混杂纤维高性能混凝土抗裂和抗冻融性能研究-结构工程专业论文.docx

大连理工大学硕士学位论文摘 大连理工大学硕士学位论文 摘 要 随着越来越多的高性能混凝土应用于实际工程，高性能混凝土的自由收缩、抗裂性 和抗冻融性也日益受到研究人员和工程师的重视。本文通过试验研究了钢纤维、聚丙烯 纤维、玻璃纤维对高性能混凝土O～45天自由收缩的影响，钢纤维一聚丙烯纤维混杂对 高性能混凝土早龄期(0～20小时)约束收缩裂缝的影响，以及钢纤维一聚丙烯长纤维 混杂对200次冻融循环前后高性能混凝土抗压强度、劈拉强度、弯曲韧性的影响。 参照德国工业标准进行了自由收缩试验，试验结果表明钢纤维对高性能混凝土自由 收缩有一定的抑制作用，玻璃纤维和聚丙烯纤维对自由收缩几乎没有影响。将试验结果 与已有的几种混凝土收缩模型比较后发现，修正后的ACl209模型、CEB90推荐模型、 Sakata模型、Gardner／Zhou模型、Gardner／Lockman模型可以用于预测自密实高性能混 凝土自由收缩的发展。修正后的B3模型与试验结果相关度较小，难以用于预测自密实 高性能混凝土自由收缩发展。 采用平板法进行了室内条件和室外自然条件的混杂纤维高性能混凝土早龄期约束 收缩裂缝试验，并与试验时的环境条件(温度、湿度和风速)进行了比较。试验结果表 明，单掺聚丙烯纤维或单掺钢纤维可以减小高性能混凝土早龄期收缩裂缝面积、缩短裂 缝长度、减小裂缝宽度、降低裂缝数量。钢纤维一短聚丙烯纤维混杂由于能在裂缝发展 的各个阶段和各个尺度上抑制裂缝发展，因此比单掺钢纤维或单掺聚丙烯纤维的抗裂效 果更佳。高性能混凝土对养护的要求高于普通混凝土，浇注后6小时内的良好养护可以 有效减少高性能混凝土早龄期约束收缩裂缝。试验时的风向决定平板试验的裂缝形态， 不断变化的风向使裂缝呈“十”字形，固定的风向使混凝土的裂缝主要在试件边缘并与 风向平行出现。 对比快速冻融试验前后混杂纤维高性能混凝土的抗压强度试验和劈拉强度试验结 果可以发现，200次冻融循环明显降低高性能混凝土的抗压强度，但对劈拉强度的影响 很小。纤维混凝土冻融后的抗压强度损失小于素混凝土，纤维混凝土冻融后劈拉强度损 失与素混凝土基本相同。弯曲韧性试验结果表明，长聚丙烯纤维与钢纤维混杂能够在整 个变形范围内提高混凝土韧性，体现出正混杂效应。混杂纤维混凝土的最优纤维掺量与 混杂纤维种类有关，过多的聚丙烯纤维会降低混凝土韧性。冻融循环会降低纤维高性能 混凝土的韧性，但混杂纤维混凝土冻融后韧性损失比单掺纤维混凝土少。纤维增加混凝 土含气量并抑制裂缝发展，进而提高混凝土的抗冻融性。 关键字：混杂纤维高性能混凝土；自由收缩；约束收缩裂缝；冻融；韧性 混杂纤维高性能混凝土抗裂和抗冻融性能研究Study 混杂纤维高性能混凝土抗裂和抗冻融性能研究 Study on Crack and Freeze-thaw Resistance ofHybrid Fibers Reinforced High Performance Concrete Abstraot Currently，hi曲performance concrete(HPC)is used more and more widely in civil engineering,and researchers show interest in properties of HPC．In this paper，several experiments are undertaken to analyze the influence of different types of fiber on flee shrinkage(0-45 days)ofHPC，steel-polypropylene(steel—PP)hybrid fibers on early age(O-20 hours)restrained shrinkage cracking of I-IPC．and steel—PP hybrid fibers on compressive strength,splitting tensile strength and flexural toughness of I-IPC exposed to 200 fbe五ng and thawing cycles(FTC)． According to DBV，free shrinkage test was performed．Result of flee shrinkage test indicates that the effect of steel fiber on free shrinkage of HPC is limited,and the effect of glass fiber Or polypropylene fiber(P