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题目:钢纤维混凝土抗盐冻与抗弯冲击性能研究

关键词:钢纤维混凝土; 盐冻; 抗弯冲击; 性能研究

  摘要


    钢纤维混凝土具有优良的抗冲击性能,已在机场跑道上得到了广泛应用。然而,我国北方以及寒冷地区,机场跑道除经受飞机的冲击作用外,还承受着除冰盐溶液的反复冻融作用,从而导致机场跑道提前出现剥落、开裂、甚至失效等质量问题,严重影响飞行环境并危害飞行安全。本文探索了盐冻与弯曲冲击作用下钢纤维混凝土的劣化规律,同时分别分析了两种作用对钢纤维混凝土的抗弯冲击性能和抗盐冻性能的影响。

    (1)盐冻作用降低了试块底面产生微裂缝所需的冲击次数。

    (2)如果钢纤维与混凝土基体之间的黏结力太强,钢纤维可能多数在滑出之前就断裂,此时,钢纤维只能使混凝土力学性能稍有改善,却不能耗散抗弯冲击所产生的能量。因此,为了改善钢纤维混凝土的抗弯冲击性能,而提高钢纤维和基体之间的黏结力,并不是正确的途径;在不提高钢纤维抗拉强度的情况下,优化钢纤维形状和界面状态,使其与基体之间的粘接力略低于钢纤维抗拉强度,这样就能将钢纤维的阻裂、增韧效能发挥到最大,从而提高钢纤维混凝土的抗弯冲击性能。

    (3)通过SEM观察,发现盐冻使混凝土内部出现十分微小的盐冻裂纹,随着盐冻次数的增加,微裂缝的数量和宽度都有所增加。

    (4)对钢纤维混凝土进行抗弯冲击,达到一定次数后,试块底面会产生宏观裂缝,此时,动弹模明显下降,甚至无法准确测量。随着冲击次数的继续增加,下表面主要裂缝继续发展,界面处搭接的钢纤维受拉,钢纤维的拉力作用使混凝土裂缝界面处产生更多新的微裂缝。1)大量的微裂缝会放大盐冻对混凝土的损伤,NaCl溶液更容易进入试块内部,并填补微裂缝,使试块质量增加。同时由于微裂缝处于宏观裂缝深处,试块即使劣化,也无法造成质量损失。即冲击产生宏观裂缝后,继续增加的冲击作用,会减少盐冻作用后的质量损失。2)界面处的微裂缝和200次盐冻的共同作用,使界面处混凝土劣化,降低钢纤维与混凝土的黏结强度。在钢纤维与混凝土的黏结强度大于钢纤维抗拉强度的条件下,黏结强度的降低能够减少钢纤维断裂的几率,从而提高试块抗冲击次数。具体现象为:钢纤维混凝土试块经过6次抗弯冲击,继续增加的抗弯冲击次数和200次盐冻耦合作用,会提高钢纤维混凝土进行再次抗弯冲击的能力。