活性粉末混凝土力学性能及抗硫酸盐侵蚀试验研究

发布时间：2020-07-21 09:57

【摘要】：在社会经济不断发展的过程中,建筑业对混凝土材料的要求也在不断的发展,超高强混凝土成为混凝土建筑结构材料的主要发展方向。活性粉末混凝土(RPC)是一种高强度、高韧性、低渗透性的纤维增强混凝土材料,但高温蒸汽养护和连带的高成本使得活性粉末混凝土在工程中的应用受到限制。为此,本文提出免蒸养的RPC制备工艺,对RPC的静态力学性能和抗硫酸盐侵蚀性能进行研究,主要研究内容和研究成果如下:(1)提出免蒸养的RPC制备工艺。以高标号水泥、高效减水剂和高强掺合料等为原材料制备出基体强度为C100、C120、C140三个等级、钢纤维体积率为0、1%和2%的自流平RPC,试验表明:钢纤维的掺入有利于RPC强度的增加和韧性的提高,且劈裂抗拉、抗折强度增幅均高于抗压强度。(2)RPC抗硫酸盐侵蚀性能的研究。试验研究发现:(1)钢纤维能影响RPC的抗硫酸盐侵蚀性能。掺入钢纤维可以在一定范围内提高RPC的抗硫酸盐侵蚀性能,未掺入钢纤维的RPC比掺入了钢纤维的RPC的抗硫酸盐侵蚀性能差,但是钢纤维积率为1%和2%的RPC试块抗硫酸盐侵蚀性能相差较小;(2)混凝土强度等级能影响RPC的抗硫酸盐侵蚀性能。在一定范围内RPC的强度等级越高,其抗硫酸盐侵蚀性能越强;(3)干湿循环和弯曲应力能影响RPC的抗硫酸盐侵蚀性能。在硫酸盐溶液中RPC进行干湿循环的试块比进行长期浸泡的试块破环程度要严重,各项指标下降也比较迅速,而弯曲应力的施加可以加快硫酸盐对RPC试块的侵蚀速度。(3)为了分析硫酸盐侵蚀、干湿循环、弯曲应力三因素耦合作用对RPC耐久性的影响、预测混凝土结构的有效寿命,本文选用相对质量损失、相对动弹性模量、抗压强度耐蚀系数三个指标,通过试验数据建立了有助于寿命预测的混凝土三指标损伤模型。(4)基于菲克第二定律,建立了RPC硫酸盐离子的自由扩散模型,通过有限元软件分析对RPC试块进行硫酸盐扩散数值仿真,同时将模拟仿真结果与试验实际测试结果作对比。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU528
【图文】：

水泥,水泥化学,水泥品种,筛余

图 2-1 P.Ⅱ52.5R 水泥Fig.2-1P.Ⅱ52.5R Cement表 2-1 水泥物理力学性能（P.Ⅱ52.5R）Tab.2-1 Physical and Mechanical Properties of Cement （P.Ⅱ 52.5R）细度(80μm 筛余)/%密度/(g/cm3)凝结时间(min) 比表面积/(m2/kg)抗折强度(MPa) 抗压强度(MPa)初凝终凝 3d 28d 3d 28d2.1 3.13 134 167 330 6.2 8.8 31.5 56.8表 2-2 水泥化学成分（P.Ⅱ52.5R）Tab.2-2 Chemical Constituents of Cement（P.Ⅱ52.5R）水泥品种烧失量SiO2Fe2O3Al2O3CaO MgO SO3合计P.Ⅱ52.5R 1.78 23.12 3.21 4.25 63.02 0.98 2.81 99.

钢纤维,主要化学成分

图 2-2 钢纤维Fig2-2 The Steel fiber表 2-3 钢纤维的性能参数Tab.2-3 Performance parameters of steel fiber长径比长度(mm) 密度（g/cm3）抗60 15 7.8 和膨胀剂为主，密度 2.23g/cm3,比表面积 13050m3、Al2O3为主要，其主要化学成分见表 2-4。表 2-4 增强料主要化学成分/%Tab. 2-4 Chemical composition of strength admixture/%l2O3CaO SO3K2O Fe2O3Na2O MgO

硅砂,河砂,天然河,细度模数

图 2-3 硅砂Fig.2-3 silica sand河砂用表观密度为 2570Kg/m3，细度模数为 2.5 的天然河砂，如图 2-4 所示。天然数如表 2-5 和 2-6 所示。图 2-4 河砂

【参考文献】