聚丙烯纖維和硅粉對隧道襯砌混凝土抗?jié)B阻裂性能的影響.pdf

1、隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)需求不斷擴(kuò)張，隧道工程越來越多。隨之帶來的各種隧道工程問題也不斷出現(xiàn)，特別是隧道工程的滲漏、開裂等病害問題越來越突出，已成為隧道工程領(lǐng)域的普遍問題。如何從混凝土材料方面提高隧道襯砌的防水、抗?jié)B和阻裂性能，對改善隧道襯砌結(jié)構(gòu)的工作特性，提高隧道耐久性具有重要的工程意義和廣闊的推廣運(yùn)用前景。
　　本文通過在隧道襯砌混凝土中摻入聚丙烯纖維和硅粉，達(dá)到提高和改善襯砌材料抗?jié)B和早期抗裂性能的目的。為驗(yàn)證

2、其有效性和合理性，論文通過系統(tǒng)的試驗(yàn)研究和理論分析，詳細(xì)探討了聚丙烯纖維和硅粉對襯砌混凝土力學(xué)性能、抗?jié)B性能和早期抗裂性能的影響，并從微觀結(jié)構(gòu)方面對上述影響規(guī)律的機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)闡述，獲得了如下基本認(rèn)識(shí):
　　(1)聚丙烯纖維和硅粉對混凝土強(qiáng)度的影響具有相互制約的關(guān)系。硅粉能顯著提高混凝土強(qiáng)度，但同時(shí)會(huì)增加混凝土的脆性。纖維對混凝土強(qiáng)度影響較小，不及硅粉顯著;纖維摻量過高時(shí)甚至?xí)魅趸炷翉?qiáng)度。但纖維能抑制裂縫的擴(kuò)展速度，提高混凝土殘

3、余強(qiáng)度。
　　(2)抗?jié)B試驗(yàn)結(jié)果表明摻入硅粉能顯著提高混凝土的抗?jié)B性能，但摻入纖維對抗?jié)B不利。預(yù)加載抗?jié)B試驗(yàn)進(jìn)一步說明硅粉增加混凝土脆性的特征。混凝土抗?jié)B性和抗壓強(qiáng)度具有明顯的相關(guān)性，提高抗壓強(qiáng)度有利于改善其抗?jié)B性能。
　　(3)纖維能顯著抑制早期裂縫開展，控制加載后抗?jié)B性能的劣化。摻入纖維和硅粉，混凝土早期裂縫由寬、長且集中逐漸改善為細(xì)、短且發(fā)散的形態(tài)。纖維能顯著提高混凝土的早期抗裂等級。
　　(4)電鏡掃描圖像顯示

4、纖維在混凝土中三維亂向分布，與混凝土基質(zhì)緊密粘結(jié)，共同受力變形。
　　(5)采用分形理論分析硅粉混凝土空隙分形特征，結(jié)果表明計(jì)盒維數(shù)值隨硅粉摻量增加不斷減小，密實(shí)性不斷提高，抗?jié)B性能不斷增強(qiáng)。壓汞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了硅粉混凝土的平均孔徑、臨界孔徑隨硅粉摻量增加而不斷減小，孔隙形態(tài)和分布得到明顯改善。
　　上述研究成果對認(rèn)識(shí)聚丙烯纖維和硅粉摻量對隧道襯砌混凝土抗?jié)B阻裂性能的影響具有重要意義，可為其在隧道工程中的推廣應(yīng)用提供理論