特细钢微丝复合活性粉末混凝土力学与功能性能
发布时间：2021-04-18 22:35
特细钢微丝由不锈钢强力拉拔而成,既具有普通钢纤维的力学特性,又可克服有机纤维与混凝土之间的界面粘结问题,且其直径为微米级而具有高长径比,在低掺量下即可相互搭接形成连通的增强、增韧与导电网络,进而使活性粉末混凝土（RPC）具有高强、高韧、电导、电磁等多功能性能,从而在土木工程中具有良好的应用前景。因此,本文针对特细钢微丝复合RPC的强度与本构、韧性及多功能性能展开研究,主要研究内容和结论如下:1)研究了常温养护特细钢微丝复合RPC的强度与本构,建立了其轴心受压本构模型,探讨了特细钢微丝的增强机理。研究结果表明,直径为20 μm的特细钢微丝的增强效果优于直径为8 μm的微丝;微丝复合RPC弹性模量和泊松比的提高率分别可达25.1%和41.2%,棱柱体抗压强度与立方体抗压强度关系的线性系数为1.0,劈裂抗拉强度与抗压强度关系的线性斜率介于1/13-1/17、与抗折强度关系的线性系数为0.74;微丝掺入使得RPC在峰值荷载下的应变大幅度提高;基于连续介质损伤力学理论建立的轴心受压本构模型可准确描述微丝延缓RPC损伤扩展的作用;复合材料各种强度值均可用混合定律表达;乱向分布的微丝在RPC基体内形...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：283 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?ＦＲＣ，ＨＰＦＲＣＣ及ＵＨＰＦＲＣ的拉伸应变软化及硬化行为［２４］??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｔｅｎｓｉｌｅ?ｓｔｒａｉｎ?ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ?ａｎｄ?
１．２．３活性粉末混凝土的韧性研究现状??ＲＰＣ除具有较高的抗压、抗折强度外，还具有较高的弯曲韧性、断裂韧性、冲击韧??性及抗疲劳性能。表１．３和图１．３对比了?ＲＰＣ与其它材料的断裂性能，ＲＰＣ的断裂能远??远高于普通混凝土、岩石及玻璃［５３，５４］。与此同时，为适应ＲＰＣ在重要结构中的应用，??除静态、准静态材料性能的研究外，还应保证ＲＰＣ在动态荷载下的抗冲击性。??表１．３常用材料的断裂能［５３］??Ｔａｂ．?１．３?Ｆｒａｃｔｕｒｅ?ｅｎｅｒｇｙ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??材料类别?ｍ?普通金属?ｒｐｃ?普通混凝土?岩石类?玻璃??断裂能（Ｊ／ｍ２）?１００００００?＞１００００?３００００?１２０?＜！〇０?「??Ａｌｕｍｉｎｕｍ??￥１０００００?－?ｆ％?Ｓｔｅｅｌ??ＲＰＣ１ＯＯ０??＾?１００００?－??＾?Ｃａｓｔ?ｉｒｏｎ??妾?Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ?ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ?Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ??＾?ｗｏｏ?＾??ｆ?．Ｃｏｎｃｒｅｔｅ?广，〇?Ｃｅｒａｍｉｃｓ??｜?１００?－?〇?Ｇｌａｓｓ??〇?Ｃｅｍｅｎｔ??￡?－??Ｉ?Ｉ?Ｉ??■?ｉ?ｉ?■?■■?—?ｉ?■??０?１０?１００?１０００??Ｂｅｎｄｉｎｇ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ?（ＭＰａ）??图１．３常用材料的断裂能［５３］??Ｆｉｇ．?１．３?Ｆｒａｃｔｕｒｅ?ｅｎｅｒｇｙ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??２００５年，姚志雄等［５５］指出钢纤维可使ＲＰＣ的断裂能提高１１倍左右，延性指数、特??征长度可提高３－４倍。??２００８年
１．２．３活性粉末混凝土的韧性研究现状??ＲＰＣ除具有较高的抗压、抗折强度外，还具有较高的弯曲韧性、断裂韧性、冲击韧??性及抗疲劳性能。表１．３和图１．３对比了?ＲＰＣ与其它材料的断裂性能，ＲＰＣ的断裂能远??远高于普通混凝土、岩石及玻璃［５３，５４］。与此同时，为适应ＲＰＣ在重要结构中的应用，??除静态、准静态材料性能的研究外，还应保证ＲＰＣ在动态荷载下的抗冲击性。??表１．３常用材料的断裂能［５３］??Ｔａｂ．?１．３?Ｆｒａｃｔｕｒｅ?ｅｎｅｒｇｙ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??材料类别?ｍ?普通金属?ｒｐｃ?普通混凝土?岩石类?玻璃??断裂能（Ｊ／ｍ２）?１００００００?＞１００００?３００００?１２０?＜！〇０?「??Ａｌｕｍｉｎｕｍ??￥１０００００?－?ｆ％?Ｓｔｅｅｌ??ＲＰＣ１ＯＯ０??＾?１００００?－??＾?Ｃａｓｔ?ｉｒｏｎ??妾?Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ?ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ?Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ??＾?ｗｏｏ?＾??ｆ?．Ｃｏｎｃｒｅｔｅ?广，〇?Ｃｅｒａｍｉｃｓ??｜?１００?－?〇?Ｇｌａｓｓ??〇?Ｃｅｍｅｎｔ??￡?－??Ｉ?Ｉ?Ｉ??■?ｉ?ｉ?■?■■?—?ｉ?■??０?１０?１００?１０００??Ｂｅｎｄｉｎｇ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ?（ＭＰａ）??图１．３常用材料的断裂能［５３］??Ｆｉｇ．?１．３?Ｆｒａｃｔｕｒｅ?ｅｎｅｒｇｙ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??２００５年，姚志雄等［５５］指出钢纤维可使ＲＰＣ的断裂能提高１１倍左右，延性指数、特??征长度可提高３－４倍。??２００８年
【参考文献】：
期刊论文
[1]超高韧性水泥基材料的制备技术[J]. 张翼,王冲,张超,张进,唐清远. 土木建筑与环境工程. 2018(01)
[2]配合比及养护制度对活性粉末混凝土强度影响的试验研究[J]. 王秋维,王志伟,陶毅,苏宁粉. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2017(03)
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[4]掺不同纤维的RPC弯曲韧性试验研究[J]. 纪腾飞,方从启. 混凝土. 2016(07)
[5]超高性能混凝土抗高温爆裂性能试验研究[J]. 朋改非,杨娟,石云兴,牛旭婧,赵怡琳,尚亚杰. 建筑材料学报. 2017(02)
[6]养护制度对活性粉末混凝土强度影响机理研究[J]. 詹国良,林东,沈云泽,刘冠升,陶仁成,叶门康,文梓芸,殷素红,杨永民. 建筑科学. 2016(05)
[7]钢纤维掺量对活性粉末混凝土力学性能影响分析[J]. 马恺泽,阙昂,刘超. 混凝土. 2016(03)
[8]不同养护条件下钢纤维掺量对RPC强度的影响[J]. 鞠彦忠,于泳,王德弘. 混凝土与水泥制品. 2015(04)
[9]钢纤维对混凝土单轴受压损伤本构模型的影响[J]. 宁喜亮,丁一宁. 建筑材料学报. 2015(02)
[10]活性粉末混凝土的强度影响因素试验研究[J]. 万超杰,龙佩恒. 北京建筑大学学报. 2015(01)
博士论文
[1]多层石墨烯复合水泥基材料的多功能与智能特性[D]. 孙胜伟.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于纳米材料的活性粉末混凝土及其基本力学性能研究[D]. 刘金涛.浙江大学 2016
[3]水泥基电磁防护吸波多功能复合材料的研究[D]. 田焜.武汉理工大学 2010
[4]钢—聚丙烯混杂纤维混凝土单轴受压本构关系与受拉性能研究[D]. 张元元.武汉大学 2010
[5]高强水泥基复合材料雷达波吸收性能研究[D]. 国爱丽.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]RPC的Ⅰ-Ⅱ复合型断裂性能研究[D]. 李隆瑞.北京交通大学 2017
[2]玄武岩纤维RPC基本力学性能及耐久性研究[D]. 范云廷.东北电力大学 2017
[3]活性粉末混凝土制备原理及其基本力学性能研究[D]. 王志伟.西安建筑科技大学 2017
[4]混杂纤维混凝土韧性评价[D]. 熊思慧.湖北工业大学 2016
[5]混杂纤维对活性粉末混凝土性能影响的研究[D]. 朱如如.哈尔滨工业大学 2016
[6]活性粉末混凝土单轴受压本构关系及结构设计参数研究[D]. 沈涛.哈尔滨工业大学 2014
[7]三相复合导电混凝土用于道路及桥面融雪化冰的研究[D]. 刘建国.长安大学 2014
[8]活性粉末混凝土冲击损伤与数值仿真[D]. 郏晨.广州大学 2013
[9]纤维增强活性粉末混凝土防护工程材料的制备及性能研究[D]. 过旭佳.南京理工大学 2013
[10]活性粉末混凝土（RPC）受压应力—应变全曲线研究[D]. 吴有明.广州大学 2012
本文编号：3146284
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：283 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?ＦＲＣ，ＨＰＦＲＣＣ及ＵＨＰＦＲＣ的拉伸应变软化及硬化行为［２４］??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｔｅｎｓｉｌｅ?ｓｔｒａｉｎ?ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ?ａｎｄ?
