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超高韧性水泥基复合材料(Ultra High Toughness Cementitious Composites,简称UHTCC)是一种使用PVA纤维体积掺量不超过2%,配制出超过3%极限抗拉应变且极限裂缝宽度小于1100μm的新型高性能纤维增强水泥基复合材料。该新型复合材料对于提高钢筋混凝土结构的安全性、耐久性和可持续性方面具有非常重要的意义。本文对持续弯拉荷载作用下UHTCC的抗碳化和抗盐冻性能进行了试验研究与分析。论文主要研究内容如下:(1)持续弯拉荷载作用下的抗碳化试验。通过酚酞滴定法研究了在持续弯拉荷载作用下,碳化时间、水灰比、荷载率及弯矩对UHTCC碳化深度的影响。结果显示:UHTCC的碳化深度随着碳化时间的增加而增大,其中前7天碳化深度增长较快,7天以后增长相对缓慢。增大水灰比会加速UHTCC的碳化进程,UHTCC的碳化深度随荷载率的增加而增大。UHTCC试件各个位置处的碳化深度随着弯矩的增大而增大,碳化深度随弯矩的增长趋势符合对数形式。(2)碳化试验机理研究。通过显微硬度、TGA、XRD和MIP四种微观手段反映UHTCC材料的碳化深度和碳化机理。结果显示:显微硬度反映的碳化深度值略高于酚酞滴定法测出的碳化深度值,但相差不大;碳化区孔隙率小于非碳化区,且碳化区孔结构明显优于非碳化区。结合XRD分析是由于碳化生成的CaC03填充了 UHTCC材料的内部空隙,使得孔隙率明显减少,孔结构得到优化;运用TGA手段可将碳化测试区域分为三个部分:完全碳化区、部分碳化区和非碳化区。(3)持续弯拉荷载作用下的抗盐冻试验。通过对超声波传播时间的测定研究了挠度、弯矩、盐溶液浓度对相对动弹性模量的影响,进而反映盐冻对UTHCC材料的损伤程度。结果显示:3%浓度的盐溶液对材料的损伤程度最大,弯拉荷载的引入会加大材料的损伤程度,同时UHTCC的损伤程度会随着挠度的增加而增大。(4)氯离子渗透试验。通过硝酸银滴定法研究了挠度、弯矩、盐溶液浓度对氯离子侵蚀深度的影响,通过氯离子含量快速测定仪研究了挠度、弯矩、盐溶液浓度对自由氯离子含量的影响。结果显示:随着挠度、弯矩和盐溶液浓度的增大,氯离子的侵蚀深度越大,UTHCC抗氯离子侵蚀能力越弱;同时,随着挠度、弯矩和盐溶液浓度的增大,自由氯离子的含量也逐渐增加。(5)盐冻前后四点弯曲试验。研究对比了盐冻试验前后不同盐溶液浓度下UTHCC试件的四点弯曲强度。结果显示:经过28次冻融循环后,UHTCC试件的极限弯拉强度和极限跨中挠度都有所降低,但仍表现出良好的应变硬化特性,表明UHTCC试件具有优异的抗盐冻性能;3%浓度的盐溶液极限弯拉强度和跨中挠度下降最明显。