【摘 要】
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海水海砂混凝土(SWSSC)是采用海水作为拌合水,海砂作为拌合骨料制备而成的混凝土,其力学性能与普通混凝土相当,且不需要消耗淡水、河砂资源,是目前混凝土领域的研究热点之一。海水、海砂中氯离子带来的钢筋锈蚀问题是SWSSC材料工程化应用的瓶颈。纤维织物增强混凝土(TRC)是由混凝土基体与高性能纤维织物制备而成的复合材料,不受到钢筋锈蚀问题的限制。故采用海水、海砂制备织物增强海水海砂混凝土(TR-SW
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海水海砂混凝土(SWSSC)是采用海水作为拌合水,海砂作为拌合骨料制备而成的混凝土,其力学性能与普通混凝土相当,且不需要消耗淡水、河砂资源,是目前混凝土领域的研究热点之一。海水、海砂中氯离子带来的钢筋锈蚀问题是SWSSC材料工程化应用的瓶颈。纤维织物增强混凝土(TRC)是由混凝土基体与高性能纤维织物制备而成的复合材料,不受到钢筋锈蚀问题的限制。故采用海水、海砂制备织物增强海水海砂混凝土(TR-SWSSC),既能缓解淡水、河砂资源紧张的困境,又能得到绿色环保、性能优异的TRC复合材料,符合时代发展需求。本文系统的研究了玄武岩纤维织物增强海水海砂混凝土和耐碱玻璃纤维织物增强海水海砂混凝土试件在室温下、海水高温浸泡和海水干湿循环条件下的长期力学行为及环氧树脂对试件力学性能的改善作用,主要研究成果如下:(1)在室温下测试了试件的四点弯曲性能,结果表明:织物布设层数对玄武岩纤维织物增强海水海砂混凝土(BTR-SWSSC)试件的弯曲性能影响较大,织物布设层数的增加使得BTR-SWSSC试件获得更优异的弯曲性能。采用海水、海砂制备的TRC试件(BTR-SWSSC、GTR-SWSSC)与淡水、河砂制备的TRC试件在室温下的力学性能无明显差异。环氧树脂处理纤维表面能改善纤维的力学性,有效的提升试件的弯曲强度,增加其裂缝数目。(2)对试件进行海水干湿循环处理后开展力学试验,与室温下数据对比,结果表明:海水干湿循环会导致试件强度降低。海水干湿循环至56天时,玄武岩纤维织物增强海水海砂混凝土(BTR-SWSSC)试件强度保留率约68%。在干湿循环处理14天后,玄武岩纤维对基体的增强作用大幅度降低,至56天时其增强作用基本丧失。玻璃纤维织物增强混凝土(GTR-SWSSC)在干湿循环条件下的耐久性能更为优异,干湿循环至56天时,试件强度保留率约65%,但玻璃纤维试件的增强作用仍十分明显,耐碱玻璃纤维织物的耐久性要优于玄武岩纤维。环氧树脂处理纤维表面能提升各龄期试件的弯曲强度,在时限内延缓试件强度的退化,环氧树脂处理对玄武岩纤维试件的增强作用在干湿循环28天时基本失效,对于耐碱玻璃纤维试件,56天时比同期无环氧树脂试件的强度高约2 MPa。(3)海水高温浸泡试件后,对试件开展力学测试与微观观察,结果表明:试件的弯曲性能随着浸泡的进行逐渐降低,且强度保留率均低于同期干湿循环吃力后的试件。相较于海水、海砂制备的试件,淡水、河砂制备的试件在7天时强度保留率要略高,后续各周期试件强度保留率相当。玻璃纤维试件的耐久性优于玄武岩纤维试件。玄武岩纤维对混凝土的增强作用在浸泡7天后就丧失了,环氧树脂表面处理后的试件在浸泡到56天后才基本失去了其增强作用。对于玻璃纤维增强试件,纤维的增强作用一直存在。对于两种纤维制备的试件,其强度保留率相较于同期干湿循环试件均出现了明显降低,环氧树脂保护作用的失效期提前,海水浸泡环境比干湿循环环境对试件的危害更大。
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