氧化石墨烯对再生混凝土界面过渡区力学性能影响研究
发布时间：2021-04-10 15:25
近年来我国建筑行业的快速发展和降耗减排的科学要求使得广大学者和工程师对有关废弃混凝土的高效利用进行了大量研究。再生混凝土具有比普通混凝土更高的不均匀性和复杂的内部微观结构,界面过渡区更是再生混凝土的薄弱位置,改善混凝土的微观结构能削弱界面效应,进而对其宏观性能进行改进。本文探讨了氧化石墨烯对再生混凝土界面过渡区力学性能的影响及作用机理,为再生混凝土宏观力学性能研究提供参考。利用纳米压痕仪和扫描电镜等设备研究了常规条件及冻融循环条件下氧化石墨烯再生混凝土界面过渡区的微观力学性能和微观结构,从而了解氧化石墨烯对再生混凝土不同界面区的弹性模量值及界面过渡区宽度的变化规律。试验结果表明,常规条件下加入氧化石墨烯使再生混凝土 LJ-XJ界面和LG-XJ界面弹性模量都不同程度增大,界面区宽度减小且对LJ-XJ界面作用效果更加明显;由扫描电镜观察发现加入氧化石墨烯再生混凝土界面过渡区微观结构更加密实,晶体族排布更趋于无序化,新浆体与老骨料连接更加紧密,新老浆体连接处微裂缝减少,孔隙率降低。经过100次冻融循环作用后氧化石墨烯再生混凝土和普通再生混凝土力学性质都不同程度下降,混凝土微孔中水在正负温度交...
【文章来源】：沈阳建筑大学辽宁省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２冻融水压膨胀原理图??Ｆｉｇ］?．２?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｗａｔｅｒ?Ｐｒｅｓｓｕｒｅ?Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ?ｉｎ?Ｆｒｅｅｚｅ－ｔｈａｗ?Ｐｒｏｃｅｓｓ??
２试件制作及试验方法?硕士研宄生学位论］??ｏｉｉｌＷｌｉ?麵?ｉ??ｓ．．ｊＴｉＵ?１?ｓ，?＊?．．．」ｔ：：‘：：：：：ＷＡ：ｉ：？湖??图２．３环氧包埋固定试样图??Ｆｉｇ２．３?Ｆｉｘｅｄ?ｓｐｅｃｉｍｅｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｐｏｘｙ?ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ??２．３．５试件打磨与抛光??本试验主要是利用纳米压痕仪研究再生混凝土微观力学性能，探针在混凝土表面最大??压痕深度都不超过ｕ？，故其理论基础则要求被测表面接近无限平整，大量学者研究也证??实，被测材料表面粗糙度越大，所测得数据离散性越大，就不能反应材料本身的属性［４５４６］。??针对混凝土材料的特殊性不可能满足完全平整状态，根据学者Ｍｉｌｌｅｒ等研宄发现，当样品??表面粗糙度达到ｌ〇〇ｎｍ时，随着抛光时间增长，粗糙度下降，但纳米力学值趋于恒定［４７４８］，??所以只需要其表面平整度能控制在一个合理的水平即可，所以打磨抛光过程就尤为重要。??打磨抛光方案主要包括预处理、打磨、抛光三个部分。??１）预处理??首先将１２０目砂纸粘贴在打磨盘上，保证粘贴平整且无气泡，将试件选择一个骨料和??砂浆明显且尽量居于中间的面放在打磨盘上，设置打磨法向力１５Ｎ，转速为２００转／ｍｉｎ，??将混凝土外环氧树脂磨掉以露出再生混凝土表面为止，拿下试件用超声波清洗机清洗??ｌｍｉｎ，为保证试件水化程度一致，故清洗机内溶液为无水乙醇，防止混凝土进一步水化，??完成预处理过程。??２）打磨??将２５０目砂纸粘贴在打磨盘上，设置打磨法向力为１０Ｎ，转速为２００转／ｍｉｎ，打磨时??间为５ｍｉｎ，打磨过程中选择无水乙醇对试件表面进行润湿，打磨完成后将试件超声清洗?
