碳纳米管水泥基复合材料静动态力学性能研究

发布时间：2021-02-07 01:33

　　活性粉末混凝土（RPC）是一种微观结构致密、力学强度高、耐久性优异的水泥基材料,而碳纳米管（CNTs）是一种具有奇异物理性能、优异化学稳定性、轻质以及高长径比的纳米增强填料,二者复合有望发展具有更高力学与耐久性、以及多功能/智能的复合材料。本文主要研究多壁CNTs（MWCNTs）的种类和掺量、养护方法对RPC静态力学性能的影响规律,并通过纤维理论计算与电镜观察分析MWCNTs对RPC的增强机理;同时研究MWCNTs种类和掺量、应变率对RPC动态力学性能的影响规律。主要研究内容和结果如下:（1）将不同掺量（0.25%和0.50%）的四种MWCNTs（羧基官能化、羟基官能化、螺旋处理和表面镍涂覆）掺加到RPC中制备复合材料并采用常温水养护或热水养护,研究了MWCNTs种类、掺量和养护方法对RPC力学性能的增强作用。研究结果表明,添加合适种类和掺量的MWCNTs可有效改善RPC的抗折强度、断裂能、抗压强度、压缩韧性和折压比。大体上,热水养护比常温水养护能使复合材料获得更高的力学强度,这可以归功于热养更有利于提高胶凝材料基体的强度。在大多数情况下,当RPC发生破坏时,MWCNTs在基体中将会被... 

【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】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 碳纳米管的分类、制备及分散
        1.2.2 碳纳米管增强水泥基材料的力学性能
        1.2.3 活性粉末混凝土的静态力学性能
        1.2.4 活性粉末混凝土的动态力学性能
    1.3 本文主要研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
2 碳纳米管活性粉末混凝土的静态力学性能
    2.1 引言
    2.2 试件的制备与测试
        2.2.1 原材料
        2.2.2 试件制备
        2.2.3 测试方法
    2.3 四种MWCNTs复合RPC在不同养护方法下的抗折性能
        2.3.1 抗折强度
        2.3.2 抗折变形与断裂能
    2.4 四种MWCNTs复合RPC在不同养护方法下的抗压性能
        2.4.1 抗压强度
        2.4.2 抗压变形与压缩韧性
    2.5 四种MWCNTs复合RPC在不同养护方法下的折压比
    2.6 MWCNTs复合RPC的理论计算
        2.6.1 MWCNTs的体积分数
        2.6.2 MWCNTs的平均间距
        2.6.3 单位体积RPC中MWCNTs的数量
        2.6.4 MWCNTs的临界长度
        2.6.5 单根MWCNTs的拔出功
    2.7 MWCNTs复合RPC的SEM观察与分析
        2.7.1 MWCNTs的分布
        2.7.2 MWCNTs对RPC基体的增强机理
        2.7.3 不同养护方法下的微观结构
    2.8 本章小结
3 碳纳米管活性粉末混凝土的动态力学性能
    3.1 引言
    3.2 试件制备与测试
        3.2.1 原材料
        3.2.2 试件制备
        3.2.3 测试方法
    3.3 动态抗压强度
    3.4 动态抗压强度增长因子
    3.5 动态压缩应变
        3.5.1 峰值动态压缩应变
        3.5.2 极限动态压缩应变
    3.6 动态压缩弹性模量
    3.7 动态抗压曲线与动态压缩韧性
        3.7.1 动态抗压曲线
        3.7.2 峰值动态压缩韧性
        3.7.3 极限动态压缩韧性
    3.8 动态冲击破坏模式
    3.9 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
攻读硕士学位期间撰写书篇章情况
攻读硕士学位期间获得学术荣誉情况
攻读硕士学位期间参与科研项目情况
攻读硕士学位期间获得奖励情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]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)
[3]混杂纤维活性粉末混凝土的断裂性能[J]. 邓宗才,冯琦.  建筑材料学报. 2016(01)
[4]不掺硅粉的活性粉末混凝土配合比试验[J]. 肖锐,邓宗才,兰明章,申臣良.  吉林大学学报(工学版). 2013(03)
[5]大掺量粉煤灰超高性能钢纤维混凝土的静动态力学行为[J]. 刘建忠,孙伟,缪昌文,刘加平,崔巩,吕进,张倩倩.  华北水利水电学院学报. 2012(06)
[6]双轴压下活性粉末混凝土的力学性能[J]. 余自若,安明喆,王志建.  建筑材料学报. 2011(03)
[7]一种超高性能混凝土——活性粉末混凝土[J]. 覃维祖,曹峰.  工业建筑. 1999(04)
[8]活性粉末混凝土的理论与实践[J]. 俞瑞堂.  国外桥梁. 1998(01)

博士论文
[1]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
[2]碳纳米管增强水泥基复合材料多尺度性能及机理研究[D]. 刘巧玲.东南大学 2015
[3]碳纳米管水泥基复合材料制备及功能性能研究[D]. 罗健林.哈尔滨工业大学 2009



本文编号：3021423