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高强轻集料混凝土的脆性与增韧技术研究

王涛

  高强轻集料混凝土虽然具有轻质高强、隔热保温、耐火、抗震、抗渗等特点,在结构恒载占较大比例的高层建筑、大跨度结构、桥梁工程等领域,具有非常广阔的应用前景。但与相同强度等级普通混凝土相比,高强轻集料混凝土的抗折强度和弹性模量较低,脆性较大。这些缺点限制了它在工程建设中的广泛应用。因此,如何提高其强度和改善其脆性成为土木工程领域研究的热点。本文研究了高强轻集料混凝土脆性的产生、脆性破坏特征、影响因素、增韧技术以及增韧机理。建立了高强轻集料混凝土脆性破坏模型,其脆性破坏过程包括四个阶段:线弹性阶段、非线性强化阶段、应力跌落阶段和应变软化阶段。通过实验分析了高强轻集料混凝土脆性的影响因素:水胶比、砂率、胶凝材料组成和轻集料种类,以及它们与高强轻集料混凝土脆性之间的关系;在实验和理论分析的基础上,建立了高强轻集料混凝土的理想模型,为设计、制备和生产高强高韧性轻集料混凝土提供了理论依据。根据该模型,提出了高强轻集料混凝土增韧的技术方法:纤维增韧、聚合物增韧、集料表面增强处理、层布式钢纤维优化增韧以及它们几种方法之间的复合增韧,并分析了这些增韧技术的作用机理。最后采用这四种技术复合增韧,得到了和理想结构模型相符的高强高韧性轻集料混凝土,较基准轻集料混凝土抗压强度增加16.3%,抗弯强度增加97%,冲击韧性提高171.9%;劈裂抗拉强度增加52.6%,韧性指数提高19.2倍,并且具有耐久、经济等优良性能。本文采用XRD和SEM等现代微观测试手段对聚合物增韧高强轻集料混凝土的水化产物和内部微观结构进行了研究,揭示了聚合物在轻集料混凝土内形成“多相互穿网络结构”是聚合物轻集料混凝土具有优良韧性的根本原因。……   
[关键词]:轻集料;高强轻集料混凝土;脆性;增韧;聚合物
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:武汉理工大学2004年