基于纤维分布的UHPC制备及其渗透性能研究
发布时间：2022-07-09 18:35
超高性能混凝土（UHPC,Ultra-High Performance Concrete）是一种以超高强度为前提,以高密实性著称的新型高技术混凝土。UHPC具有比强度高、资源消耗小、高耐久性等特点,不但能够满足21世纪土木工程高层、超高层建筑、工业厂房等结构轻质高强、大跨度空间、低碳环保的需求,在高侵蚀环境下的石油、核电、海洋及军事等工程设施中也有着广阔的应用前景,是未来混凝土技术发展的主要方向。目前,已有研究针对配制技术、基本性能、预制构件等方面对UHPC的应用规程进行了初步完善。这些研究多数局限于试验室中理想情况下,以钢纤维在基体中均匀、随机分布为假设对UHPC进行力学性能评价,且只考虑了单因素无损状态下试件的渗透性能,以此结果对UHPC结构的承载能力和耐久能力进行评估可能存在一定的安全隐患。本文以确保UHPC实际结构的安全性、整体稳定性及实现更合理的耐久性评价为目标,揭示新拌浆体流变行为与钢纤维分布之间的关系,实现对基体内纤维分布的控制,为UHPC科学制备提供理论依据;揭示预开裂加载后的破坏特征与损伤规律,明确损伤前后材料的渗透性能,为UHPC在实际结构中的寿命预测提供设计依据。...
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 UHPC研究现状
1.2.1 制备原理
1.2.2 技术性能
1.2.3 新拌工作性
1.2.4 钢纤维增强效果
1.2.5 耐久性
1.2.6 工程应用简介
1.3 混凝土纤维分布研究现状
1.3.1 影响因素
1.3.2 研究方法
1.4 混凝土渗透性研究现状
1.4.1 影响因素
1.4.2 研究方法
1.5 存在问题
1.6 本文研究内容
第2章 UHPC流变性与力学性能研究
2.1 引言
2.2 水泥基材料流变学基础
2.2.1 水泥基材料流变学特性
2.2.2 水泥基材料流变参数及流变模型
2.3 原材料和配合比
2.3.1 原材料的基本性能
2.3.2 配合比设计
2.4 试验方法
2.4.1 流变性试验
2.4.2 含气量试验
2.4.3 力学性能试验
2.5 新拌 UHPC 流变性试验结果与分析
2.5.1 流动性试验结果
2.5.2 流变参数试验结果
2.5.3 流动度与流变参数的关系
2.6 新拌 UHPC 含气量试验结果与分析
2.6.1 含气量试验结果
2.6.2 含气量与流动度的关系
2.7 UHPC 力学性能试验结果与分析
2.7.1 UHPC 抗压试验结果与分析
2.7.2 UHPC 抗折试验结果与分析
2.7.3 强度与含气量的关系
2.8 本章小结
第3章 流变性对UHPC纤维分布的影响
3.1 引言
3.2 新拌混凝土内各物质受力分析
3.3 试件制备
3.4 纤维分布评价过程
3.4.1 图像获取
3.4.2 图像处理
3.4.3 图像分析
3.5 试验结果与分析
3.5.1 断面纤维分布
3.5.2 纤维分布系数
3.5.3 流变性与纤维分布的关系
3.6 本章小结
第4章 UHPC纤维分布对力学性能的影响
4.1 引言
4.2 UHPC 试件制备与试验设备
4.2.1 试件制备
4.2.2 试验设备
4.3 UHPC 纤维分布评价过程
4.3.1 图像获取
4.3.2 图像处理与分析
4.4 UHPC 劈裂抗拉试验
4.5 试验结果与分析
4.5.1 纤维分布
4.5.2 气孔分布
4.5.3 劈拉强度试验结果
4.5.4 流变性与纤维和气孔分布的关系
4.5.5 劈裂抗拉强度与纤维和气孔分布的关系
4.6 本章小结
第5章 劈裂损伤对UHPC气体渗透性能的影响
5.1 引言
5.2 水泥基材料的渗透过程
5.3 试件制备
5.4 加载试验和破坏特性表征
5.4.1 劈裂抗拉强度试验与损伤加载试验
5.4.2 裂缝形态
5.4.3 有效孔隙率
5.5 气体渗透性测量
5.5.1 试验仪器及其原理
5.5.2 测量过程
5.6 试验结果与分析
5.6.1 未损伤 UHPC 试验结果与分析
5.6.2 损伤状态表征
5.6.3 劈裂损伤后 UHPC 试验结果
5.7 本章小结
第6章 劈裂损伤对UHPC水吸收性能的影响
6.1 引言
6.2 水泥基材料中水分存在形式与传输方式
6.2.1 水分存在形式