在打磨盘上，将５０ｎｍ专用抛光乳液均匀喷洒在抛光绒布??上，设置抛光时间２ｈ，由于此时抛光产生的微粒极小，故抛光完成后将其超声清洗ｌＯｍｉｎ??以清洗表面，完成抛光过程。??将完成打磨抛光的试件用原子力显微镜进行平整度测试，所测试件表面满足平整度要??求，可以进行压痕试验，打磨抛光机和完成试件如图所示。??办?ＢＵＢＨＬＥＷ?Ｖｅｃｔｏｒ??ＰＯＵ／ｇＲＨ￡ｆｔＯ＾??ｍＳＳＳＳＳＳＳＳＳＢＢＢｓｍ＾??Ｉ????Ｍ?＾??（ａ）打磨抛光机?（ｂ）打磨完成样品??图２．４?ＢＵＥＨＬＥＲ打磨抛光机及打磨后的样品??Ｆｉｇ２．４?ＢＩＪＥＨＬＥＲ?Ｇｒｉｎｄｉｎｇ?ａｎｄ?Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ?Ｍａｃｈｉｎｅ?ａｎｄ?Ｇｒｉｎｄｅｄ?Ｓａｍｐｌｅｓ??２．４本章小结??本章介绍了试验材料氧化石墨烯的制备以及分散情况，阐明丫鉍化心墨烯在使川时均??勾分散的重要性并按照相关技术标准进行／分散，并Ｍ对分散完成的溶液进行了扫描表??征，得到丫符合要求的分散液：介绍丫纳米试验相又技术丨小准以及试验原理，介绍丫??纳米压痕设备的应用情况以及试验过程中需要注意得到事项，在试验屮严格按照先关技术??标准进行，提高了试验精度；针对压痕试验对样品表面Ｔ＇？整度的要求，结介相关研究情况??制定了样品表面打磨抛光方案，对冻融循环作叩下的试验打磨抛光方案进行了验证，最；ｎ??１９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑水分迁移影响的浅层膨胀土抗剪强度冻融劣化特征[J]. 李彦龙,汪自力. 岩石力学与工程学报. 2019(06)
[2]冻融循环作用下超高性能混凝土界面过渡区微观力学性能劣化研究[J]. 谢瑞峰,陆林军,乔丕忠. 中国科学:技术科学. 2018(10)
[3]建筑垃圾资源化利用技术研究现状[J]. 王信鸽,何廷树,张凯峰,孟刚,王晓峰. 商品混凝土. 2018(10)
[4]不同取代率下再生混凝土的抗冻融性能试验[J]. 牛海成,范玉辉,张向冈,殷小静. 材料科学与工程学报. 2018(04)
[5]氧化石墨烯对水泥水化进程及其主要水化产物的影响[J]. 王琴,李时雨,王健,潘硕,郭紫薇,吕春祥,CUI Xinyou. 硅酸盐学报. 2018(02)
[6]氧化石墨烯改性水泥砂浆力学性能及微观机理研究[J]. 袁小亚,杨雅玲,周超,曾俊杰,肖桂兰,刘绍利. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2017(12)
[7]氧化石墨烯对水泥砂浆力学性能的影响[J]. 万朝均,吴林烽,蒋玉萍,尹亚柳. 重庆建筑. 2017(09)
[8]氧化石墨烯增强水泥基复合材料的力学性能及微观结构[J]. 彭晖,戈娅萍,杨振天,刘扬,吕毅刚. 复合材料学报. 2018(08)
[9]再生集料及再生混凝土界面过渡区研究进展[J]. 郭鹏,韦万峰,杨帆,杨晓宇. 硅酸盐通报. 2017(07)
[10]氧化石墨烯对再生混凝土改性试验研究[J]. 雷斌,邹俊,饶春华,扶名福,熊进刚,王信刚. 建筑结构学报. 2016(S2)
硕士论文
[1]氧化石墨烯对水泥的性能影响及作用机理研究[D]. 王健.北京建筑大学 2017
[2]氧化石墨烯水泥基复合材料性能研究[D]. 杜涛.哈尔滨工业大学 2014
[3]二氧化碳强化再生骨料改进其性能的研究[D]. 李亚可.湖南大学 2014
本文编号：3129883
【文章来源】：沈阳建筑大学辽宁省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２冻融水压膨胀原理图??Ｆｉｇ］?．２?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｗａｔｅｒ?Ｐｒｅｓｓｕｒｅ?Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ?ｉｎ?Ｆｒｅｅｚｅ－ｔｈａｗ?Ｐｒｏｃｅｓｓ??
２试件制作及试验方法?硕士研宄生学位论］??ｏｉｉｌＷｌｉ?麵?ｉ??ｓ．．ｊＴｉＵ?１?ｓ，?＊?．．．」ｔ：：‘：：：：：ＷＡ：ｉ：？湖??图２．３环氧包埋固定试样图??Ｆｉｇ２．３?Ｆｉｘｅｄ?ｓｐｅｃｉｍｅｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｐｏｘｙ?ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ??２．３．５试件打磨与抛光??本试验主要是利用纳米压痕仪研究再生混凝土微观力学性能，探针在混凝土表面最大??压痕深度都不超过ｕ？，故其理论基础则要求被测表面接近无限平整，大量学者研究也证??实，被测材料表面粗糙度越大，所测得数据离散性越大，就不能反应材料本身的属性［４５４６］。??针对混凝土材料的特殊性不可能满足完全平整状态，根据学者Ｍｉｌｌｅｒ等研宄发现，当样品??表面粗糙度达到ｌ〇〇ｎｍ时，随着抛光时间增长，粗糙度下降，但纳米力学值趋于恒定［４７４８］，??所以只需要其表面平整度能控制在一个合理的水平即可，所以打磨抛光过程就尤为重要。??打磨抛光方案主要包括预处理、打磨、抛光三个部分。??１）预处理??首先将１２０目砂纸粘贴在打磨盘上，保证粘贴平整且无气泡，将试件选择一个骨料和??砂浆明显且尽量居于中间的面放在打磨盘上，设置打磨法向力１５Ｎ，转速为２００转／ｍｉｎ，??将混凝土外环氧树脂磨掉以露出再生混凝土表面为止，拿下试件用超声波清洗机清洗??ｌｍｉｎ，为保证试件水化程度一致，故清洗机内溶液为无水乙醇，防止混凝土进一步水化，??完成预处理过程。??２）打磨??将２５０目砂纸粘贴在打磨盘上，设置打磨法向力为１０Ｎ，转速为２００转／ｍｉｎ，打磨时??间为５ｍｉｎ，打磨过程中选择无水乙醇对试件表面进行润湿，打磨完成后将试件超声清洗?
