松弛与蠕变状态诱发导电水泥基复合材料电阻率变化规律研究

发布时间：2022-12-23 04:43

　　混凝土材料的蠕变和应力松弛现象在一定条件下能诱发建筑结构破坏,造成工程事故,研究蠕变和应力松弛有助于减少工程事故的发生。本文通过在混凝土中掺入导电材料使其具有导电功能,研究了蠕变和应力松弛状态下的力学性能和电学性能变化,建立两种性能之间的关联关系,最终通过电信号表征蠕变和松弛状态下材料的性能变化。首先设计具有一定强度和高导电性能的水泥基复合材料的最优配合比。分别探究了导电材料,矿物掺合料的类别与掺量,单掺和复掺对水泥基复合材料的性能影响,最终综合考虑强度,导电性能,材料成本,选择最优的配合比。采用最优配合比制作水泥基复合材料试样进行应力松弛实验。主要研究了加载和应力松弛两个阶段的电阻率变化规律。在加载阶段,发现以0.3mm/min的速率加载,通过电阻率的变化,可探测到材料首次出现损伤时的加载位移在0.7mm至0.85mm范围之间。在应力松弛阶段,应力以某一指数函数形式衰减,采用三参量固体模型能较好的描述应力变化。实验数据显示,应力松弛过程中应力与电阻率之间近似一种线性关系,两者呈正相关。结合应力的变化模型与应力和电阻率的关联关系,推导出了电阻率的衰减模型,得出电阻率也是呈指数函数衰减,... 

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 导电混凝土研究现状
        1.2.2 混凝土的应力松弛与蠕变研究现状
    1.3 混凝土蠕变和应力松弛
    1.4 模型表述
        1.4.1 基本元件
        1.4.2 Maxwell模型
        1.4.3 Kelvin模型
        1.4.4 三参量固体模型
    1.5 本文主要研究内容
2 高导电性水泥基复合材料配合比设计
    2.1 实验材料
    2.2 主要仪器设备
    2.3 实验方法
        2.3.1 试件成型
        2.3.2 静态电阻率和抗压强度测试
    2.4 材料配合比设计结果
    2.5 本章小结
3 松弛条件下导电水泥基复合材料电阻率衰减规律研究
    3.1 应力松弛实验材料制作与结果
        3.1.1 试样制作与测试
        3.1.2 应力松弛实验结果与分析
    3.2 松弛条件下电阻率与应力的关系讨论
    3.3 本章小结
4 蠕变条件下导电水泥基复合材料电阻率衰减规律研究
    4.1单轴压缩实验
    4.2 蠕变实验及结果
    4.3 蠕变过程中电阻率震荡分析
        4.3.1 应力水平保持为18MPa时蠕变电阻率偏移量变化
        4.3.2 应力水平保持为30MPa时蠕变电阻率偏移量变化
        4.3.3 应力水平保持为42MPa时蠕变电阻率偏移量变化
        4.3.4 应力水平保持为60MPa时蠕变电阻率偏移量变化
    4.4 蠕变过程中电阻率和应变关于时间的分析
    4.5 30MPa应力水平下应变与电阻率关系模型
        4.5.1 三参量固体模型
        4.5.2 应变变化规律研究
        4.5.3 应变与电阻率关系
    4.6 本章小结
5 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 工作展望
参考文献
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]矿渣细骨料混凝土孔隙结构对抗压强度的影响[J]. 石东升,王安.  混凝土. 2016(03)
[2]石墨导电混凝土在接地工程中的应用[J]. 樊晓苓,秦志桂,毛仙鹤.  建筑技术开发. 2011 (07)
[3]砂土速率相关黏性特性的有限元分析[J]. 李福林,彭芳乐,KONGKITKUL Warat,龙冈文夫.  同济大学学报(自然科学版). 2011(01)
[4]石墨混凝土复合材料敏感特性基础研究[J]. 贾治勇,白树林,赵顺增.  功能材料. 2010(12)
[5]地下工程应力松弛效应的初步理论解[J]. 王者超,陈卫忠,乔丽苹,张乐文.  岩石力学与工程学报. 2010(S2)
[6]混凝土早期约束应力发展及应力松弛[J]. 李飞,覃维祖.  清华大学学报(自然科学版). 2010(03)
[7]智能混凝土与结构[J]. 李惠,欧进萍.  工程力学. 2007(S2)
[8]基于界面效应的碳纤维混凝土压敏性研究[J]. 李卓球,吴菁,宋显辉,朱四荣.  混凝土. 2007(06)
[9]纳米炭黑水泥砂浆的导电性与电热特性研究[J]. 王小英,孙明清,侯作富,龙曦,李卓球.  功能材料. 2006(11)
[10]碳纤维水泥石压敏传感器及其性能研究[J]. 欧进萍,韩宝国.  功能材料. 2006(11)

博士论文
[1]混凝土损伤机理及饱和混凝土力学性能研究[D]. 白卫峰.大连理工大学 2008

硕士论文
[1]单轴压缩持续荷载作用下混凝土的蠕变破坏研究[D]. 周娜.燕山大学 2014



本文编号：3724737