【17页】纤维对混凝土早期收缩性能的影响毕业论文.doc在线文档

部分内容简介控制裂缝，通常以水泥净浆砂浆或者混凝土为基体，向其中添加纤维作为增强材料而形成水泥基复合材料。

自从人类开始采用水泥混凝土作为建筑材料的时候开始，就在探索向其中加入各种的纤维。

碳纤维碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。

碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构。

碳纤维是种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的，碳纤维树脂复合材料抗拉强度般都在以上，是钢的倍，抗拉弹性模量为亦高于钢。

因此的比强度即材料的强度与其密度之比可达到以上，而钢的比强度仅为左右，其比模量也比钢高。

材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，因此，碳纤维在工程的广阔应用前景。

聚丙烯纤维聚丙烯纤维是种强度较高，弹性模量较低的柔性纤维。

在砂浆和混凝土中添加聚丙烯纤维可以有效的提高砂浆的抗裂强度和抗冲击性能。

大大提高混凝土的抗渗性能。

掺量的聚丙烯束状单丝纤维混凝土比普通混凝土的抗渗能力提高了。

显著提高混凝土的抗冲击性能和耐磨性能。

聚丙烯纤维虽然刚度较低，传递荷载的能力差，但能吸收冲击能量，有效减小裂隙，增强介质材料连续性，减小了冲击波被阻断引起的局部应力集中现象，因而能大大提高混凝土抗冲击性能和韧性。

提高混凝土的抗冻性能。

在混凝土中加入聚丙烯纤维，可以缓解温度变化而引起的混凝土内部应力的作用，阻止温度裂缝的扩展同时，混凝土抗渗能力的提高也有利于其抗冻能力的提高。

其实，在刚性混凝土中加入柔性的聚丙烯纤维能整体提高混凝土工程综合性能，实现混凝土的刚柔并济。

近年来以聚丙烯纤维为首的合成纤维得到了快速发展。

钢纤维钢纤维是以切断细钢丝法冷轧带钢剪法钢锭铣削或钢水快速冷凝法制成长径比纤维长度与其直径的比值，当纤维截面为非圆形时，采用换算等效截面圆面积的直径为的纤维。

钢纤维是被最早发现并投入工程使用的纤维。

钢纤维混凝土的研究与应用以美国和英国发展最快，近年来日本亦有较快发展，其他国家也都进行了研究和应用。

在公路工程建设中，钢纤维混凝土桥面已开始使用，但由于纤维增强机尚不够完善，钢纤维混凝土的拌和捣成型比较困难纤维价格太高，因而影响其在公路工程中的推广应用。

混凝土的收缩混凝土的收缩现象直存在早在早在波特兰水泥出现不久就为人们所注意，但是如何来解决这现象，直被人们所关注。

国内外科研机构投入大量人物力对混凝土进行改性研究。

收缩的种类收缩可以分为早期收缩和后期收缩两大类。

早期收缩塑性收缩塑性收缩是混凝土在初凝前的塑性阶段失水形成的，种情况是新浇筑的混凝土表面泌水，在室外会很快的蒸发另种情况是由于新拌混凝土颗粒之间的空间充满了水，浇筑后的混凝土表面受风吹日晒外部的高温度和低温度等因素的影响，随着混凝土表面水分的蒸发，内部水分逐渐向外部迁移，继续蒸发水分，造成混凝土在塑性阶段的体积收缩当表面日晒或风大，内部水分迁移速度小于上表面水分蒸发的速度时，混凝土表面的收缩应力远大于混凝土的抗拉强度，就会产生大量不规则微细裂缝，如不及时抹压和覆盖保水养护，此类裂缝会迅速向内部延伸，严重时会造成贯通裂缝。

