当前位置:主页 > 科技论文 > 化工论文 >

多尺度纤维增强水泥基材料的性能及机理研究

发布时间:2018-05-23 20:55

  本文选题:水泥基材料 + 聚丙烯粗纤维 ; 参考:《哈尔滨工业大学》2017年硕士论文


【摘要】:水泥基材料自身的结构层次及其破坏过程均体现出较为显著的多尺度特征,针对这一特征,采用大尺寸-低弹模的聚丙烯粗纤维(PPCF)和小尺寸-高模量的玄武岩纤维(BF)设计了一种多尺度纤维增强水泥基材料(MSFRCC),以期在相应层次、相应阶段实现层层阻裂,进而对水泥基材料的性能进行整体增强。首先对MSFRCC的基本力学性能展开研究,综合考虑增强系数和混杂系数,分析单掺PPCF或BF及混掺PPCF/BF对MSFRCC的抗折强度、抗压强度以及劈裂抗拉强度的影响,确定PPCF和BF各自的合理掺量范围。在确定纤维掺量范围后,着重研究了单掺PPCF、混掺PPCF和BF以及不同长径比的BF分别对MSFRCC的弯曲韧性、冲击韧性、抗冻性能以及抗盐冻性能的影响,根据试验结果对各性能进行分析评价,并对纤维作用机理进行分析。研究结果表明,单掺PPCF时,随着纤维掺量的提高,水泥砂浆的峰值荷载、初裂挠度、弯曲韧性指数均先增大后减小,冲击韧性指标呈增大趋势,抗冻性呈降低趋势,抗盐冻性则先提高后降低;PPCF掺量为0.50%时,水泥砂浆的峰值荷载和初裂挠度最大,抗盐冻性最好。PPCF和BF混掺时,固定PPCF掺量为0.50%,随着BF掺量增加,MSFRCC的峰值荷载、初裂次数呈增大趋势,初裂挠度、弯曲韧性指数、延性指标先增大后减小,抗冻性和抗盐冻性均有所提高,BF的掺量为0.10%时,MSFRCC的初裂挠度值、弯曲韧性指数以及延性指标最大;固定BF掺量为0.10%,随着PPCF掺量增加,MSFRCC的峰值荷载呈减小趋势,弯曲韧性指数呈增大趋势,抗冻性能呈降低趋势,抗盐冻性则先提高后降低,PPCF的掺量为0.50%时,MSFRCC的延性指标最大,抗盐冻性最好;固定PPCF、BF掺量分别为0.50%、0.10%,随着BF长径比增加,MSFRCC的峰值荷载、初裂挠度、弯曲韧性指数和延性指标均先增大后减小,抗冻性能先提高后降低,抗盐冻性呈增大趋势,BF的长径比为923时,试件的峰值荷载、初裂挠度、弯曲韧性指数以及延性指标均最大,抗冻性能最好。综合评价MSFRCC的各项性能,给出的最佳混掺方案为:PPCF的掺量为0.50%,BF的掺量为0.10%,BF的长径比为923。
[Abstract]:The structure level and failure process of cement based materials all show more obvious multi-scale characteristics, in view of this characteristic, A multi-scale fiber reinforced cement-based material, MSFRCCG, was designed by using large size low elastic modulus polypropylene coarse fiber (PPCF) and small size high modulus basalt fiber (BFF), in order to achieve layer by layer crack resistance at the corresponding level and stage. Furthermore, the properties of cement-based materials are strengthened as a whole. Firstly, the basic mechanical properties of MSFRCC are studied. The effects of PPCF or BF and mixed PPCF/BF on the flexural strength, compressive strength and splitting tensile strength of MSFRCC are analyzed. The reasonable range of PPCF and BF are determined. After determining the range of fiber content, the effects of single doped PPCF, mixed PPCF and BF with different aspect ratio on the flexural toughness, impact toughness, freezing resistance and salt freezing resistance of MSFRCC were studied. According to the experimental results, the properties of the fiber were evaluated and the mechanism of fiber action was analyzed. The results show that with the increase of fiber content, the peak load, initial crack deflection and flexural toughness index of cement mortar increase first and then decrease, the impact toughness index increases and the frost resistance decreases with the increase of fiber content. The peak load and initial crack deflection of cement mortar were the largest when the salt freezing resistance was first increased and then decreased to 0.50. When the salt freezing resistance was the best, the fixed PPCF content was 0.50. With the increase of BF content, the peak load of PPCF was increased. The initial crack deflection, flexural toughness index and ductility index increased first and then decreased. The initial crack deflection value, flexural toughness index and ductility index of MSFRCC were the largest when the content of initial crack deflection and salt freezing resistance was 0.10. The fixed BF content is 0.10, with the increase of PPCF content, the peak load of MSFRCC decreases, the flexural toughness index increases, the freezing resistance decreases, and the salt freezing resistance increases first and then decreases the ductility index of MSFRCC, when the content of PPCF is 0.50, the ductility of MSFRCC is the largest. The content of fixed PPCFN BF was 0.500.10. With the increase of BF aspect ratio, the peak load, initial crack deflection, flexural toughness index and ductility index of MSFRCC increased first and then decreased, and the frost resistance first increased and then decreased. When the ratio of length to diameter of BF is 923, the peak load, initial crack deflection, flexural toughness index and ductility index are the largest, and the freezing resistance is the best. According to the comprehensive evaluation of the properties of MSFRCC, the optimum mixing scheme is that the ratio of length to diameter of MSFRCC is 0.50 and the ratio of length to diameter is 923.
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU528

