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1、 河北建筑工程学院本科生毕业设计（论文） 课题名称玄武岩纤维对水泥土抗拉性能的影响学 院： 土木工程学院 专 业： 土木工程 班 级： xxx 学生姓名： xxx 学 号： xxx 指导教师： xxx 职称： 讲师 设计提交日期： xx 设计提交日期： xx 答辩委员会主席签字： 玄武岩纤维对水泥土抗拉性能影响 摘 要 劈裂实验是研究水泥土试块抗拉强度的主要试验。本文通过实验数据反映在水泥土中加入玄武岩纤维和改变水泥掺量后对抗拉强度的影响。本文通过研究纤维长度为6mm、12mm、18mm、24mm和30mm的纤维，确定出最优长度，然后研究纤维含量变化对抗拉强度的影响，本文的纤维含量分别为0%、
2、0.3%、0.5%、0.7%和1%，确定最优含量，给出工程建议最优长度为18mm，最优纤维含量0.7%。本文的主要研究内容如下：水泥掺量的不同对抗拉强度的影响。纤维长度的不同对抗拉强度的影响。纤维含量的不同对抗拉强度的影响。龄期的不同对抗拉强度的影响。查阅想关资料，综合实验数据得出如下结论：一定条件下，一定范围内，水泥土的抗拉强度随着水泥掺量的增加而增大。水泥土的抗拉强度随着长度增加而增大。在长度为18毫米达到峰值。水泥土的抗拉强度随着纤维含量的增加而增大。在纤维含量为 0.7%达到峰值。水泥土的抗拉强度随着龄期的增长而增大。关键词：玄武岩纤维；水泥土；抗拉强度I AbstractSplitt
3、ing splitting experiment is of cement soil test tensile strength test. The experimental data reflect with basalt fiber and change the cement dosage in the cement soil on the tensile strength of the impact. The through the study of the fiber length of 6mm, 12mm, 18mm, 24mm and 30mm fibers to determin
4、e the optimal length, then study the influence of fiber content on the tensile strength and the fiber content were 0%, 0.3%, 0.5%, 0.7% and 1% to determine the optimal content and engineering advice is given.Effect of different cement content on tensile strength.Effect of different fiber length on t
5、ensile strength.The effect of different fiber content on the tensile strength.Effect of different age on tensile strength.Access to relevant information, a comprehensive set of experimental data obtained conclusions are as follows: under certain conditions, range, the tensile strength of the cement
6、soil increases with the increase of the admixture of cement. The tensile strength of the cement soil with the increase of the length increases. At length to 18 mm peak. The tensile strength of the cement soil increases with the increase of fiber content. In the fiber content of 0.7% reached the peak
7、. The tensile strength of the cement soil with the growth of age increases.Key words :basalt fiber; cement soil; tensile strengthI玄武岩纤维对水泥土抗拉性能影响 目 录第一章 绪论11.1 研究意义11.2 研究现状11.3 成本优势21.3.1 材料概况21.3.2 技术性能3第二章 试验方案及方法52.1 试验方案52.2 试验方法52.2.1 试验仪器62.2.2 实验材料72.2.3 实验过程92.2.4 试验注意事项10第三章 实验数据分析123.1 最优