水化收缩水泥水化反应后，反应产物的体积与剩余自由水体积之和小于反应前水泥矿物体积与水体积之和，形成水化反应收缩。

在混凝土初凝前，水化反应收缩部分反应在塑性收缩中，在混凝土初凝后的水泥水化反应收缩则主要形成混凝土内部的毛细孔，在养护不及时或养护时间过短时，会产生收缩裂缝。

自生干缩水泥在水化过程中不断消耗水分，当养护不良或混凝土内部水分不充分时，混凝土毛细孔中水分消耗过多，导致毛细孔内产生负压，引起混凝土内部出现自生干缩裂缝。

由于常态混凝土的水胶比较高，混凝土内有较充裕的水分，般不会发生自生干缩裂缝而对于水灰比低于的混凝土，内部往往产生大量自生干缩裂缝，导致早期混凝土体积收缩。

在约束条件下，会引起混凝土产生表面裂缝。

温降收缩大体积混凝土由于水泥水化热导致混凝土内部温度较高，当混凝土表面温度与气温相差过大时，会产生温度收缩裂缝。

后期收缩干燥收缩混凝土硬化后，内部的游离水会由表及里逐渐蒸发，导致混凝土由表及里逐渐产生干燥收缩。

在约束条件下，收缩变形导致的收缩应力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土就会出现由表及里的干燥收缩裂缝。

混凝土的干燥收缩是从施工阶段撤除养护时开始的，早期的收缩裂缝比较细微。

随着时间的推移，混凝土的蒸发量和干燥收缩量逐渐增大，裂缝也明显起来。

碳化收缩在相对湿度合适的条件下，空气中的能和混凝土表面由于水泥水化生成的水化物很快地起反应，称之为碳化，碳化的过程伴随着体积的收缩，称为碳化收缩。

碳化收缩是不可逆的。

受碳化或淡水腐蚀等原因致使混凝土空隙液中值降低，氢氧化钙量不足时，会有部分凝配，含泥量为。

外加剂都是由江苏博特新材料有限公司提供的。

萘系高效减水剂碳纤维单丝长度为，在混凝土和砂浆中具有很好的分散性。

拌和用水自来水。

混凝土的配合比胶凝材料总用量，其中水泥占，粉煤灰占，砂率以计算用表观密度法设为计算。

见表。

表混凝土配合比序号减水剂及其掺量纤维掺量水泥粉煤灰水水胶比砂石抗裂性能的测定凝结时间的测定分别按水灰比为加入水，并加入不同掺量的纤维，拌制好净浆，其中水泥为，粉煤灰为，立即次装进圆模，振动数次后刮平，然后，放入养护箱内。

测定时，从养护箱中取出盛有净浆的圆模，置于试针下，使试针与净浆面接触，拧紧螺丝。

然后突然放松螺丝，让试针自由沉入净浆，观察指针读数。

最初测试时，应轻轻扶持金属棒，使其徐徐下降，以防试会撞弯，测试过程中，圆模不受振动。

自加水时起到试针沉入净浆中距圆模底玻璃板时止，所经历的时间为初凝时间。

自加水时起到试针到试针沉入净浆中不超过时止，所经历的时间为终凝时间。

抗裂性能的测定裂缝长度以肉眼可见为准，用钢尺测量长度，近似取裂缝两端直线距离，当裂缝出现明显弯折时，以折线长度之和代表裂缝长度。

用读数显微镜分度值为测量裂缝宽度，取裂缝长度中点附近的裂宽代表该裂缝的最大裂宽。

读数显微镜是由上海大庆光学仪器厂生产的，型号是，放大倍数是倍。

模具的选用试验中采用的是我国最新的混凝土结构耐久性设计与施工指南中推荐了个混凝土砂浆早期抗裂性试验设计和评价方法。

所用试件的尺寸为的平面薄板，边框内设间距的双排栓钉，长度分别为和的两种栓钉间隔分布见图。

模具底板采用厚度为的复合板，并在底板上铺层聚乙烯薄膜，防止试件水分从底面蒸发损失。

试验模具如图。

图塑性收缩开裂试验模具混凝土收缩开裂裂缝测量和开裂面积的计算裂缝长度以肉眼可见为准，用钢尺测量长度，近似取裂缝两端直线距离，当裂缝出现明显弯折时，以折线长度之和代表裂缝长度。

