CTRC-ECC分层复合板三点弯曲性能
发布时间：2020-12-13 23:49
碳纤维编织网可以有效增加混凝土的强度,随机均匀分布的短切纤维可以增加混凝土的韧性和抗裂能力。为了提升混凝土基体多方面的性能,可以将这两种增强纤维混杂在同一混凝土基体中,形成混杂纤维增强混凝土材料。由于碳纤维编织网和短切纤维对混凝土基体的成分和配比要求不同,将它们直接混杂在同一混凝土基体中,可能会影响各增强纤维性能的发挥。鉴于此,本课题通过分析不同纤维增强水泥基材料的优缺点,将碳纤维编织网增强混凝土材料（Carbon Textile Reinforced Concrete,简称 CTRC）和工程水泥基复合材料（Engineered Cementition Composites,简称ECC）分层浇筑,形成一种新型的分层复合板材。本文重点对分层复合板材的三点弯曲性能进行了研究,将复合板跨中承受荷载的材料及复合板中各材料层的厚度作为影响因素建立试验工况。通过研究获得了如下成果:（1）研究了纤维长度和水泥强度等级对ECC材料拉伸性能的影响。研究表明:纤维长度和水泥强度等级对ECC材料性能的影响具有相关性,只有当纤维长度和水泥强度匹配时,才能获得应变硬化性能较好的ECC材料。（2）研究了 ECC材...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＴＲＣ典型的单轴拉伸应力－应变曲线??水泥基体与纤维编织网之间的界面性能往往对ＴＲＣ的力学性能有着重要影??响，若纤维粗砂内部没有被水泥基体完全浸入，就不利于纤维束的协同受力，纤??
一般裂缝尖端会产生应力集中现象，而短切纤维能够发挥其良好的桥连作用??以减轻该现象，使试件发生延性破坏，增加韧性。??图１．２所示为ＰＶＡ纤维掺量为２％时ＥＣＣ试件的典型拉伸应力－应变关系曲??线［４（）】。试件首次开裂后拉伸承载能力继续上升，多条微裂纹出现，表现出显著的应??变硬化现象。裂纹宽度的发展也显示在这个图中，当应变约为１％时，裂纹宽度稳??步上升到大约６０／ｚｍ。当应变在１％至５％之间时，裂纹数量继续增加，但裂纹宽??度仍稳定在６０／／ｍ［４ｉ】。不像大多数混凝土和纤维增强混凝土材料，裂缝宽度是ＥＣＣ??的一种固有材料性能，其不依赖结构尺寸、增强材料或ＥＣＣ建筑结构的负载。这??５??
本文ＴＲＣ采用碳纤维编织网作为增强材料，其表面经环氧树脂胶浸渍，网格??尺寸为５ｍｍＸ５ｍｍ，碳纤维编织网的类型为６Ｋ，即经纬向每根碳纤维束均包含??６Ｋ纤维单丝，碳纤维编织网形态见图２．１所示。本文试验所用的板材试件均为单??向板，因而碳纤维编织网的增强作用主要由径向方向上的碳纤维束承担。主要测??试径向方向上的碳纤维束的基本力学性能。为了测定径向方向上的碳纤维束的基??本力学性能，需要测定碳纤维束的横断面积，通过式（２．１）计算得到碳纤维束的??横断面积。??Ｔ?〇??＝?Ｕ￡＾?＝?０２１８ｍｍ２?（２．１）??Ｄ｛?１．８??式中，也为经向碳纤维束的横断面面积；ｒｅｘ为纤维束的线密度，即单位长度??纤维束的质量，质量由高精度的质量仪实测获得；Ａ？为碳纤维束的体密度，由厂??家提供。??图２．１碳纤维编织网形态??使用ＭＴＳ万能试验机测试碳纤维束的基本力学性能，机器型号为Ｃ４３．３０４，??负荷量程范围为１００Ｎ－３０ｋＮ，数据采集频率最高可达１０００Ｈｚ，控制器的分辨率为??２０ｂｉｔ。试验所用碳纤维束试件见图２．５ｂ，试件标距为１００ｍｍ。将碳纤维网格布使??用裁刀剪切出单根径向碳纤维束
【参考文献】：
期刊论文
[1]PVA纤维增强水泥基复合材料的抗拉性能[J]. 吕林女,陈垚俊,肖静,何永佳,胡曙光. 武汉大学学报(工学版). 2017(01)
[2]混杂纤维增强水泥基复合材料力学性能研究[J]. 孙巍巍,董浩林,高旭东,张园. 混凝土与水泥制品. 2015(08)
[3]混杂聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料力学性能[J]. 潘钻峰,汪卫,孟少平,乔治. 同济大学学报(自然科学版). 2015(01)
[4]喷射超高韧性水泥基复合材料的力学性能研究[J]. 徐世烺,周斌,李庆华,吴宇星. 水利学报. 2015(05)
[5]钢-聚丙烯混杂纤维混凝土柱抗震承载力试验研究[J]. 徐礼华,黄乐,韦翠梅,徐浩然,邓方茜. 建筑结构学报. 2014(08)
[6]预应力碳纤维编织网与混凝土界面粘结性能研究[J]. 潘永灿. 山西建筑. 2014(14)
[7]纤维编织网在细粒混凝土中的黏结和搭接性能[J]. 尹世平,徐世烺,王菲. 建筑材料学报. 2012(01)
[8]高韧性低收缩纤维增强水泥基复合材料特性及应用[J]. 张君,公成旭,居贤春. 水利学报. 2011(12)
[9]低配网率纤维编织网增强混凝土轴拉力学性能[J]. 徐世烺,阎轶群. 复合材料学报. 2011(05)
[10]纤维超高强混凝土的制备及力学性能试验研究[J]. 杜修力,田予东,窦国钦. 混凝土与水泥制品. 2011(02)
博士论文
[1]纤维编织网增强混凝土力学性能的实验研究及理论分析[D]. 李赫.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]PVA纤维增强水泥基复合材料力学性能试验研究[D]. 阎宇杰.河北大学 2016
[2]超高韧性水泥基复合材料的搅拌方法研究[D]. 李伟.大连理工大学 2009
本文编号：2915401
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＴＲＣ典型的单轴拉伸应力－应变曲线??水泥基体与纤维编织网之间的界面性能往往对ＴＲＣ的力学性能有着重要影??响，若纤维粗砂内部没有被水泥基体完全浸入，就不利于纤维束的协同受力，纤??
