海水腐蚀对改性碳纳米管水泥基材料性能的影响
发布时间：2021-05-13 16:35
海洋建设工程混凝土耐久性问题越来越突出,这使得耐久性问题成为了一个重要的研究方向。海水中的氯离子极具穿透能力,会通过混凝土的毛细孔进入混凝土内部到达钢筋表面使钢筋发生锈蚀。如果能阻止氯离子进入到混凝土的内部,或者控制氯离子侵入量的话就可以提高混凝土耐久性。碳纳米管能够通过填充水泥基材料的孔隙来提高水泥的密实度;当混凝土结构发生破坏时,掺入其中的碳纳米管形成桥联起到微配筋作用,有效抑制裂缝的形成和发展。因此,当水泥基材料中引入一定量的碳纳米管可以提高材料的耐久性。相较于普通碳纳米管,改性碳纳米管不仅各项力学性能较好,而且分散性较好。本文通过等离子体处理得到改性碳纳米管,将改性碳纳米管掺入水泥砂浆中后测得试件的抗折、抗压强度,对比分析掺入改性碳纳米管后对水泥基材料力学性能的影响。通过干湿交替循环对水泥砂浆试件进行腐蚀,分析在模拟海水腐蚀的条件下,掺入改性碳纳米管对试件性能影响。用SEM扫描电子显微镜进行辅助分析。通过观测掺入改性碳纳米管后试件的微观形貌,分析海水腐蚀情况下,改性碳纳米管提高试件性能的机理。经过等离子体处理后的改性碳纳米管在水中的分散性很好,掺入改性碳纳米管后水泥基材料的孔隙...
【文章来源】：苏州科技大学江苏省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和目的
1.2 混凝土耐久性的研究现状
1.2.1 氯离子侵蚀理论研究现状
1.2.2 氯离子侵蚀作用机理
1.2.3 氯离子侵蚀下混凝土的微结构损伤研究
1.3 纤维混凝土的研究现状
1.4 改性碳纳米管的研究现状
1.5 本文主要的研究内容
第2章 腐蚀前后改性碳纳米管水泥基材料基本力学性能研究
2.1 引言
2.2 腐蚀前改性碳纳米管水泥基材料基本力学性能
2.2.1 试验设计
2.2.2 试验材料
2.2.3 试件制备与试验方法
2.2.4 试验结果与讨论
2.2.4.1 改性碳纳米管掺量对不同水灰比水泥基材料抗折强度的影响
2.2.4.2 改性碳纳米管掺量对不同水灰比水泥基材料抗压强度的影响
2.3 腐蚀后改性碳纳米管水泥基材料基本力学性能
2.3.1 试验设计
2.3.2 试件制备与试验方法
2.3.3 试验结果与讨论
2.3.3.1 改性碳纳米管掺量对水泥基材料抗折强度的影响
2.3.3.2 改性碳纳米管掺量对水泥基材料抗压强度的影响
2.4 本章小结
第3章 改性碳纳米管水泥基复合材料微观作用机理
3.1 引言
3.2 样品制备与观测前准备
3.2.1 观测前准备
3.2.2 样品制备
3.2.3 镀金
3.2.4 SEM扫描电镜观测
3.3 SEM分析
3.3.1 水泥基复合材料在微观结构下的形貌
3.3.2 微观表征中的改性碳纳米管
3.3.3 纤维桥联
3.3.4 拔出和折断
3.3.5 网状填充
3.3.6 改性碳纳米管与水泥基材料的粘结状态
3.4 本章小结
第4章 改性碳纳米管水泥基试件的数值模拟
4.1 引言
4.2 改性碳纳米管水泥基试件模型设计
4.2.1 模拟中材料本构模型的选择
4.2.2 有限元模型的建立
4.3 结果比较分析
4.4 改性碳纳米管墩柱抗震性能分析
4.4.1 改性碳纳米管墩柱有限元模型建立
4.4.2 改性碳纳米管墩柱有限元结果分析
4.4.2.1 改性碳纳米管墩柱滞回曲线
4.4.2.2 改性碳纳米管墩柱变形图
4.4.2.3 墩柱刚度退化
4.4.2.4 改性碳纳米管墩柱骨架曲线
4.4.2.5 墩柱滞回曲线耗能
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
参考文献
图表目录
致谢
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]纤维混凝土抗压强度与氯离子扩散系数相关性研究[J]. 元成方,赵卓,王一光. 硅酸盐通报. 2015(03)