用读数显微镜分度值为测量裂缝宽度，取裂缝长度中点附近的裂宽代表该裂缝的最大裂宽。

按下列公式计算裂缝开裂总面积式中试件裂缝名义总面积第条裂缝名义最大裂缝宽度第条裂缝长度，。

评定标准按下式计算裂缝降低系数η式中对比用基体板的总开裂面积纤维砂浆或纤维混凝土板的总开裂面积，。

混凝土砂浆裂缝降低系数和防裂效能等级对照表表混凝土砂浆裂缝降低系数和防裂效能等级对照表防裂效能等级评定标准级η二级η三级η实验结果凝结时间和坍落度结果分析凝结时间和混凝土坍落度见表。

编号坍落度凝结时间图表是加入纤维后的混凝土的坍落度和凝结时间值，由表可知随着纤维参量的增加坍落度是减小的，由于纤维的加入阻碍了混凝土的流动从而导致混凝土的坍落度降低。

由表可知混凝土的凝结时间是随着纤维参量的增加而增加的，由于纤维的增加相邻之间的距离减小，水泥的干缩率减小，所以凝结时间变长。

裂缝的长度和宽度值及计算结果裂缝的长度和宽度值及计算结果见表。

表裂缝的长度和宽度值及计算结果编号裂缝数目条最大裂缝长度最大裂缝宽度总的开裂面积裂缝降低系数η防裂效能等级二级级表是混凝土裂缝的长度和宽度值，由表数据分析可得随着纤维参量的增加裂缝数是不断减少的，裂缝的长度和宽度也是不断减小的，裂缝的总面积也是不断减小的，混凝土的裂缝降低系数是不断的增加的，能够提升防裂效应。

由于纤维的参入使混凝土内部能构成种均匀的乱向支撑体系，从而对宏观裂缝起到阻裂作用。

结论本文通过对不同水灰比及不同掺量的纤维净浆和砂浆的试验研究，可以得出以下结论当水灰比不变时，纤维的参量从增加到时，混凝土的凝结时间是增加的。

纤维的参量从增加到时，混凝土的坍落度是不断减小的。

随着纤维参量的不断增加，混凝土的防裂效能等级由原来的没级改变成级效能，增加了混凝土的收缩性。

参考文献聚丙烯纤维混凝土的性能试验研究李卫东国外建材科技聚丙烯纤维增强混凝土的性能与应用许贤敏王晓硕吉林建材钢纤维混凝土中华人民共和国建设部发布姚武，马平，谈慕华，等聚丙烯纤维水泥基复合材料物理力学性能研究Ⅱ力学性能建筑材料学报孙伟钢纤维对高强混凝土的增强增韧与阻裂效应的研究东南大学学报黄土元，蒋家奋，杨南如，等近代混凝土技术西安陕西科学技术出版社刘慧明，陈淇混凝土塑性收缩裂缝的分析及防治山西建筑严吴南，蒲心诚，王冲，等超高强混凝土的化学收缩及干缩研究施工技术沈威，黄文熙，闵盘荣编著水泥工艺学武汉武汉工业大学出版社，吴中伟纤维增强水泥基材料的未来混凝土与水泥制品聚丙烯纤维混凝土力学性能分析陈磊陈太林化学建材，ı聚丙烯纤维对砂浆早期干缩性能影响的试验研究杨继强天津城市建设学院学报姚武，马平，谈慕华，等聚丙烯纤维水泥基复合材料物理力学性能研究Ⅱ力学性能建筑材料学报杨帆混凝土碳化的影响因素分析广东建材张海燕，李光宇混凝土碳化试验研究中国农村水利水电致谢通过这阶段的努力，我的毕业论文纤维对混凝土早期收缩性能的影响终于完成了，这意味着大学生活即将结束。

在大学阶段，我在学习上和思想上都受益非浅，这除了自身的努力外，与各位老师同学和朋友的关心支持和鼓