工程地质聚合物复合材料的力学性能及断裂性能研究

发布时间：2023-05-26 20:16

　　美国密歇根大学的V.C.Li教授等人根据微观力学及断裂力学基本原理,首次设计出了一种超高性能纤维增强水泥基材料ECC(Engineered Cementitious Composites),也有学者将其称为应变硬化水泥基复合材料SHCC(Strain Hardening Cementitious Composites)。ECC在性能方面的优势使其在土木工程领域里拥有广阔的发展空间,但其仍以硅酸盐系列的水泥制备基材,和其他传统硅酸盐水泥基材料制品一样,面临着很多资源和环境问题。工程地质聚合物复合材料EGC(Engineered Geopolymer Composites),不仅同ECC具有相似的力学性能,而且其胶凝材料来源于工业废渣,是一种绿色环保的建筑材料。由于EGC出现较晚,现阶段,对EGC的研究还有很大空间。本课题基于ECC的制备方法,结合地质聚合物制备技术,制备了高延性的EGC材料,其拉伸性能是普通砂浆和地质聚合物砂浆的几十倍。除此之外,本课题还对EGC的断裂性能和纤维拔出性能进行了分析。主要的内容如下:(1)通过抗压试验、弯曲试验和拉伸试验对试件进行了基本力学性能测试,结果表明...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 地质聚合物概述及研究现状
        1.1.2 ECC概述及设计方法
        1.1.3 EGC设计及研究现状
        1.1.4 混凝土断裂能概述
    1.2 本课题的研究目的及意义
    1.3 本课题的主要研究内容
第2章 原材料及试验方案
    2.1 原材料与试件制备
        2.1.1 原材料
        2.1.2 配合比
        2.1.3 试件的制备与养护
    2.2 试验方案
        2.2.1 EGC力学性能及水化产物试验
        2.2.2 EGC断裂性能试验
        2.2.3 EGC纳米压痕试验
        2.2.4 EGC中纤维桥连性能试验
第3章 EGC基本力学性能、应变硬化行为及基材水化产物研究
    3.1 EGC的基本力学性能
        3.1.1 抗压强度
        3.1.2 EGC的弯曲性能
        3.1.3 EGC的拉伸性能
    3.2 拉伸行为及模型
    3.3 EGC的水化产物及泛霜行为
        3.3.1 EGC的水化产物
        3.3.2 泛霜行为
    3.4 本章小节
第4章 EGC断裂韧性及断裂能研究
    4.1 EGC的断裂韧性
        4.1.1 双K断裂模型
        4.1.2 双K断裂参数确定
        4.1.3 缺口梁三点弯曲P-CMOD曲线
        4.1.4 EGC断裂韧性计算结果与分析
    4.2 EGC的断裂能
        4.2.1 断裂能理论
        4.2.2 缺口梁三点弯曲荷载-挠度曲线
        4.2.3 断裂能计算结果与分析
    4.3 基于纳米压痕试验的材料微观断裂能
        4.3.1 理论基础
        4.3.2 纳米压痕试验结果与分析
    4.4 本章小结
第5章 EGC中 PVA纤维的桥连应力研究
    5.1 理论背景
    5.2 纤维拔出参数确定
    5.3 单根纤维拔出试验结果与分析
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间研究成果
致谢



本文编号：3823217