6.2.2 水分传输方式
6.3 水泥基材料的毛细吸收过程
6.4 毛细吸水试验
6.4.1 试验研究的基本假定
6.4.2 基于试验的毛细吸水率计算模型
6.4.3 毛细吸水试验
6.5 试验结果与分析
6.5.1 未损伤 UHPC 试验结果与分析
6.5.2 劈裂损伤后 UHPC 试验结果与分析
6.6 两种评价 UHPC 渗透性能的试验方法对比
6.7 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
本文编号：3657615
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 UHPC研究现状
1.2.1 制备原理
1.2.2 技术性能
1.2.3 新拌工作性
1.2.4 钢纤维增强效果
1.2.5 耐久性
1.2.6 工程应用简介
1.3 混凝土纤维分布研究现状
1.3.1 影响因素
1.3.2 研究方法
1.4 混凝土渗透性研究现状
1.4.1 影响因素
1.4.2 研究方法
1.5 存在问题
1.6 本文研究内容
第2章 UHPC流变性与力学性能研究
2.1 引言
2.2 水泥基材料流变学基础
2.2.1 水泥基材料流变学特性
2.2.2 水泥基材料流变参数及流变模型
2.3 原材料和配合比
2.3.1 原材料的基本性能
2.3.2 配合比设计
2.4 试验方法
2.4.1 流变性试验
2.4.2 含气量试验
2.4.3 力学性能试验
2.5 新拌 UHPC 流变性试验结果与分析
2.5.1 流动性试验结果
2.5.2 流变参数试验结果
2.5.3 流动度与流变参数的关系
2.6 新拌 UHPC 含气量试验结果与分析
2.6.1 含气量试验结果
2.6.2 含气量与流动度的关系
2.7 UHPC 力学性能试验结果与分析
2.7.1 UHPC 抗压试验结果与分析
2.7.2 UHPC 抗折试验结果与分析
2.7.3 强度与含气量的关系
2.8 本章小结
第3章 流变性对UHPC纤维分布的影响
3.1 引言
3.2 新拌混凝土内各物质受力分析
3.3 试件制备
3.4 纤维分布评价过程
3.4.1 图像获取
3.4.2 图像处理
3.4.3 图像分析
3.5 试验结果与分析
3.5.1 断面纤维分布
3.5.2 纤维分布系数
3.5.3 流变性与纤维分布的关系
3.6 本章小结
第4章 UHPC纤维分布对力学性能的影响
4.1 引言
4.2 UHPC 试件制备与试验设备
4.2.1 试件制备
4.2.2 试验设备
4.3 UHPC 纤维分布评价过程
4.3.1 图像获取
4.3.2 图像处理与分析
4.4 UHPC 劈裂抗拉试验
4.5 试验结果与分析
4.5.1 纤维分布
4.5.2 气孔分布
4.5.3 劈拉强度试验结果
4.5.4 流变性与纤维和气孔分布的关系
4.5.5 劈裂抗拉强度与纤维和气孔分布的关系
4.6 本章小结
第5章 劈裂损伤对UHPC气体渗透性能的影响
5.1 引言
5.2 水泥基材料的渗透过程
5.3 试件制备
5.4 加载试验和破坏特性表征
5.4.1 劈裂抗拉强度试验与损伤加载试验
5.4.2 裂缝形态
5.4.3 有效孔隙率
5.5 气体渗透性测量
5.5.1 试验仪器及其原理
5.5.2 测量过程
5.6 试验结果与分析
5.6.1 未损伤 UHPC 试验结果与分析
5.6.2 损伤状态表征
5.6.3 劈裂损伤后 UHPC 试验结果
5.7 本章小结
第6章 劈裂损伤对UHPC水吸收性能的影响
6.1 引言
6.2 水泥基材料中水分存在形式与传输方式
6.2.1 水分存在形式
6.2.2 水分传输方式
6.3 水泥基材料的毛细吸收过程
6.4 毛细吸水试验
6.4.1 试验研究的基本假定
6.4.2 基于试验的毛细吸水率计算模型
6.4.3 毛细吸水试验
6.5 试验结果与分析
6.5.1 未损伤 UHPC 试验结果与分析
6.5.2 劈裂损伤后 UHPC 试验结果与分析
6.6 两种评价 UHPC 渗透性能的试验方法对比
6.7 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
本文编号：3657615
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