[2]碳纳米管对硅酸盐水泥耐腐蚀性的影响研究[J]. 赵晋津,任书霞,吕臣敬,卢雪,朱文华. 石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2013(02)
[3]碳纳米管增强水泥砂浆梁弯曲性能试验研究[J]. 常利武,孙玉周,乐金朝. 混凝土. 2011(10)
[4]聚丙烯腈纤维海工混凝土抗裂性能的试验研究[J]. 梁霆浩,李淋露,张裕清,刘逸祥,张晶晶,贺贝. 混凝土. 2010(11)
[5]分散剂对碳纳米管在聚合物基体中分散性能的影响[J]. 曹素芝,孙晓刚,李静,黄建华,曾效舒. 塑料. 2008(03)
[6]等离子体处理碳纳米管的研究现状及展望[J]. 徐涛,杨静晖,傅强. 物理学进展. 2008(01)
[7]纤维混凝土动态压缩力学性能的实验研究[J]. 祝文化,李元章. 武汉理工大学学报. 2007(02)
[8]钢纤维高强混凝土单轴受压本构方程[J]. 焦楚杰,孙伟,秦鸿根,张亚梅,蒋金洋. 东南大学学报(自然科学版). 2004(03)
[9]钢纤维聚合物混凝土单轴抗压应力-应变关系[J]. 于英华,胡晓军,徐平. 辽宁工程技术大学学报. 2003(03)
[10]绿色高性能混凝土与科技创新[J]. 吴中伟. 建筑材料学报. 1998(01)
博士论文
[1]多壁碳纳米管增强M140DSP砂浆的力学性能研究[D]. 高良丽.大连理工大学 2009
[2]碳纳米管水泥基复合材料制备及功能性能研究[D]. 罗健林.哈尔滨工业大学 2009
[3]氯离子在混凝土中的输运机理研究[D]. 张奕.浙江大学 2008
硕士论文
[1]ECC受压和受拉性能及本构模型研究[D]. 刘伟康.郑州大学 2018
[2]微钢纤维水泥基复合材料本构关系研究[D]. 王雨.安徽理工大学 2016
[3]碳纳米管的分散性及其水泥基复合材料耐久性能[D]. 刘帅.大连理工大学 2015
[4]碳纳米管水泥砂浆的力学、物理及耐久性研究[D]. 申若虚.哈尔滨工业大学 2014
[5]纤维混凝土抗压强度及抗氯离子侵蚀性能试验研究[D]. 黄锦恒.广西大学 2014
[6]碳纳米管水泥基复合材料的力学与抗渗透性研究[D]. 王梦博.哈尔滨工业大学 2013
[7]碳纳米管的分散性及其水泥基复合材料力学性能[D]. 韩瑜.大连理工大学 2013
[8]不同养护制度下混合水泥体系水化特性研究[D]. 王晓.武汉理工大学 2005
本文编号：3184352
【文章来源】：苏州科技大学江苏省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和目的
1.2 混凝土耐久性的研究现状
1.2.1 氯离子侵蚀理论研究现状
1.2.2 氯离子侵蚀作用机理
1.2.3 氯离子侵蚀下混凝土的微结构损伤研究
1.3 纤维混凝土的研究现状
1.4 改性碳纳米管的研究现状
1.5 本文主要的研究内容
第2章 腐蚀前后改性碳纳米管水泥基材料基本力学性能研究
2.1 引言
2.2 腐蚀前改性碳纳米管水泥基材料基本力学性能
2.2.1 试验设计
2.2.2 试验材料
2.2.3 试件制备与试验方法
2.2.4 试验结果与讨论
2.2.4.1 改性碳纳米管掺量对不同水灰比水泥基材料抗折强度的影响
2.2.4.2 改性碳纳米管掺量对不同水灰比水泥基材料抗压强度的影响
2.3 腐蚀后改性碳纳米管水泥基材料基本力学性能
2.3.1 试验设计
2.3.2 试件制备与试验方法
2.3.3 试验结果与讨论
2.3.3.1 改性碳纳米管掺量对水泥基材料抗折强度的影响
2.3.3.2 改性碳纳米管掺量对水泥基材料抗压强度的影响
2.4 本章小结
第3章 改性碳纳米管水泥基复合材料微观作用机理
3.1 引言
3.2 样品制备与观测前准备
3.2.1 观测前准备
3.2.2 样品制备
3.2.3 镀金
