当前位置:主页 > 科技论文 > 化工论文 >

水泥基材料受冻破坏下的损伤行为研究

发布时间:2018-09-09 19:25
【摘要】:在中国西部地区,由于高寒严酷的气候条件,受冻破坏成为水泥基材料损伤的重要原因之一。本文通过理论方法对受冻破坏过程中物理变化进行阐述,对材料在冻融循环过程中的损伤程度进行定量化分析,从而提高其抵抗冻融破坏的能力。饱水度和体积模量是影响水泥基材料变形的两个重要参数。本文通过表征材料孔隙内的水分的“毛细管凝结”,“吸附和脱附”以及“墨水瓶效应”等现象,建立起材料的水分分布模型。此外,基于多层夹杂模型对一定骨料粒径分布的水泥基材料的力学性质进行表征。结果表明多层夹杂模型对材料的体积模量的表征有很好的适用性。本文对材料在完全饱和的状态下的冻融循环过程进行了模拟。发现当材料完全饱水时,由于水转化为冰时,孔隙内物质的密度会发生变化,使材料产生十分明显的变形。这一变形会使材料自身发生损伤开裂。材料处于不饱水时,饱水度的大小会直接影响冻融过程中的变形。在材料含有气泡时,气泡作为低温泵对水泥基材料的内部变化产生显著的影响。同时结晶压和静水压也被应用于含有气泡的水泥基材料的分析中。本文对水泥基材料中不含盐的条件下发生表面剥落的情况进行了阐述。一般认为,盐的作用会使水泥基材料在冻融过程中产生表面剥落。而通过多孔介质力学的理论模拟发现,即使不含盐,在温度降低时,材料的表面会迅速结冰,阻碍了孔溶液流动,降低了材料的渗透性,材料表面因此也会形成较大的拉伸力,促使材料表面剥落。最后,通过应变能和开裂能相等计算材料的开裂面积。基于此对材料的损伤程度进行定量化表征。
[Abstract]:In western China, freezing damage has become one of the important reasons of cement material damage due to the severe climate conditions of alpine and cold. In this paper, the physical changes in the process of freeze-thaw damage are described by theoretical method, and the damage degree of materials during freeze-thaw cycle is analyzed quantitatively, so as to improve the ability of resisting freeze-thaw damage. Saturation degree and bulk modulus are two important parameters that affect the deformation of cement based materials. In this paper, the water distribution model of the material is established through the phenomena of "capillary condensation", "adsorption and desorption" and "ink bottle effect" which characterize the moisture in the pores of the materials. In addition, the mechanical properties of cement-based materials with certain aggregate size distribution were characterized based on multi-layer inclusion model. The results show that the multilayer inclusion model is suitable for the characterization of bulk modulus of materials. In this paper, the freezing and thawing process of materials at full saturation is simulated. It is found that when the material is fully saturated, the density of the material in the pore will change when the water is converted to ice, and the material will be deformed obviously. This deformation will cause damage and cracking of the material itself. When the material is under water, the degree of saturation will directly affect the deformation of freeze-thaw process. When the material contains bubbles, the bubble as a cryogenic pump has a significant effect on the internal changes of cement-based materials. At the same time, crystallization pressure and hydrostatic pressure are also used in the analysis of cement-based materials containing bubbles. In this paper, the surface spalling of cement-based materials without salt is described. It is generally believed that the effect of salt causes the surface spalling of cement-based materials during freezing and thawing. Through the theoretical simulation of the mechanics of porous media, it is found that even without salt, the surface of the material will freeze rapidly when the temperature is lowered, which hinders the flow of the pore solution, reduces the permeability of the material, and thus forms a large tensile force on the surface of the material. Causes the material surface to flake off. Finally, the crack area of the material is calculated by strain energy and crack energy. Based on this, the damage degree of the material was quantitatively characterized.
【学位授予单位】:东南大学
【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:2233344


资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huagong/2233344.html


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

版权申明:资料由用户3a44c***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