来发展的一种新型材料,由于材料中加入了高强高弹的增强纤维可以显著改善其脆性,使其具有准应变硬化和多缝开裂特性,约束了裂缝的发展,因而具有很好的抗裂能力。聚乙烯醇纤维价格低廉,增强效果不比聚丙烯纤维差,是一种很好的增强材料。所以,本文以聚乙烯醇纤维(PVA纤维)增强水泥基材料为基础进行研究,通过RCM试验、电子拉伸试验、防水处理试验、毛细吸水试验、氯离子侵蚀试验、碳化试验研究了PVA-SHCC的抗渗性能和直拉下的裂缝开裂情况。试验结果表明,PVA纤维的掺入可以显著提高水泥基材料的韧性,它的多裂缝开展特性可以有效抑制裂缝的过度扩展,充分发挥纤维对水泥基材料的增韧和抗裂作用。PVA-SHCC应变硬化特性使材料在出现裂缝后还能继续承受拉力,在应变硬化阶段拉应力还可以有一定程度的提高,本课题直拉试验下SHCC的极限拉应变可达4%,充分发挥PVA纤维对水泥基材料的增强作用。掺入防水剂后,SHCC的极限拉应变有所降低,但不影响它的工程应用性能;养护龄期越长,砂子最大粒径越小,SHCC的抗渗性就越好;防水乳液的掺入可以显著提高SHCC的抗渗性,毛细吸水系数可降为不掺防水剂情况下的1/3;表面防水处理能够在水泥基材表面建立有效的氯离子隔离层,大大提高抗氯离子渗透能力;水灰比越大,SHCC加速碳化试验碳化速度越快;室内自然碳化速度大于室外自然碳化速度,室外未遮雨的自然碳化速度大于遮雨的。

全文目录

摘要  8-9
Abstract  9-11
第1章绪论  11-16
  1.1 课题的提出  11
  1.2 纤维应用现状  11-13
  1.3 应变硬化水泥基复合材料研究概况  13-15
  1.4 本文研究的意义及内容  15-16
第2章文献综述  16-27
  2.1 纤维增强水泥基复合材料特性  16-20
    2.1.1 纤维特性  16-18
    2.1.2 界面粘结  18-19
    2.1.3 纤维阻裂机理  19-20
  2.2 PVA-SHCC 的渗透机理  20-23
    2.2.1 毛细吸水机理  20-21
    2.2.2 氯离子侵蚀原理  21-22
    2.2.3 碳化机理及使用寿命预测理论  22-23
  2.3 有机硅防水处理理论  23-25
    2.3.1 水在混凝土劣化中的作用  23
    2.3.2 有机硅防水剂的防水机理  23-25
  2.4 PVA-SHCC 的应用前景  25-27
    2.4.1 PVA-SHCC 的工程性能  25
    2.4.2 PVA-SHCC 的应用前景  25-27
第3章试验材料及试件制作工艺  27-32
  3.1 试验材料  27-30
    3.1.1 高弹模PVA 纤维  27
    3.1.2 水泥  27-28
    3.1.3 粉煤灰  28-29
    3.1.4 细骨料  29
    3.1.5 防水材料  29
    3.1.6 高效减水剂  29-30
  3.2 试件成型工艺  30-32
第四章试验内容  32-41
  4.1 抗氯离子渗透试验（RCM 法）  32-34
    4.1.1 试验目的  32
    4.1.2 试件制备  32
    4.1.3 试验方法  32-34
  4.2 单轴拉伸试验  34-35
    4.2.1 试验目的  34
    4.2.2 试件制备  34
    4.2.3 裂缝测定方法  34-35
  4.3 碳化试验  35-36
    4.3.1 试件制备  35
    4.3.2 加速碳化试验  35-36
    4.3.3 自然碳化试验  36
  4.4 试块表面防水处理  36-37
  4.5 毛细吸水试验  37-38
  4.6 氯离子侵蚀试验  38-41
    4.6.1 氯离子侵蚀试验  38
    4.6.2 氯离子含量测定  38-41
第五章试验结果  41-53
  5.1 RCM 试验  41
  5.2 单轴拉伸试验  41-46
    5.2.1 应力应变曲线  42-43
    5.2.2 裂缝分布规律  43-46
  5.3 防水处理  46
  5.4 毛细吸水试验  46-49
  5.5 氯离子侵蚀试验  49-51
  5.6 碳化试验  51-53
第六章试验结果与讨论  53-65
  6.1 RCM 试验  53-55
    6.1.1 砂子粒径对RCM 试验的影响  53
    6.1.2 龄期对RCM 试验的影响  53-54
    6.1.3 纤维种类对RCM 试验的影响  54-55
  6.2 PVA-SHCC 拉伸试验  55-57
    6.2.1 防水剂对应力应变的影响  55-56
    6.2.2 防水剂对裂缝开展的影响  56-57
  6.3 毛细吸水试验  57-60
  6.4 氯离子侵蚀试验  60-62
    6.4.1 毛细吸盐过程  60-61
    6.4.2 氯离子含量分布分析  61-62
  6.5 碳化试验  62-65
    6.5.1 加速碳化  62-63
    6.5.2 自然碳化  63-65
第七章结论与展望  65-67
参考文献  67-72
在学期间发表的学术论文  72-73
致谢  73

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