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高温中纤维矿渣微粉混凝土力学性能研究

赵亮平

   随着城市化进程的加快,引发建筑火灾的因素逐渐增多,建筑结构的火灾问题日益突出,结构材料的高温性能受到越来越多的关注。随着混凝土应用技术的发展,高强混凝土越来越广泛的应用在工程结构中,然而高强混凝土脆性高与防火性能差的缺陷已成为其进一步发展和应用的一个主要障碍。 作为高性能混凝土的一种,矿渣微粉混凝土具有良好的工作性、力学性能和耐久性;在混凝土中加入纤维,利用纤维的改性机理能有效地改善混凝土的高温性能。本文在矿渣微粉混凝土中混杂掺入钢纤维与聚丙烯纤维配制成纤维矿渣微粉混凝土,通过高温中纤维矿渣微粉混凝土力学性能试验,研究了温度、矿渣掺量、钢纤维掺量、聚丙烯纤维掺量和基体强度等级对力学性能的影响,建立了强度计算公式。 (1)回顾了近年来国内外有关混凝土特别是高性能混凝土高温性能以及纤维改善作用的研究工作,阐述了混凝土高温性能的劣化机理。 (2)分析了钢纤维和聚丙烯纤维对高温中矿渣微粉混凝土爆裂的影响,结果表明矿渣微粉混凝土在高温中会发生爆裂,加入聚丙烯纤维可以有效防止发生爆裂,钢纤维掺入不能防止爆裂,但可以提高爆裂发生的温度。 (3)测定了高温中纤维矿渣微粉混凝土的抗压强度、劈拉强度和抗折强度,探讨了温度、矿渣掺量、钢纤维掺量、聚丙烯纤维掺量和基体强度等级对高温中抗压强度、劈拉强度和抗折强度的影响。研究发现,高温中纤维矿渣微粉混凝土的强度随受热温度的升高而不断劣化;掺入钢纤维能显著提高高温中混凝土的强度。 (4)量测了棱柱体受压和立方体劈拉时的变形,得到了纤维矿渣微粉混凝土受压荷载—变形关系曲线和劈拉荷载—横向变形关系曲线,探讨了温度、矿渣掺量、钢纤维掺量、聚丙烯纤维掺量和基体强度等级对高温中变形的影响。结果表明,随目标温度升高,荷载—变形关系曲线渐趋扁平,峰值点不断下降和右移;掺入钢纤维能显著提高高温中矿渣微粉混凝土的变形能力,掺量越大,混凝土变形能力越强,吸收的能量越大。 (5)通过对高温中与常温下纤维矿渣微粉混凝土基本力学性能的比较,进一步分析了高温中纤维矿渣高性能混凝土力学性能的劣化机理。 (6)依据试验结果,在统计分析的基础上,提出了考虑温度和钢纤维掺量影响的矿渣微粉混凝土抗压、劈拉和抗折强度计算公式。……   
[关键词]:高温;矿渣微粉;聚丙烯纤维;钢纤维;力学性能
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:郑州大学2010年
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