碱激发矿渣ECC基体设计与多纤维协同作用研究
发布时间：2021-09-03 02:23
利用碱激发胶凝材料制备无熟料应变硬化纤维增强复合材料是解决超高韧度水泥基材料（ECC）高水泥用量致使低绿色性能的一个行之有效的途径。目前研制的无熟料ECC虽可实现较大拉伸应变,但强度受到限制,除非采用热养护方式可使抗压强度达63.7 MPa。这一定程度上限制了其高强高性能化发展。为得到高强高韧的无熟料ECC,本论文使用聚乙烯醇（PVA）纤维、聚乙烯（PE）纤维和钢纤维,通过单掺和混杂两种方式,对经过设计的碱激发矿渣砂浆基体进行增韧,并对其抗压、抗折强度、单轴拉伸性能、自愈合性能以及干燥收缩等性能进行测试、分析和评价。研究得到抗压强度116.4 MPa、极限抗拉强度6.2 MPa、对应拉伸应变0.85%的纤维增强碱激发矿渣复合材料,且其在早期受到破坏后具有良好的自愈合能力。通过对不同纤维对碱激发矿渣砂浆增强作用的分析,提出纤维对抗压强度增强是一种静态作用;PVA纤维和PE纤维掺入碱激发矿渣砂浆实现拉伸应变硬化现象的机制是多缝开裂,钢纤维掺入碱激发矿渣砂浆在拉伸作用下仅为单缝开裂;混杂掺入纤维的方式使碱激发矿渣复合材料在单轴拉伸作用下纤维的增强效果降低和均布。本文提出一种根据单轴拉伸应力应...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水泥基材料的拉伸应力-应变行为图
3图 1.3 典型的 ECC 拉伸应力应变曲线和裂缝宽度发展图[10]Figure 1.3 Typical stress-strain curve and crack opening of ECC under uniaxial tensi超高韧度水泥基材料（ECC）的发展及应用1992 年，Victor C. Li 等在美国密西根大学高级土木材料研究实验室设种具有特殊性能的纤维增强混凝土，并将其命名为 ECC （Engntitious Composite，超高韧度水泥基材料）[12]。ECC 使用水泥、掺和
图 1.4 拉伸应变硬化复合材料典型的 σ-δ 曲线图[18]pical σ(δ) curve for tensile strain-hardening composite. (Hatche complimentary energy Jb’. Shaded area represents crack tip tou指数要求基体开裂强度小而纤维强度足够高；能量性量补足要高，即纤维基体界面粘结强度与纤维强度要体粘结强度过高而使纤维被拉断，也不能因粘结过弱材料的使用与配比设计及相应纤维的选择方面有很C通常会选用较高的水胶比[19]，这样一方面可以有效性能指数，另一方面，较大的水胶比可以使纤维更好体可以充分包裹纤维表面，从而满足能量性能指数。裂，要求材料内部尽可能均匀化，故 ECC 剔除了传之的是部分细颗粒和超细颗粒，如粉煤灰、磨细石英小而均匀的缺陷。纤维的选择同样重要。研究表明，
【参考文献】：
期刊论文
[1]碱激发材料氯离子传输性能测试方法及影响因素研究进展[J]. 史才军,张留洋,张健,李宁,欧志华. 材料导报. 2017(15)
[2]可用于无钢筋建造的超强超韧水泥基复合材料[J]. 陆洲导,林晨旭,余江滔,俞可权. 同济大学学报(自然科学版). 2017(06)
[3]钢筋在碱激发矿渣砂浆中的早期腐蚀行为[J]. 施锦杰,邓晨皓,张亚梅. 建筑材料学报. 2016(06)
[4]内掺Ca（OH）2对碱矿渣混凝土强度发展的影响[J]. 朱效宏,郑雨佳,张帆,杨凯,杨长辉. 功能材料. 2016(08)
[5]内掺Ca（OH）2对碱矿渣混凝土水化进程的影响[J]. 杨长辉,朱效宏,郑雨佳,姚晓乐,杨凯. 建筑材料学报. 2017(02)
[6]碳化养护对钢渣混凝土强度和体积稳定性的影响[J]. 张丰,莫立武,邓敏. 硅酸盐学报. 2016(05)
[7]碱激发胶凝材料中碱硅反应研究进展[J]. 万暑,史才军,姜磊,欧志华,胡翔. 硅酸盐通报. 2015(11)
[8]高延性纤维增强水泥基复合材料的微观力学设计、性能及发展趋势[J]. 曹明莉,许玲,张聪. 硅酸盐学报. 2015(05)
[9]磷酸镁水泥基材料耐久性研究进展[J]. 常远,史才军,杨楠,杨建明. 硅酸盐学报. 2014(04)
[10]中国商品混凝土发展现状及预测[J]. 过培君. 混凝土世界. 2011(12)
博士论文
[1]碱矿渣混凝土耐高温性能研究[D]. 傅博.重庆大学 2014
[2]碱矿渣水泥石碳化行为及机理研究[D]. 何娟.重庆大学 2011