一般裂缝尖端会产生应力集中现象，而短切纤维能够发挥其良好的桥连作用??以减轻该现象，使试件发生延性破坏，增加韧性。??图１．２所示为ＰＶＡ纤维掺量为２％时ＥＣＣ试件的典型拉伸应力－应变关系曲??线［４（）】。试件首次开裂后拉伸承载能力继续上升，多条微裂纹出现，表现出显著的应??变硬化现象。裂纹宽度的发展也显示在这个图中，当应变约为１％时，裂纹宽度稳??步上升到大约６０／ｚｍ。当应变在１％至５％之间时，裂纹数量继续增加，但裂纹宽??度仍稳定在６０／／ｍ［４ｉ】。不像大多数混凝土和纤维增强混凝土材料，裂缝宽度是ＥＣＣ??的一种固有材料性能，其不依赖结构尺寸、增强材料或ＥＣＣ建筑结构的负载。这??５??
本文ＴＲＣ采用碳纤维编织网作为增强材料，其表面经环氧树脂胶浸渍，网格??尺寸为５ｍｍＸ５ｍｍ，碳纤维编织网的类型为６Ｋ，即经纬向每根碳纤维束均包含??６Ｋ纤维单丝，碳纤维编织网形态见图２．１所示。本文试验所用的板材试件均为单??向板，因而碳纤维编织网的增强作用主要由径向方向上的碳纤维束承担。主要测??试径向方向上的碳纤维束的基本力学性能。为了测定径向方向上的碳纤维束的基??本力学性能，需要测定碳纤维束的横断面积，通过式（２．１）计算得到碳纤维束的??横断面积。??Ｔ?〇??＝?Ｕ￡＾?＝?０２１８ｍｍ２?（２．１）??Ｄ｛?１．８??式中，也为经向碳纤维束的横断面面积；ｒｅｘ为纤维束的线密度，即单位长度??纤维束的质量，质量由高精度的质量仪实测获得；Ａ？为碳纤维束的体密度，由厂??家提供。??图２．１碳纤维编织网形态??使用ＭＴＳ万能试验机测试碳纤维束的基本力学性能，机器型号为Ｃ４３．３０４，??负荷量程范围为１００Ｎ－３０ｋＮ，数据采集频率最高可达１０００Ｈｚ，控制器的分辨率为??２０ｂｉｔ。试验所用碳纤维束试件见图２．５ｂ，试件标距为１００ｍｍ。将碳纤维网格布使??用裁刀剪切出单根径向碳纤维束
【参考文献】：
期刊论文
[1]PVA纤维增强水泥基复合材料的抗拉性能[J]. 吕林女,陈垚俊,肖静,何永佳,胡曙光. 武汉大学学报(工学版). 2017(01)
[2]混杂纤维增强水泥基复合材料力学性能研究[J]. 孙巍巍,董浩林,高旭东,张园. 混凝土与水泥制品. 2015(08)
[3]混杂聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料力学性能[J]. 潘钻峰,汪卫,孟少平,乔治. 同济大学学报(自然科学版). 2015(01)
[4]喷射超高韧性水泥基复合材料的力学性能研究[J]. 徐世烺,周斌,李庆华,吴宇星. 水利学报. 2015(05)
[5]钢-聚丙烯混杂纤维混凝土柱抗震承载力试验研究[J]. 徐礼华,黄乐,韦翠梅,徐浩然,邓方茜. 建筑结构学报. 2014(08)
[6]预应力碳纤维编织网与混凝土界面粘结性能研究[J]. 潘永灿. 山西建筑. 2014(14)
[7]纤维编织网在细粒混凝土中的黏结和搭接性能[J]. 尹世平,徐世烺,王菲. 建筑材料学报. 2012(01)
[8]高韧性低收缩纤维增强水泥基复合材料特性及应用[J]. 张君,公成旭,居贤春. 水利学报. 2011(12)
[9]低配网率纤维编织网增强混凝土轴拉力学性能[J]. 徐世烺,阎轶群. 复合材料学报. 2011(05)
[10]纤维超高强混凝土的制备及力学性能试验研究[J]. 杜修力,田予东,窦国钦. 混凝土与水泥制品. 2011(02)
博士论文
[1]纤维编织网增强混凝土力学性能的实验研究及理论分析[D]. 李赫.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]PVA纤维增强水泥基复合材料力学性能试验研究[D]. 阎宇杰.河北大学 2016
[2]超高韧性水泥基复合材料的搅拌方法研究[D]. 李伟.大连理工大学 2009
本文编号：2915401
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/chengjian/2915401.html