8、长度确定123,2 最优含量的确定153.3 各种因素对试块的抗拉强度的影响173.3.1 龄期对试块抗拉强度的影响173.3.2 水泥含量对试块的抗拉强度的影响183.3.3 纤维含量对试块的抗拉强度的影响193.4 纤维的延性及变形203.4.1 裂缝213.4.2 纤维含量对水泥反应的影响213.4.3 纤维含量对延性的影响22第四章 总结与展望294.1 结论294.2 展望29参考文献30III 第一章 绪论1.1研究意义地基处理在工程中地位极其重要，地基处理的好坏对建筑结构的安全性、适用性及耐久性直接相关。针对不同的地质环境应该选用不同的处理方法，材料的选用对地基强度的增加效果也不
9、尽相同。水泥土在地基处理过程中一直扮演这一个比较重要的角色。处理过程中通过机械将水泥土灌入软弱地基中，经过一定的时间，水泥土与原地基土发生一系列的物理化学反应，从而改善原来地基土的内部结构，形成新的地基，进而提高地基承载力1。相比水泥土，水泥土的制作工艺更方便，水泥土的材料选取可以利用挖方弃料，减少土方堆填浪费，减少场地占用，降低运输成本，提高工作效率。大力推广该项技术，可以提高当地资源利用率，降低工程成本，提高企业效益2。单纯的采用水泥土地基，确实可以提高地基承载力，但是，由于场地及荷载环境的苛刻，要求地基有更好的性能。早在20世纪80年代，化纤水泥土的研究就已经开始了，在1996年北京举行
10、的第三届水泥水泥土报告会上，在化学纤维用于水泥土上得到广泛重视。经过一些人士研究发现，在水泥土中加入适量的纤维，在力学性能上可以产生在水泥土中配筋的效果，即水泥土的抗强度和抗拉强度均有所提高。随着科学发展观的提出，各部也提出绿色建筑的号召。玄武岩纤维具有污染小，可降解，韧性高，耐腐蚀等，因而已经被一些领域所应用。但是在建材方面的研究还比较少，因此在水泥土中掺入玄武岩纤维有必要进行研究。1.2研究现状纤维水泥土是一种新型的复合材料，相当于对水泥土材料的一个创新改良，虽然强度方面亚于水泥土，但是由于其施工方便，经济效益好，备受一些建筑工程领域青睐。近年来，以钢纤维、合成纤维、碳纤维及玻璃纤维为代表
11、的纤维，在水泥土中应用得到了迅速的发展，纤维水泥土是继钢筋水泥土一次重大突破。水泥土具有一系列优越的性能，并广泛应用于各工程领域。我国在水泥土应用上主要分为两方面：一方面用于水泥土搅拌桩，主要用于地下工程；另一方面主要用水泥土重力式挡墙，在这两方面，我国结合国内外理论，已经有较成熟的实践经验。国外也曾做过大量试验研究水泥土的性质，计划研究出最佳配比，用水泥土代替砼材料。经翻阅资料得知，在水泥土中加入适量纤维可产生如下影响：1.阻碍裂缝开展。纤维可阻碍水泥土中微裂缝的产生与扩展，这种阻裂作用既存在于水泥土的未硬化的塑性阶段，也存在于水泥土的硬化阶段。水泥基体在浇注后的24小时内抗拉强度低，若处于
12、约束状阻态，当其所含水分急剧蒸发时，极易生1绪论 成大量裂缝，此时，均匀分布于水泥土中的纤维可承受因塑性收缩引起的拉应力，从而阻止或减少裂缝的生成。水泥土硬化后，若仍处于约束状态，因周围环境温度与湿度的变化，而使干缩引起的拉应力超过其抗拉强度时，也极易生成大量裂缝，在此情况下纤维仍可阻止或减少裂缝的生成。 2.可以一定程度上减缓应力集中。水泥土不仅抗拉强度低，而且因存在内部缺陷而往往难于保证。纤维之间的相互约束可阻碍水泥土中微裂缝的产生与扩展，这种阻裂作用既存在于水泥土的未硬化的塑性阶段，也存在于水泥土的硬化阶段。3.提高材料韧性。即使水泥土发生开裂，纤维还可横跨裂缝承受拉应力，并可使水泥土具
13、有良好的韧性。韧性是表征材料抵抗变形性能的重要指标，一般用水泥土的荷载挠度曲线或拉应力应变曲线下的面积来表示3。另外，还可提高和改善水泥土的抗冻性、抗渗性以及耐久性等性能。本文主要研究加入纤维后，对水泥土的抗拉强度的影响。强度方面。在水泥土中加入纤维的效果可类比在混凝土中加入钢筋产生的效果。在水泥土中加入纤维与原状水泥土相比，其内部结构发生了变化。即在荷载作用下，由于纤维与水泥土相互作用，使处于多方向约束作用，进而提高试件承载力。提高延性。足够的强度是保证安全的必要条件，则延性则可以减少突发事故的可能性。事故发生前，延性可以留给人们一个危险的预判时间，让人们提前撤离。其主要机理是可类比适筋梁破坏。合适的纤维掺量可以提高材料的渗水性。因为玄武岩的加入改变渗水路径，另外，玄武岩纤维材料的性能具有一定的阻水能力。1.3 成本优势 1.3.1 概况玄武岩纤维具有优越的物理学性能，良好的粘合性，耐热性及抗腐蚀性等，非常适用于土木工程领域.由于玄武岩纤维单向布不但抗
