PVA-纤维素混杂纤维增强混凝土性能试验研究

摘要

混凝土是土木工程中用量最大的工程结构材料。但是，混凝土自身存在抗拉强度低、易开裂等缺点，工程中常采用纤维来改善和提高混凝土的性能。研究表明，单一纤维往往存在一定的局限性，而混杂纤维则能够制备性能更加优异的混凝土材料。目前，对于混凝土中非金属纤维混杂效应，混杂纤维混凝土的力学性能、耐久性能以及指标间的相关性研究还鲜有报道。
　　本文拟对聚乙烯醇纤维（PVA）和纤维素纤维两种非金属纤维进行混杂，开展PVA-纤维素混杂纤维混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能试验，研究分析龄期和强度等级对混杂纤维混凝土力学性能和耐久性的影响，通过回归分析得到混杂纤维混凝土力学性能和耐久性指标间的相关性。主要内容如下：
　　（1）以C40混凝土为基体混凝土，开展PVA-纤维素混杂纤维、单掺PVA纤维或纤维素纤维、素混凝土拌合物的坍落度试验。研究结果表明：PVA-纤维素混杂纤维降低了基本混凝土的坍落度，其中PVA纤维发挥主要作用。
　　（2）以C40混凝土为基体混凝土，开展PVA-纤维素混杂纤维、单掺PVA纤维或纤维素纤维、素混凝土在不同龄期的抗压强度、劈拉强度、电阻率、氯离子渗透试验。研究结果表明：混杂纤维混凝土较单掺PVA纤维或纤维素纤维、素混凝土的抗压强度、劈拉强度、电阻率、抗氯离子渗透性具有明显的优势，水化后期混杂纤维混凝土的拉压比较高，韧性较好。
　　（3）以C40混凝土为基体混凝土，保持一种纤维的掺量不变，改变另外一种纤维的掺量。研究混杂纤维中单一纤维掺量发生变化，对混杂纤维混凝土性能指标的影响。研究结果表明：PVA纤维1.2kg/m3和0.9kg/m3(纤维素)为最优掺量；不同时段PVA纤维或纤维素纤维对混杂效果的影响不同。
　　（4）以C30、C40、C50混凝土为基体混凝土，开展双掺1.2kg/m3的PVA纤维和0.9kg/m3的纤维素纤维混凝土力学性能和耐久性能试验。研究结果表明：双掺纤维混凝土的抗压强度、劈拉强度、电阻率随着龄期和强度等级的增大而增大；氯离子渗透系数随着龄期和强度等级增大而减小；各个指标在同一阶段不同纤维掺入情况或不同阶段同一纤维掺入情况的变化率不同。
　　（5）对混杂纤维混凝土的性能指标进行相关性分析。结果表明：混杂纤维混凝土性能指标同一龄期或不同龄期之间具有线性或非线性的回归关系。

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究中存在的问题

1.4 本文的主要工作

2 试验概况

2.1 试验方案

2.2 原材料及配合比

2.3 试验设备

3 试验结果分析

3.1 坍落度

3.2 立方体抗压强度

3.3 劈裂抗拉强度

3.4 电阻率

3.5 抗氯离子渗透性

4 混杂纤维混凝土性能指标间的相关性

4.1 立方体抗压强度与劈拉强度的相关性

4.2 电阻率和氯离子扩散系数之间的相关性

4.3 立方体抗压强度和电阻率之间的相关性

4.4 立方体抗压强度和氯离子扩散系数之间的相关性

4.5 劈裂抗拉强度和电阻率之间的相关性

4.6 劈裂抗拉强度和氯离子扩散系数之间的相关性

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