１．２．３活性粉末混凝土的韧性研究现状??ＲＰＣ除具有较高的抗压、抗折强度外，还具有较高的弯曲韧性、断裂韧性、冲击韧??性及抗疲劳性能。表１．３和图１．３对比了?ＲＰＣ与其它材料的断裂性能，ＲＰＣ的断裂能远??远高于普通混凝土、岩石及玻璃［５３，５４］。与此同时，为适应ＲＰＣ在重要结构中的应用，??除静态、准静态材料性能的研究外，还应保证ＲＰＣ在动态荷载下的抗冲击性。??表１．３常用材料的断裂能［５３］??Ｔａｂ．?１．３?Ｆｒａｃｔｕｒｅ?ｅｎｅｒｇｙ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??材料类别?ｍ?普通金属?ｒｐｃ?普通混凝土?岩石类?玻璃??断裂能（Ｊ／ｍ２）?１００００００?＞１００００?３００００?１２０?＜！〇０?「??Ａｌｕｍｉｎｕｍ??￥１０００００?－?ｆ％?Ｓｔｅｅｌ??ＲＰＣ１ＯＯ０??＾?１００００?－??＾?Ｃａｓｔ?ｉｒｏｎ??妾?Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ?ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ?Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ??＾?ｗｏｏ?＾??ｆ?．Ｃｏｎｃｒｅｔｅ?广，〇?Ｃｅｒａｍｉｃｓ??｜?１００?－?〇?Ｇｌａｓｓ??〇?Ｃｅｍｅｎｔ??￡?－??Ｉ?Ｉ?Ｉ??■?ｉ?ｉ?■?■■?—?ｉ?■??０?１０?１００?１０００??Ｂｅｎｄｉｎｇ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ?（ＭＰａ）??图１．３常用材料的断裂能［５３］??Ｆｉｇ．?１．３?Ｆｒａｃｔｕｒｅ?ｅｎｅｒｇｙ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??２００５年，姚志雄等［５５］指出钢纤维可使ＲＰＣ的断裂能提高１１倍左右，延性指数、特??征长度可提高３－４倍。??２００８年
１．２．３活性粉末混凝土的韧性研究现状??ＲＰＣ除具有较高的抗压、抗折强度外，还具有较高的弯曲韧性、断裂韧性、冲击韧??性及抗疲劳性能。表１．３和图１．３对比了?ＲＰＣ与其它材料的断裂性能，ＲＰＣ的断裂能远??远高于普通混凝土、岩石及玻璃［５３，５４］。与此同时，为适应ＲＰＣ在重要结构中的应用，??除静态、准静态材料性能的研究外，还应保证ＲＰＣ在动态荷载下的抗冲击性。??表１．３常用材料的断裂能［５３］??Ｔａｂ．?１．３?Ｆｒａｃｔｕｒｅ?ｅｎｅｒｇｙ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??材料类别?ｍ?普通金属?ｒｐｃ?普通混凝土?岩石类?玻璃??断裂能（Ｊ／ｍ２）?１００００００?＞１００００?３００００?１２０?＜！〇０?「??Ａｌｕｍｉｎｕｍ??￥１０００００?－?ｆ％?Ｓｔｅｅｌ??ＲＰＣ１ＯＯ０??＾?１００００?－??＾?Ｃａｓｔ?ｉｒｏｎ??妾?Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ?ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ?Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ??＾?ｗｏｏ?＾??ｆ?．Ｃｏｎｃｒｅｔｅ?广，〇?Ｃｅｒａｍｉｃｓ??｜?１００?－?〇?Ｇｌａｓｓ??〇?Ｃｅｍｅｎｔ??￡?－??Ｉ?Ｉ?Ｉ??■?ｉ?ｉ?■?■■?—?ｉ?■??０?１０?１００?１０００??Ｂｅｎｄｉｎｇ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ?（ＭＰａ）??图１．３常用材料的断裂能［５３］??Ｆｉｇ．?１．３?Ｆｒａｃｔｕｒｅ?ｅｎｅｒｇｙ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??２００５年，姚志雄等［５５］指出钢纤维可使ＲＰＣ的断裂能提高１１倍左右，延性指数、特??征长度可提高３－４倍。??２００８年
