纖維EPS防護(hù)吸能混凝土材料研究.pdf

1、聚苯乙烯泡沫塑料(Expanded Polystyrene Concrete，簡稱EPS)是一種輕質(zhì)材料，并具有良好的耐水型、絕熱性、絕緣性、低吸濕性、較強(qiáng)的抗震性等特點(diǎn)。以EPS顆粒部分或全部取代混凝土中的集料，可配制不同密度和強(qiáng)度的混凝土EPS混凝土具有良好的保溫隔熱和隔震，減震，大變形及超輕等工程特性，受到建筑行業(yè)的廣泛關(guān)注。因此，EPS混凝土結(jié)構(gòu)材料的開發(fā)與性能的研究以及在工程應(yīng)用領(lǐng)域的探討，具有十分重要的科技和社會(huì)效益。

2、>　　 本文首先探討了纖維EPS混凝土的理論模型。基于復(fù)合材料理論，填充理論以及緊密堆積原則，提出了EPS混凝土的設(shè)計(jì)原理;并依據(jù)纖維間距理論，利用高彈性模量的鋼纖維及低彈性模量高韌性的聚丙烯纖維的優(yōu)異混雜效應(yīng)，提出了抗沖擊性EPS水泥基復(fù)合材料的設(shè)計(jì)思路。基于理想模型，進(jìn)行EPS混凝土及纖維EPS混凝土微觀結(jié)構(gòu)觀察、力學(xué)性能、耐久性能等方面的實(shí)驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明:1）EPS混凝土有較好的力學(xué)性能，在水膠比為0.23，EPS體積率為

3、40％時(shí)，28d齡期抗壓強(qiáng)度及抗折強(qiáng)度分別為22.03MPa，4.05MPa。2）低摻量的混雜纖維對EPS混凝土抗壓強(qiáng)度提高較小，但對混凝土韌性提高較大。3）EPS混凝土具有較理想的微觀結(jié)構(gòu)，界面過渡區(qū)存在缺陷較少。并且宏觀顆粒分布均勻，呈現(xiàn)較好的分散性，未出現(xiàn)顆粒明顯上浮的現(xiàn)象。4）纖維EPS混凝土表現(xiàn)出了較好的耐久性能。纖維的加入使EPS混凝土較高的體積收縮率降至普通混凝土水平，并對抗?jié)B性能及抗凍性能有較大的促進(jìn)作用。
　　

4、 同時(shí)，本文采用改變荷載速率的方式來研究和表征EPS顆粒對沖擊荷載的貢獻(xiàn)作用。實(shí)驗(yàn)表明:普通混凝土對荷載速率變化反應(yīng)不明顯，其抗壓強(qiáng)度變化較小。而EPS混凝土隨著荷載速率增大極限抗壓強(qiáng)度明顯提高。說明EPS顆粒對于高速荷載或沖擊荷載有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，可以在短時(shí)間內(nèi)吸收和消解應(yīng)力能量，為混凝土基體分擔(dān)更多的沖擊能量。
　　 本文研究制備的纖維EPS混凝土，具有較好的抗沖擊性能，對我國人防工程建設(shè)具有重要的理論意義和使用價(jià)值。