环氧树脂基混凝土的冲击和老化性能研究

发布时间：2017-08-23 21:11

  本文关键词：环氧树脂基混凝土的冲击和老化性能研究

  更多相关文章： 铺装材料 环氧树脂基混凝土 准静态力学性能 霍普金森压杆 冲击力学性能 加速老化试验

【摘要】：随着我国交通事业的迅速发展,路面铺装层的早期破坏问题越来越受到重视,而研制高性能的铺装材料是解决该问题最直接的方法。环氧树脂基混凝土以其高强高韧的材料属性,在铺装材料中具有潜在的应用空间,但是国内外相关的研究才刚刚起步。本文针对于铺装层的早期破坏问题,试图研制一种新型的高性能铺装材料,对其配合比进行不断的优化,得到满足抗压性能、抗弯拉性能和界面粘结性能等基本力学要求的新型环氧树脂基混凝土,并且进一步对新材料的抗冲击力学性能和老化性能进行实验研究。具体内容包括以下几点:(1)根据珠江黄埔大桥的实际参数,建立了正交异性钢桥面及其铺装层的有限元模型,研究了铺装材料的目标性能指标,以此为目标对不同配合比的新型环氧树脂基混凝土试件进行了四点弯曲实验,得到了满足要求的配合比,同时进行了单轴压缩和新旧混凝土的界面拉伸实验,研究了新型环氧树脂基混凝土的准静态力学性能。(2)利用分离式霍普金斯压杆对新型环氧树脂基混凝土进行了不同速率的冲击试验,分析了新材料在不同速率的冲击荷载下的应变率效应,同时从应力-应变曲线中发现了该材料具有应变硬化效应和应变软化效应的双重作用。(3)根据广东地区的实际气候统计,制定了加速老化的实验方案,完成了环氧树脂基混凝土弯曲试件加速老化试验,分析了老化时间对新型环氧树脂基混凝土准静态抗弯拉性能的影响;并对老化后的冲击试件进行了不同速率的SHPB冲击实验,分析了老化时间和冲击速率对新型环氧树脂基混凝土动态力学性能的影响。
【关键词】：铺装材料 环氧树脂基混凝土 准静态力学性能 霍普金森压杆 冲击力学性能 加速老化试验
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 引言11
• 1.2 研究背景11-14
• 1.2.1 铺装层11-12
• 1.2.2 常见的铺装材料12
• 1.2.3 铺装材料病害问题12-14
• 1.3 研究现状14-18
• 1.3.1 环氧树脂基混凝土的研究现状14-15
• 1.3.2 混凝土材料冲击性能的研究现状15-17
• 1.3.3 混凝土老化性能的研究现状17-18
• 1.4 论文的主要内容及意义18-21
• 1.4.1 本文的主要内容18-19
• 1.4.2 论文工作的意义19-21
• 第二章 新型环氧树脂基混凝土的研制和准静态性能研究21-41
• 2.1 引言21-22
• 2.2 钢桥面铺装材料目标性能的研究22-27
• 2.2.1 研究思路22
• 2.2.2 正交异性钢桥面铺装有限元模型22-24
• 2.2.3 设计载重作用下铺装层材料的性能指标24-26
• 2.2.4 三倍载重作用下铺装层材料的性能指标26-27
• 2.3 环氧树脂基混凝土的制备工艺27-30
• 2.3.1 环氧树脂胶粘剂的选择27-28
• 2.3.2 骨料级配的选择28
• 2.3.3 试件的制作28-30
• 2.4 环氧树脂基混凝土的四点弯曲实验30-35
• 2.4.1 四点弯曲实验30-31
• 2.4.2 抗弯拉强度计算方法31
• 2.4.3 四点弯曲实验曲线31-32
• 2.4.4 弹性模量测定和实验数据修正32-33
• 2.4.5 实验结果分析33-34
• 2.4.6 试验配方的进一步优化34-35
• 2.5 环氧树脂基混凝土的单轴压缩实验35-37
• 2.5.1 单轴压缩实验35
• 2.5.2 抗压强度计算方法35
• 2.5.3 实验结果及分析35-37
• 2.6 环氧树脂基混凝土的界面拉伸实验37-40
• 2.6.1 新旧混凝土粘合37-38
• 2.6.2 单轴拉伸实验38
• 2.6.3 抗拉强度计算方法38-39
• 2.6.4 实验结果及分析39-40
• 2.7 本章小结40-41
• 第三章 新型环氧树脂基混凝土的冲击力学性能研究41-61
• 3.1 引言41
• 3.2 冲击试验原理和常见问题的解决方法41-44
• 3.2.1 Hopkinson压杆的测量原理41-43
• 3.2.2 应力均匀性问题43-44
• 3.2.3 信号有效性问题44
• 3.3 冲击试验方案44-48
• 3.3.1 冲击试件制作44-46
• 3.3.2 实验装置46
• 3.3.3 实验步骤46-48
• 3.4 试验结果及分析48-59
• 3.4.1 应力均匀性分析48-52
• 3.4.2 应力-应变结果统计52-54
• 3.4.3 应力-应变关系分析54-55
• 3.4.4 不同应变率下材料的破坏形态55-57
• 3.4.5 应变硬化和应变软化57-59
• 3.5 本章小结59-61
• 第四章 新型环氧树脂基混凝土的老化性能研究61-83
• 4.1 引言61
• 4.2 紫外光辐射的研究61-62
• 4.2.1 太阳辐射分布61
• 4.2.2 紫外光辐射量的计算61-62
• 4.3 实验参数的确定62-65
• 4.3.1 加速老化实验方法62
• 4.3.2 老化试验参数设定62-65
• 4.3.3 老化时间的计算65
• 4.4 加速老化对环氧混凝土抗弯拉性能的影响65-69
• 4.4.1 试件准备65-66
• 4.4.2 材料弹性模量的测定66-67
• 4.4.3 四点弯曲实验67-68
• 4.4.4 实验结果和分析68-69
• 4.5 老化后材料的抗冲击性能69-81
• 4.5.1 试件制备69-70
• 4.5.2 老化试件的SHPB冲击实验70
• 4.5.3 实验结果统计70-74
• 4.5.4 应力应变关系74-78
• 4.5.5 试件的破坏形态78-79
• 4.5.6 实验结果分析79-81
• 4.6 本章小结81-83
• 第五章 结论与展望83-85
• 5.1 结论83-84
• 5.2 展望84-85
• 参考文献85-89
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果89-90
• 致谢90-91
• 附件91

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本文编号：727322