【参考文献】：
期刊论文
[1]超高韧性水泥基材料的制备技术[J]. 张翼,王冲,张超,张进,唐清远. 土木建筑与环境工程. 2018(01)
[2]配合比及养护制度对活性粉末混凝土强度影响的试验研究[J]. 王秋维,王志伟,陶毅,苏宁粉. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2017(03)
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[5]超高性能混凝土抗高温爆裂性能试验研究[J]. 朋改非,杨娟,石云兴,牛旭婧,赵怡琳,尚亚杰. 建筑材料学报. 2017(02)
[6]养护制度对活性粉末混凝土强度影响机理研究[J]. 詹国良,林东,沈云泽,刘冠升,陶仁成,叶门康,文梓芸,殷素红,杨永民. 建筑科学. 2016(05)
[7]钢纤维掺量对活性粉末混凝土力学性能影响分析[J]. 马恺泽,阙昂,刘超. 混凝土. 2016(03)
[8]不同养护条件下钢纤维掺量对RPC强度的影响[J]. 鞠彦忠,于泳,王德弘. 混凝土与水泥制品. 2015(04)
[9]钢纤维对混凝土单轴受压损伤本构模型的影响[J]. 宁喜亮,丁一宁. 建筑材料学报. 2015(02)
[10]活性粉末混凝土的强度影响因素试验研究[J]. 万超杰,龙佩恒. 北京建筑大学学报. 2015(01)
博士论文
[1]多层石墨烯复合水泥基材料的多功能与智能特性[D]. 孙胜伟.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于纳米材料的活性粉末混凝土及其基本力学性能研究[D]. 刘金涛.浙江大学 2016
[3]水泥基电磁防护吸波多功能复合材料的研究[D]. 田焜.武汉理工大学 2010
[4]钢—聚丙烯混杂纤维混凝土单轴受压本构关系与受拉性能研究[D]. 张元元.武汉大学 2010
[5]高强水泥基复合材料雷达波吸收性能研究[D]. 国爱丽.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]RPC的Ⅰ-Ⅱ复合型断裂性能研究[D]. 李隆瑞.北京交通大学 2017
[2]玄武岩纤维RPC基本力学性能及耐久性研究[D]. 范云廷.东北电力大学 2017
[3]活性粉末混凝土制备原理及其基本力学性能研究[D]. 王志伟.西安建筑科技大学 2017
[4]混杂纤维混凝土韧性评价[D]. 熊思慧.湖北工业大学 2016
[5]混杂纤维对活性粉末混凝土性能影响的研究[D]. 朱如如.哈尔滨工业大学 2016
[6]活性粉末混凝土单轴受压本构关系及结构设计参数研究[D]. 沈涛.哈尔滨工业大学 2014
[7]三相复合导电混凝土用于道路及桥面融雪化冰的研究[D]. 刘建国.长安大学 2014
[8]活性粉末混凝土冲击损伤与数值仿真[D]. 郏晨.广州大学 2013
[9]纤维增强活性粉末混凝土防护工程材料的制备及性能研究[D]. 过旭佳.南京理工大学 2013
[10]活性粉末混凝土（RPC）受压应力—应变全曲线研究[D]. 吴有明.广州大学 2012
本文编号：3146284
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