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1、開題報告北京建筑工程學院結構工程目錄1課題的背景和意義1.1傳統(tǒng)水泥基材料的缺點及補償措施1.2高性能水泥基材料的發(fā)展與應用現(xiàn)狀簡介1.3纖維高性能水泥基材料的發(fā)展史及應用1.4橡膠粉高性能水泥基材料的發(fā)展及應用1.5纖維及橡膠粉對高性能水泥基材料的作用機理及優(yōu)點1.6粉煤灰對水泥基材料的作用機理及優(yōu)點1.7硅灰對水泥基材料的作用機理及優(yōu)點1.8本課題研究的意義2課題的基本內容及初步分析3課題研究的目標4擬采用的研究思路和試驗方案5進度安排第12頁共12頁開題報告北京建筑工程學院結構工程開題報告題目：纖維橡膠粉高性能水泥基材
2、料應用技術研究材06：指導教師：宋少民教授1課題的背景和意義1.1傳統(tǒng)水泥基材料的缺點及補償措施傳統(tǒng)混凝土中，混凝土內應力大且復雜，抗拉伸強度低,能量吸收性差,因脆性而容易產生裂縫。裂縫控制成為一個令人棘手的問題。同時存在收縮大、抗拉強度與抗壓強度比值小，以及斷裂韌性低的弱點，隨著水泥基材料抗壓強度的大幅度提高，干縮與脆性問題也更為突出等問題[1]。雖然在高性能混凝土中，由于摻加礦粉、粉煤灰、膨脹劑等起到了一定的改善效果，但由于混凝土的多種不確定性因素，導致混凝土澆筑后仍存在裂縫。當混凝土的應變達到3‰時，普通混凝土的承載能
3、力仍能保持一半以上，但同樣的應變值加于高性能混凝土時，則實際承載力已近于零，即這時在高強混凝土中可觀察到裂縫的形成。而且大部分裂縫發(fā)生在早期，且對混凝土耐久性影響深遠[2]。混凝土中摻入纖維，使混凝土在受力過程中纖維與混凝土共同受力變形，纖維的牽連作用使混凝土開裂而不斷，并能進一步承受荷載，使混凝土的抗折強度和抗拉強度有了充分的保證。當所用纖維的力學性能、幾何尺寸與摻量等合適時，可使復合材料的抗拉強度有明顯的提高[6]。在西方一些國家中，在混凝土中摻加纖維能起到很好的作用，同時將廢舊輪胎制成的橡膠粉以一定摻量加到混凝土中，填
4、充孔隙改善水泥與骨料的界面狀況，能夠約束微裂縫的產生和擴展，并形成吸收應變能的結構變形中心，可吸收抗震動能，從而明顯改善混凝土的抗沖擊性，提高混凝土的抗震性能[3]。進而達到混凝土的增韌減脆和抑制干縮變形。1.2高性能水泥基材料的發(fā)展與應用現(xiàn)狀簡介1990年年5月,在美國國家標準與技術研究所(AIST)和美國混凝土協(xié)會(ACI)主辦的第一屆高性能混凝土會議上,首次提出了高性能混凝土(High第12頁共12頁開題報告北京建筑工程學院結構工程PerformanceConcrete,簡稱HPC)的概念[4]。認為HPC是同時具有某
5、些性能的均質混凝土,必須采用嚴格的施工工藝與優(yōu)質原材料,配制成便于澆搗、不離析、力學性能穩(wěn)定、早期強度高、并具有韌性和體積穩(wěn)定性的混凝土;特別適合于高層建筑、橋梁以及暴露在嚴酷環(huán)境下的建筑物。HPC必須具備高耐久性、高工作性、同時高性能混凝土必須具有較高的韌性、良好的體積穩(wěn)定性和長期的力學穩(wěn)定性。高性能混凝土的高韌性要求其具有良好地抵抗地震荷載、疲勞荷載及沖擊荷載的能力，混凝土的韌性可通過在混凝土中摻加引氣劑、采用高性能纖維混凝土或摻加橡膠粉等措施得到提高。高性能混凝土的體積穩(wěn)定性表現(xiàn)在其優(yōu)良的抗初期開裂性，低的溫度變形、低
6、徐變及低的自收縮變形[5]。高性能混凝土的性能的提高和改善基本上都可以通過摻加摻合料、改善配合比、改良骨料級配及摻加高效外加劑得到。1.3纖維高性能水泥基材料的發(fā)展歷史及應用近十幾年來，隨著化學纖維工業(yè)在世界范圍內的高速發(fā)展，合成纖維的應用范圍已日益擴大。由于水泥是當今消耗最大的建筑材料，而水泥砂漿與混凝土中又存在抗拉強度低、干縮率大、變形能力低、脆性大和抗沖擊性差等缺點，將某些抗堿性強、力學性能優(yōu)良的合成纖維用不同方式與水泥砂漿或混凝土相復合，能在不同程度上改善后者的力學與物理性能，并提高它們的使用價值和耐久性。因此，研究
7、用某些合成纖維作為水泥基體的增強材料已引起廣泛重視。在1992年7月RILM召開的第四屆纖維水泥與纖維混凝土國際學術會議及1996年在廣州召開的纖維增強混凝土國際學術會議上，有關合成纖維混凝土方面的論文約占全部論文的40%。在我國近10年來召開過8屆全國纖維水泥與纖維混凝土學術會議。2002年11月在鄭州市召開全國第九屆纖維水泥與纖維混凝土學術會議，論文中有聚丙烯腈等許多合成纖維混凝土的研究成果。國內外學術會議是洞察本行業(yè)科技發(fā)展動向的窗口，由此不難得知，用合成纖維作為水泥基體的增強材料已受到國內、外同行的高度重視[8]。纖
8、維增強水泥基復合材料是由水泥凈漿、砂漿或水泥混凝土作基材，以非連續(xù)的短纖維或連續(xù)的長纖維作增強材料組合而成的一種復合材料[1]。在纖維增強水泥基復合材料中，纖維的主要作用在于阻止微裂縫的擴展，具體表現(xiàn)在提高復合材料的抗拉、抗裂、抗?jié)B及抗沖擊、抗凍性等[6]第12頁共12頁開題報告北京建筑工