在打磨盘上，将５０ｎｍ专用抛光乳液均匀喷洒在抛光绒布??上，设置抛光时间２ｈ，由于此时抛光产生的微粒极小，故抛光完成后将其超声清洗ｌＯｍｉｎ??以清洗表面，完成抛光过程。??将完成打磨抛光的试件用原子力显微镜进行平整度测试，所测试件表面满足平整度要??求，可以进行压痕试验，打磨抛光机和完成试件如图所示。??办?ＢＵＢＨＬＥＷ?Ｖｅｃｔｏｒ??ＰＯＵ／ｇＲＨ￡ｆｔＯ＾??ｍＳＳＳＳＳＳＳＳＳＢＢＢｓｍ＾??Ｉ????Ｍ?＾??（ａ）打磨抛光机?（ｂ）打磨完成样品??图２．４?ＢＵＥＨＬＥＲ打磨抛光机及打磨后的样品??Ｆｉｇ２．４?ＢＩＪＥＨＬＥＲ?Ｇｒｉｎｄｉｎｇ?ａｎｄ?Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ?Ｍａｃｈｉｎｅ?ａｎｄ?Ｇｒｉｎｄｅｄ?Ｓａｍｐｌｅｓ??２．４本章小结??本章介绍了试验材料氧化石墨烯的制备以及分散情况，阐明丫鉍化心墨烯在使川时均??勾分散的重要性并按照相关技术标准进行／分散，并Ｍ对分散完成的溶液进行了扫描表??征，得到丫符合要求的分散液：介绍丫纳米试验相又技术丨小准以及试验原理，介绍丫??纳米压痕设备的应用情况以及试验过程中需要注意得到事项，在试验屮严格按照先关技术??标准进行，提高了试验精度；针对压痕试验对样品表面Ｔ＇？整度的要求，结介相关研究情况??制定了样品表面打磨抛光方案，对冻融循环作叩下的试验打磨抛光方案进行了验证，最；ｎ??１９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑水分迁移影响的浅层膨胀土抗剪强度冻融劣化特征[J]. 李彦龙,汪自力. 岩石力学与工程学报. 2019(06)
[2]冻融循环作用下超高性能混凝土界面过渡区微观力学性能劣化研究[J]. 谢瑞峰,陆林军,乔丕忠. 中国科学:技术科学. 2018(10)
[3]建筑垃圾资源化利用技术研究现状[J]. 王信鸽,何廷树,张凯峰,孟刚,王晓峰. 商品混凝土. 2018(10)
[4]不同取代率下再生混凝土的抗冻融性能试验[J]. 牛海成,范玉辉,张向冈,殷小静. 材料科学与工程学报. 2018(04)
[5]氧化石墨烯对水泥水化进程及其主要水化产物的影响[J]. 王琴,李时雨,王健,潘硕,郭紫薇,吕春祥,CUI Xinyou. 硅酸盐学报. 2018(02)
[6]氧化石墨烯改性水泥砂浆力学性能及微观机理研究[J]. 袁小亚,杨雅玲,周超,曾俊杰,肖桂兰,刘绍利. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2017(12)
[7]氧化石墨烯对水泥砂浆力学性能的影响[J]. 万朝均,吴林烽,蒋玉萍,尹亚柳. 重庆建筑. 2017(09)
[8]氧化石墨烯增强水泥基复合材料的力学性能及微观结构[J]. 彭晖,戈娅萍,杨振天,刘扬,吕毅刚. 复合材料学报. 2018(08)
[9]再生集料及再生混凝土界面过渡区研究进展[J]. 郭鹏,韦万峰,杨帆,杨晓宇. 硅酸盐通报. 2017(07)
[10]氧化石墨烯对再生混凝土改性试验研究[J]. 雷斌,邹俊,饶春华,扶名福,熊进刚,王信刚. 建筑结构学报. 2016(S2)
硕士论文
[1]氧化石墨烯对水泥的性能影响及作用机理研究[D]. 王健.北京建筑大学 2017
[2]氧化石墨烯水泥基复合材料性能研究[D]. 杜涛.哈尔滨工业大学 2014
[3]二氧化碳强化再生骨料改进其性能的研究[D]. 李亚可.湖南大学 2014
本文编号：3129883
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