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 蒋永惠,袁小林;几种有机物在水泥基材料中的应用[J];新世纪水泥导报;2001年02期

2 张立华,许祥俊;水泥基材料水化产物的研究发展状况评述[J];河南建材;2002年03期

3 李相国,梁文泉,马保国,叶群山,王信刚;水泥基材料开裂敏感性评价方法分析[J];混凝土;2004年07期

4 张鹏;赵铁军;Wittmann F.H.;Lehmann E.;;基于中子成像的水泥基材料毛细吸水动力学研究[J];水利学报;2011年01期

5 蒋家奋;;水泥基材料的科技发展近况[J];上海建材学院学报;1990年04期

6 ;先进水泥基材料[J];中国建材科技;1999年01期

7 文寨军;颜碧兰;;浅谈重大工程用水泥基材料的未来发展[J];中国建材;2014年04期

8 刘志勇;聚合物水泥基材料研究综述[J];新型建筑材料;2000年01期

9 杨医博,文梓芸;水泥基材料的微波养护技术[J];低温建筑技术;2001年03期

10 陈美祝,何真;彩色水泥基材料着色稳定性研究[J];新型建筑材料;2002年02期

相关会议论文 前10条

1 姚武;吴科如;;水泥基材料损伤自愈合的理论与方法[A];2000年材料科学与工程新进展(下)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年

2 吴中伟;;特高强纤维水泥基材料[A];纤维水泥制品行业纤维增强水泥及其制品论文选集(1)(1960~2009)[C];2009年

3 赵顺增;刘立;吴勇;曹淑萍;;电磁功能水泥基材料性能初探[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年

4 赵顺增;刘立;吴勇;曹淑萍;;电磁功能水泥基材料性能初探[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会水泥基材料论文集(下册)[C];2003年

5 冯奇;巴恒静;梁传栋;;二级界面对水泥基材料孔结构和性能的影响[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会水泥基材料论文集(上册)[C];2003年

6 姚武;刘小艳;伍建平;;碳纤维水泥基材料温-阻效应研究[A];先进纤维混凝土 试验·理论·实践——第十届全国纤维混凝土学术会议论文集[C];2004年

7 余小燕;贾治龙;于良;陈宜亨;;短切纤维在不同环境下对水泥基材料断裂韧性的影响[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年

8 崔素萍;徐西奎;汪澜;;水化环境对水泥基材料吸附重金属离子性能的影响[A];第十届全国水泥和混凝土化学及应用技术会议论文摘要集[C];2007年

9 谢友均;马昆林;龙广成;;硫酸盐对水泥基材料物理侵蚀的试验研究[A];第七届全国混凝土耐久性学术交流会论文集[C];2008年

10 于利刚;余其俊;刘岚;;杂化改性废橡胶粉在水泥基材料中的水化作用[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

相关重要报纸文章 前10条

1 本报记者 刘莉;显微镜下看水泥[N];科技日报;2007年

2 樊跻宇;拉法基探讨水泥基材料可持续发展[N];中华建筑报;2011年

3 驻江苏记者杜小卫;江苏水泥基材料创新成果累累[N];中国建材报;2011年

4 贺元栋;肥城米山公司携手同济大学建立水泥基材料研发实践基地[N];中国建材报;2006年

5 本报记者 周芳燕;水泥基础研究缘何受宠[N];中国高新技术产业导报;2002年

6 本报记者  胡春明;水泥基材料应用技术成室内防水发展趋势[N];中国建设报;2006年

7 王骅;法国高泰集团与同济大学签署合作协议[N];中国建材报;2010年

8 中国建筑材料工业规划研究院;应对产能过剩关键在于转变发展方式[N];中国建材报;2012年

9 中国建筑材料集团有限公司总经理 中国建筑材料科学研究总院院长 姚燕;低碳技术引领水泥混凝土行业科学发展[N];中国建材报;2011年

10 驻天津记者 郭关朝 特约记者 王宝芬;天津建材科研所取得良好业绩[N];中国建材报;2006年

相关博士学位论文 前10条

1 庞晓,

本文编号:1926353


资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huagong/1926353.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户0f262***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com