论文总字数：24305字

摘 要

伴随科技进步与发展，人们对建筑材料的需求与日俱增，因而要求作为建筑材料中的基础：混凝土有更好的性能。超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete, UHPC）研制成功为社会进步同时也为混凝土提供了新的发展方向。目前我国UHPC体系所用的纤维主要是PP纤维，日本进口PVA纤维和细的钢纤维。由于钢纤维存在锈蚀风险，无法在UHPC制品中应用，目前对进口PVA又形成了过分依赖，而PVA纤维成本又比较高。在此基础上本论文即对合成纤维POM（聚甲醛）在UHPC制品中应用进行研究。

新拌混凝土性能是保证工程顺利进行的重要性能。通过实验可知POM纤维对流动性的影响明显优于PVA纤维。

混凝土后期出现裂痕与混凝土抑制干缩的能力密不可分。本文通过对比研究加入不同掺量纤维的混凝土的干燥收缩性能，可知掺加不同种类纤维均可一定程度地抑制混凝土的干燥收缩。以28d龄期为限，我们观察到大部分组别1-28d前期干燥收缩率增长明显，而在28d后收缩率开始明显降低，结果表明PVA纤维比POM纤维对于抑制混凝土干燥收缩能力更出众。

此外，我们通过耐蚀系数研究了掺加纤维对混凝土在不同环境中的抗腐蚀能力。实验结果表明，掺入纤维可以明显增加UHPC体系的抗压及在三种不同溶液环境中的耐蚀能力。掺入POM纤维比掺入PVA纤维的抗腐蚀能力更好。掺入1.0%POM纤维的抗稀盐酸腐蚀的能力更为优秀。掺入1.5%POM纤维的抗硫酸盐及氯盐的能力更为优秀。

关键词：超高强混凝土UHPC POM（聚甲醛）纤维 干燥收缩 耐蚀系数

Properties of High Strength Coarse Denier Synthetic Fiber

Reinforced UHPC

Abstract

With the progress and development of science and technology, people's demand on buildings is gradually increasing, which requires concrete to have better performance.Successful development of super high performance concrete provides new direction for concrete field. At present, synthetic fibers (PP (polypropylene) fibers, imported PVA (polyvinyl alcohol) fibers and high strength micro-steel fibers are the main fibers used to strengthen UHPC system. Due to the corrosion risk of steel fibers, it can not be used in UHPC products. At present, the imported PVA has become too dependent, and the cost of PVA fibers is relatively high. Therefore, we discussed the application of synthesized polyoxymethylene (POM) fiber in the UHPC system.

The performance of fresh concrete is an important performance to ensure the smooth progress of the project. It is concluded that POM fibers have a better effect on fluidity than PVA fibers.

Cracks in the later stage of concrete are closely related to the ability of concrete to restrain dry shrinkage. Within the age limit of 28 days, we observed that the drying shrinkage of most groups increased significantly in the early stage of 1-28 days, but began to decrease significantly after 28 days. Thus，it is concluded that PVA fiber is more effective than POM fiber in inhibiting drying shrinkage of concrete.

In addition, the corrosion resistance of concrete mixed with fibers in different environments was studied by corrosion resistance coefficient. The experimental results show that the compressive strength and corrosion resistance of UHPC system can be significantly increased by adding fibers. The corrosion resistance of POM fibers is better than that of PVA fibers. The corrosion resistance of POM fibers with 1.0% volume fraction is better in dilute hydrochloric acid. POM fibers with 1.5% volume fraction exhibited better corrosion resistance in sulfate and chloride conditions.

Key Words: UHPC Ultra-high Strength Concrete, POM(polyoxymethylene) fiber , Drying shrinkage, Corrosion resistance coefficient

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 UHPC发展历程及国内外研究现状 1

1.2.1UHPC的发展历程 1

1.2.2UHPC的国内外研究现状 2

1.3本文主要研究的内容 4

1.4研究的意义 4

第二章 原材料与实验设备 7

2.1原材料分析 7

2.1.1实验原料及配方 7

2.1.2UHPC制备工艺 7

2.1.3纤维本体分析 7

2.2实验设备 9

第三章 POM纤维对UHPC流动性影响 10

3.1实验方法 10

3.1.1实验方法原理 10

3.1.2实验仪器和设备 10

3.1.3实验方法 10

3.1.4结果与计算 11

3.1.5实验设计方案 11

3.2流动度分析 11

3.3小结 12

第四章 POM纤维对UHPC干缩性能的影响 13

4.1实验方法 13

4.1.1实验步骤 13

4.1.2实验结果计算 13

4.1.3实验设计方案 13

4.2干燥收缩实验结果及分析 14

4.2.1纤维掺量对干燥收缩的影响 14

4.2.2纤维长度对干燥收缩的影响 15

4.2.3龄期与干燥收缩率总图 15

4.2.4平行实验 16

4.3小结 17

第五章 POM纤维对UHPC抗腐蚀性能影响 18

5.1实验方法 18

5.1.1腐蚀溶液为5%Na₂SO₄溶液的实验方法 18

5.1.2腐蚀溶液为5%Na₂SO₄和10%NaCl溶液的实验方法 18

5.1.3腐蚀溶液为3.65%HCl溶液的实验方法 18

5.1.4实验结果计算 18

5.1.5实验设计方案 19

5.2抗压强度及质量变化分析 20

5.2.1 5%Na₂SO₄溶液腐蚀后数据分析 20

5.2.2 5%Na₂SO₄和10%NaCl溶液腐蚀后数据分析 21

5.2.3 3.65%HCl溶液腐蚀后数据分析 22

5.3 微观形貌分析 24

5.4小结 25

第六章 结论与展望 27

6.1结论 27

6.2存在问题与展望 27

参考文献 29

致谢 32

第一章 绪论

1.1 研究背景

标准意义上的混凝土^[1]是由水泥，砂石，水根据不断试验，按比例配合，经过搅拌等环节养护成型的材料。因为价格低，操作方便等一系列优点广泛运用于各项行业和人们的生活，是现在最重要的工业生活建筑材料之一。随着科技的进步与发展，人们对建筑的需求逐渐提高，也就要求混凝土有更好的性能。

1.2 UHPC发展历程及国内外研究现状

1.2.1UHPC的发展历程

超高性能混凝土^[2]（UHPC）是一种全新的混凝土。原材料则放弃了粗骨料，改为掺加纤维，减水剂^[3]来提升混凝土的各项性能。高性能混凝土开发，早在70年代Yudenfreund^[4]使用超细水泥和真空搅拌技术制造出水泥石，其抗压强度最高可达240MPa。在此基础上Birchall^[5]又提出了无宏观缺陷水泥，即指在制备水泥的过程中不使用高压压实即可去除宏观缺陷。后来在80年代来自丹麦的Bache^[6]用紧密堆积理论^[7]研发出了一种新型的超细水泥，这种水泥密集型极好。到了1990年，Richard^[8]以超Bach的理论基础又开发了纤维增强混凝土的技术。时间线来到近代，1994年学者首次确定了UHPC词汇运用，以此为契机各国学者对于超高性能混凝土的研究开始提上进程，UHPC体系开始飞速发展。直到目前为止，尽管已经在各国出现很多应用，但UHPC的研究仍然是行业热门并将在未来很长一段时间继续发展。

UHPC体系在使用纤维类型上，变化趋势也并不是向着某种纤维优化进行发展，而是在不同的纤维类型方面随着时间有着新的进展，可见使用的纤维没有最好，只有最适合。

请支付后下载全文，论文总字数：24305字