玄武岩纤维水泥基复合材料抗冻性能及抗冲击性能研究

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1、分类号：学校代码：10128UDC：学号：20151800162硕士学位论文（学生类别：全日制专业型硕士研究生学位类别：工程硕士领域名称：建筑与土木工程论文题目：玄武岩纤维水泥基复合材料抗冻性能及抗冲击性能研究英文题目：TheResistanceandImpactResistanceofBasaltFiberCementComposites学生姓名：李文超导师姓名：何晓雁副教授二○一八年五月内蒙古工业大学硕士学位论文原创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用

2、的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得内蒙古工业大学及其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：内蒙古工业大学有权将学位论文的全部或部分内容保留并向国家有关机构、部门送交学位论文的复印件和磁盘，允许编入有关数据库进行检索，也可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。为保护学校和导师

3、的知识产权，作者毕业后涉及该学位论文的主要内容或研究成果用于发表学术论文须征得内蒙古工业大学就读期间导师的同意，并且版权单位必须署名为内蒙古工业大学方可投稿或公开发表。本学位论文属于保密□，在年解密后适用本授权书。不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：注：非全日制硕士可不填写学位论文版权使用授权书。内蒙古工业大学硕士学位论文摘要玄武岩纤维水泥基复合材料（BasaltFiberCementComposites，BFCC）借鉴活性粉末混凝土制备工艺的基础上，以天然砂代替石英砂降低成本

4、，掺加玄武岩纤维提高基体抗折能力和抗冻性能。由于其具有较高的基本力学性能和优异的耐久性，多应用于公路和桥梁工程，我国西北地区，冬季气温的变化和盐碱腐蚀成为影响混凝土寿命的主要原因之一。本文主要对玄武岩纤维水泥基复合材料的抗冻性和抗冲击性能进行了试验研究。选取水胶比、天然砂取代率、天然砂粒径范围、砂胶比、玄武岩纤维掺量五个变量作为影响因素，设定四个水平，以试件抗压强度和抗折强度作为标准，利用极差分析方法确定玄武岩纤维水泥基复合材料最佳配合比。为进一步研究水胶比、天然砂粒径范围、不同冻融介质、不同冻融循环次数对玄武岩纤维水泥

5、基复合材料抗冻性的影响。设定水胶比为0.16-0.24，步距为0.02；选取五组不同天然砂粒径范围分别为0.15-0.3mm、0.15-0.6mm、0.15-1.18mm、0.15-2.36mm和0.15-4.75mm；以水、氯化钠和硫酸钠作为不同冻融介质，对BFCC材料进行冻融试验研究。结果表明：BFCC材料具有良好的抗冻性。水胶比是影响BFCC材料抗冻性的主要因素。水胶比越大，基体抗冻能力越弱；随天然砂粒径范围增加，抗冻性逐渐提高；冻融循环过程中，质量损失和相对动弹模量出现上升的现象。在冻融循环300次左右出现不同程

6、度损伤。利用孔结构分析仪测定玄武岩纤维水泥基复合材料冻融前后内部孔结构的变化参数。通过分形理论描述BFCC材料内部孔结构的变化规律，建立分形维数与孔结构参数的关系函数式。结果表明：含气量、气泡间距系数、气泡频率和气泡平均弦长与分形维数拟合的二次函数曲线均表现出良好的相关性。用损伤度描述不同冻融循环次数对BFCC内部损伤的影响。利用冻融循环300次后的损伤值代替二参数威布尔分布模型中失效概率并利用Origin进行拟合，表现出良好的相关性。利用球压法对玄武岩纤维水泥基复合材料的抗冲击性能进行研究。观察球压作用后表面损伤区和测

7、量压痕直径，对其抗冲击性能进行分析。结果表明：随天然砂粒径范围逐渐增大，压痕损伤逐渐变大；三种不同冻融介质下，随冻融次数增加，压痕直径逐渐变大并出现表面剥落的现象，以氯盐对试件表面破坏最为严重；天然砂粒径范围越大，基体抗冲击能力越强。关键词：威布尔分布模型；抗冻性；分形维数；抗冲击性；孔结构；布氏硬度；I内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractBasaltfiber-reactivecement-basedcomposites(BFCC)arebasedonthepreparationprocessofreactive

8、powderconcrete.Replacingquartzsandwithnaturalsandtoreducecosts,addingbasaltfibertoimprovethebendingstrengthandfrostresistanceofthematrix.Itismostlyusedinhighwa