3.2.4 SEM扫描电镜观测
3.3 SEM分析
3.3.1 水泥基复合材料在微观结构下的形貌
3.3.2 微观表征中的改性碳纳米管
3.3.3 纤维桥联
3.3.4 拔出和折断
3.3.5 网状填充
3.3.6 改性碳纳米管与水泥基材料的粘结状态
3.4 本章小结
第4章 改性碳纳米管水泥基试件的数值模拟
4.1 引言
4.2 改性碳纳米管水泥基试件模型设计
4.2.1 模拟中材料本构模型的选择
4.2.2 有限元模型的建立
4.3 结果比较分析
4.4 改性碳纳米管墩柱抗震性能分析
4.4.1 改性碳纳米管墩柱有限元模型建立
4.4.2 改性碳纳米管墩柱有限元结果分析
4.4.2.1 改性碳纳米管墩柱滞回曲线
4.4.2.2 改性碳纳米管墩柱变形图
4.4.2.3 墩柱刚度退化
4.4.2.4 改性碳纳米管墩柱骨架曲线
4.4.2.5 墩柱滞回曲线耗能
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
参考文献
图表目录
致谢
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]纤维混凝土抗压强度与氯离子扩散系数相关性研究[J]. 元成方,赵卓,王一光. 硅酸盐通报. 2015(03)
[2]碳纳米管对硅酸盐水泥耐腐蚀性的影响研究[J]. 赵晋津,任书霞,吕臣敬,卢雪,朱文华. 石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2013(02)
[3]碳纳米管增强水泥砂浆梁弯曲性能试验研究[J]. 常利武,孙玉周,乐金朝. 混凝土. 2011(10)
[4]聚丙烯腈纤维海工混凝土抗裂性能的试验研究[J]. 梁霆浩,李淋露,张裕清,刘逸祥,张晶晶,贺贝. 混凝土. 2010(11)
[5]分散剂对碳纳米管在聚合物基体中分散性能的影响[J]. 曹素芝,孙晓刚,李静,黄建华,曾效舒. 塑料. 2008(03)
[6]等离子体处理碳纳米管的研究现状及展望[J]. 徐涛,杨静晖,傅强. 物理学进展. 2008(01)
[7]纤维混凝土动态压缩力学性能的实验研究[J]. 祝文化,李元章. 武汉理工大学学报. 2007(02)
[8]钢纤维高强混凝土单轴受压本构方程[J]. 焦楚杰,孙伟,秦鸿根,张亚梅,蒋金洋. 东南大学学报(自然科学版). 2004(03)
[9]钢纤维聚合物混凝土单轴抗压应力-应变关系[J]. 于英华,胡晓军,徐平. 辽宁工程技术大学学报. 2003(03)
[10]绿色高性能混凝土与科技创新[J]. 吴中伟. 建筑材料学报. 1998(01)
博士论文
[1]多壁碳纳米管增强M140DSP砂浆的力学性能研究[D]. 高良丽.大连理工大学 2009
[2]碳纳米管水泥基复合材料制备及功能性能研究[D]. 罗健林.哈尔滨工业大学 2009
[3]氯离子在混凝土中的输运机理研究[D]. 张奕.浙江大学 2008
硕士论文
[1]ECC受压和受拉性能及本构模型研究[D]. 刘伟康.郑州大学 2018
[2]微钢纤维水泥基复合材料本构关系研究[D]. 王雨.安徽理工大学 2016
[3]碳纳米管的分散性及其水泥基复合材料耐久性能[D]. 刘帅.大连理工大学 2015
[4]碳纳米管水泥砂浆的力学、物理及耐久性研究[D]. 申若虚.哈尔滨工业大学 2014
[5]纤维混凝土抗压强度及抗氯离子侵蚀性能试验研究[D]. 黄锦恒.广西大学 2014
[6]碳纳米管水泥基复合材料的力学与抗渗透性研究[D]. 王梦博.哈尔滨工业大学 2013
[7]碳纳米管的分散性及其水泥基复合材料力学性能[D]. 韩瑜.大连理工大学 2013
[8]不同养护制度下混合水泥体系水化特性研究[D]. 王晓.武汉理工大学 2005
本文编号：3184352
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