硕士论文
[1]碱激发矿渣制备绿色ECC的研究[D]. 杨清荔.重庆大学 2016
[2]碳纳米管与PVA纤维复合增强的水泥基材料的制备与性能[D]. 田帅.重庆大学 2014
[3]聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料单轴受压力学性能试验研究[D]. 姜海军.内蒙古工业大学 2009
[4]掺合料对碱矿渣混凝土性能影响的研究[D]. 李世伟.重庆大学 2006
本文编号：3380210
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
水泥基材料的拉伸应力-应变行为图
3图 1.3 典型的 ECC 拉伸应力应变曲线和裂缝宽度发展图[10]Figure 1.3 Typical stress-strain curve and crack opening of ECC under uniaxial tensi超高韧度水泥基材料（ECC）的发展及应用1992 年，Victor C. Li 等在美国密西根大学高级土木材料研究实验室设种具有特殊性能的纤维增强混凝土，并将其命名为 ECC （Engntitious Composite，超高韧度水泥基材料）[12]。ECC 使用水泥、掺和
图 1.4 拉伸应变硬化复合材料典型的 σ-δ 曲线图[18]pical σ(δ) curve for tensile strain-hardening composite. (Hatche complimentary energy Jb’. Shaded area represents crack tip tou指数要求基体开裂强度小而纤维强度足够高；能量性量补足要高，即纤维基体界面粘结强度与纤维强度要体粘结强度过高而使纤维被拉断，也不能因粘结过弱材料的使用与配比设计及相应纤维的选择方面有很C通常会选用较高的水胶比[19]，这样一方面可以有效性能指数，另一方面，较大的水胶比可以使纤维更好体可以充分包裹纤维表面，从而满足能量性能指数。裂，要求材料内部尽可能均匀化，故 ECC 剔除了传之的是部分细颗粒和超细颗粒，如粉煤灰、磨细石英小而均匀的缺陷。纤维的选择同样重要。研究表明，
【参考文献】：
期刊论文
[1]碱激发材料氯离子传输性能测试方法及影响因素研究进展[J]. 史才军,张留洋,张健,李宁,欧志华. 材料导报. 2017(15)
[2]可用于无钢筋建造的超强超韧水泥基复合材料[J]. 陆洲导,林晨旭,余江滔,俞可权. 同济大学学报(自然科学版). 2017(06)
[3]钢筋在碱激发矿渣砂浆中的早期腐蚀行为[J]. 施锦杰,邓晨皓,张亚梅. 建筑材料学报. 2016(06)
[4]内掺Ca（OH）2对碱矿渣混凝土强度发展的影响[J]. 朱效宏,郑雨佳,张帆,杨凯,杨长辉. 功能材料. 2016(08)
[5]内掺Ca（OH）2对碱矿渣混凝土水化进程的影响[J]. 杨长辉,朱效宏,郑雨佳,姚晓乐,杨凯. 建筑材料学报. 2017(02)
[6]碳化养护对钢渣混凝土强度和体积稳定性的影响[J]. 张丰,莫立武,邓敏. 硅酸盐学报. 2016(05)
[7]碱激发胶凝材料中碱硅反应研究进展[J]. 万暑,史才军,姜磊,欧志华,胡翔. 硅酸盐通报. 2015(11)
[8]高延性纤维增强水泥基复合材料的微观力学设计、性能及发展趋势[J]. 曹明莉,许玲,张聪. 硅酸盐学报. 2015(05)
[9]磷酸镁水泥基材料耐久性研究进展[J]. 常远,史才军,杨楠,杨建明. 硅酸盐学报. 2014(04)
[10]中国商品混凝土发展现状及预测[J]. 过培君. 混凝土世界. 2011(12)
博士论文
[1]碱矿渣混凝土耐高温性能研究[D]. 傅博.重庆大学 2014
[2]碱矿渣水泥石碳化行为及机理研究[D]. 何娟.重庆大学 2011
硕士论文
[1]碱激发矿渣制备绿色ECC的研究[D]. 杨清荔.重庆大学 2016
[2]碳纳米管与PVA纤维复合增强的水泥基材料的制备与性能[D]. 田帅.重庆大学 2014
[3]聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料单轴受压力学性能试验研究[D]. 姜海军.内蒙古工业大学 2009
[4]掺合料对碱矿渣混凝土性能影响的研究[D]. 李世伟.重庆大学 2006
本文编号：3380210
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