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鳞片改性对混凝土细观抗裂性能影响的试验研究

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鳞片改性对混凝土细观抗裂性能影响的试验研究

发布日期:2020-11-27 作者:董世成2 李文枭1 杨勇新1 邹 经1 刘 祥1 李家兴1 李 彪1 赵进阶 点击:

摘 要: 工程中常采用在混凝土中添加纤维的方法来增强混凝土的抗裂能力鳞片是一种具有良好力 学性能的微米级材料,通过在混凝土中添加不同掺量不同规格的玻璃鳞片玄武岩鳞片,进行 6 组混凝土平 板试验6 组混凝土抗折强度测试及 6 组声发射测试试验,研究鳞片改性后混凝土早期抗裂性能硬化后力学 性能以及断裂过程中裂缝发展的变化规律试验结果表明: 鳞片能有效减少混凝土早期裂缝开裂面积,提升 抗折强度,且主要提高了混凝土中微米级细观抗裂能力关键词: 鳞片; 混凝土; 抗裂; 平板试验; 抗折试验; 声发射试验

自水泥材料问世以来,混凝土作为建筑材料在 工程中运用越来越广泛然而,混凝土是一种复杂 的多相复合材料: 在肉眼可见的范围内,可以把混凝 土看成为骨料与基质两相材料组成,然而肉眼可见 的两相材料并不是均匀分布的,在粗集料附近,骨料 周边 10 ~ 50 μm 厚度还存在一个界面过渡区,界面 过渡区通常比水泥基和骨料更薄弱,因此该结构对 混凝土力学性能的影响远比其尺寸产生的影响大得 1; 其次,三相中的每一相本身也是多相的,骨料 本身就含有裂缝和孔隙,还可能含有多种矿物,水泥 浆体和界面过渡区两者一般也都含有不均匀分布 不同类型的固相孔隙与微裂缝可见,混凝土 是一个由不同尺度结构组成,并伴有不同尺度的空 隙和裂缝的复合结构目前工程中常在混凝土中添加纤维来限制裂缝 的开展,提高混凝土的抗裂能力,常 用 的 有 钢 纤 2碳纤维3玻璃纤维聚丙烯4 - 5和聚乙烯醇 纤维6 - 7等,能有效提高混凝土抗裂性能和韧性,但 是纤维由于自身尺寸限制,主要对毫米级的裂缝有 限制作用,对于混凝土中更细小的裂缝限制效果有 限,由此可以通过在混凝土中添加微米级阻裂材料 限制混凝土微米级裂缝的发展,从更微观的尺度提 高混凝土的抗裂性能

鳞片材料为某些无机化合物经物理或化学方 法处理后,成为一定粒径和厚度的薄片,常见的有 玻璃鳞片玄武岩鳞片石墨鳞片锌铝合金鳞片不锈钢鳞片以及云母鳞片等,鳞片材料呈片状,一 般片径为 20 μm ~ 2 mm,厚度在 2 ~ 5 μm 之间,具 有良好的机械和力学性能其中玻璃鳞片材料广 泛应用于涂料行业8 - 9,能较好地提高涂料的抗冲 击性能抗渗透性和耐磨性能,相对于其他鳞片材 料而言,玄武岩鳞片和混凝土具有较高的黏结性 能,玄武岩中铁氧化物氧化铝含量较高,而碱性 氧化物则较少,具有更好的耐酸碱性娄建立通 过试验证明鳞片可以改善水泥砂浆机械强度面硬度耐磨性和抗介质渗透性,还可以吸收一部 分水泥砂浆在水化或干燥时产生的内应力10于纤维改性混凝土的思路和成果,本文设计在混 凝土中添加不同规格和不同类型的鳞片材料,研 究其对混凝土早期抗裂性能力学性能以及断裂 过程的抗裂性能的影响,为采用多种纤维和材料 改性混凝土抗裂性能的研究提供新的思路

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