氧化石墨烯增强纤维水泥基复合材料力学性能及微观研究
发布时间：2021-03-28 21:46
以水泥砂浆为基体通过掺加聚丙烯纤维,增强水泥砂浆的抗折强度,达到防止开裂的目的,同时加入纳米材料氧化石墨烯,提升水泥砂浆的抗压强度,以弥补脆性大的缺陷。运用纳米压痕技术,研究氧化石墨烯对水泥基材料微观力学性能的改善作用,并结合微观分析研究改性机理和原因,主要研究内容如下:（1）聚丙烯纤维显著提高水泥砂浆的抗折强度,抗折强度随聚丙烯纤维掺量增加而增大,掺量为2%时,增强效果最好,相比未掺加提高了33.3%。氧化石墨烯显著提高水泥砂浆抗压强度,随着氧化石墨烯掺量增加,抗压强度逐渐增加并趋于饱和,掺量0.04%的氧化石墨烯水泥砂浆抗压强度比未掺加时提高了43.6%。（2）同时掺入聚丙烯纤维和氧化石墨烯,水泥砂浆抗折强度和抗压强度均得到提高,聚丙烯纤维掺量为2%,氧化石墨烯掺量为0.04%时,水泥砂浆抗折强度为13.1MPa,抗压强度为66.6MPa,与空白对照组相比分别增加了36.5%和36.2%。（3）运用纳米压痕仪测试氧化石墨烯水泥净浆的硬度和弹性模量,结果显示随着氧化石墨烯的增加,硬度和弹性模量不断增大,主要是氧化石墨烯改善水泥水化进程,水化产物中低密度的硅酸钙凝胶减少,高密度硅酸钙凝...
【文章来源】：中原工学院河南省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
聚丙烯纤维横截面图
中原工学院硕士学位论文122.3试验方法2.3.1纳米压痕测试法纳米压痕测试是一种操作方法简单、工作效率高，用于测试材料微观力学性能的测试手段之一。通过对压头施加荷载，压头压入材料内部，进而测试出压头压入材料内部之后的压痕影响区域，最终通过已知的力学模型计算得到材料的微观力学性能。纳米压痕技术（Nanoindentation）又称深度敏感压痕（depthsensingindentation）技术，最早是由Oliver等提出来的。该技术基于弹性接触力学，先在已知形状的压头上施加一定的压力，在此压力作用下压头被压入待测材料，压至某一深度处保持一段时间后进行卸载，此时仪器会采集到整个压入过程中的荷载随位移变化的曲线，其中卸载曲线部分的斜率即为材料的弹性模量，而最大加载荷载和压头压入材料内部的接触投影面积的比值即为材料的硬度值[60]。运用纳米压痕测试法在计算硬度和弹性模量中应用最广泛的方法是Oliver＆Pharr（O＆P）法，图2.2和图2.3分别为荷载-位移曲线示意图以及材料表面受压的示意图[61]。图2.2荷载-位移曲线图图2.3材料受压图在纳米压痕测试试验中，压头刚接触到被测试物体表面时，材料首先发生弹
中原工学院硕士学位论文122.3试验方法2.3.1纳米压痕测试法纳米压痕测试是一种操作方法简单、工作效率高，用于测试材料微观力学性能的测试手段之一。通过对压头施加荷载，压头压入材料内部，进而测试出压头压入材料内部之后的压痕影响区域，最终通过已知的力学模型计算得到材料的微观力学性能。纳米压痕技术（Nanoindentation）又称深度敏感压痕（depthsensingindentation）技术，最早是由Oliver等提出来的。该技术基于弹性接触力学，先在已知形状的压头上施加一定的压力，在此压力作用下压头被压入待测材料，压至某一深度处保持一段时间后进行卸载，此时仪器会采集到整个压入过程中的荷载随位移变化的曲线，其中卸载曲线部分的斜率即为材料的弹性模量，而最大加载荷载和压头压入材料内部的接触投影面积的比值即为材料的硬度值[60]。运用纳米压痕测试法在计算硬度和弹性模量中应用最广泛的方法是Oliver＆Pharr（O＆P）法，图2.2和图2.3分别为荷载-位移曲线示意图以及材料表面受压的示意图[61]。图2.2荷载-位移曲线图图2.3材料受压图在纳米压痕测试试验中，压头刚接触到被测试物体表面时，材料首先发生弹
【参考文献】：
期刊论文
[1]大坝混凝土断裂强度及其确定方法[J]. 米正祥,胡昱,李庆斌. 水力发电学报. 2019(06)
[2]不同材料改性混凝土的性能研究及现状分析[J]. 黄华,朱亮,黄敏,王英花,丁泽琨. 硅酸盐通报. 2018(06)
[3]钢纤维增强超高性能混凝土抗压性能的细观数值模拟[J]. 赵秋山,徐慎春,刘中宪. 复合材料学报. 2018(06)
[4]水泥水化机理及聚合物外加剂对水泥水化影响的研究进展[J]. 孔祥明,卢子臣,张朝阳. 硅酸盐学报. 2017(02)
[5]石墨烯对水泥净浆力学性能及微观结构的影响[J]. 曹明莉,张会霞,张聪. 哈尔滨工业大学学报. 2015(12)
[6]掺纳米石墨烯片的水泥基复合材料的压敏性[J]. 刘衡,孙明清,李俊,王应军,张小玉. 功能材料. 2015(16)
[7]氧化石墨烯对水泥基复合材料微观结构和力学性能的影响（英文）[J]. 王琴,王健,吕春祥,刘伯伟,张昆,李崇智. 新型炭材料. 2015(04)
[8]氧化石墨烯对水泥净浆流动度及水泥石结构和性能的影响[J]. 吕生华,崔亚亚,孙婷,赵海峰,刘晶晶,丁怀东. 功能材料. 2015(04)
[9]氧化石墨烯纳米片层对水泥基复合材料的增韧效果及作用机制[J]. 吕生华,孙婷,刘晶晶,马宇娟,邱超超. 复合材料学报. 2014(03)
[10]氧化石墨烯对水泥石微观结构及性能的影响[J]. 吕生华,马宇娟,邱超超,巨浩波. 混凝土. 2013(08)
博士论文
[1]多层石墨烯复合水泥基材料的多功能与智能特性[D]. 孙胜伟.哈尔滨工业大学 2017
[2]氯盐环境下聚丙烯纤维混凝土耐久性能研究[D]. 王晨飞.西安建筑科技大学 2012
[3]纳米SiO2高性能混凝土性能及机理研究[D]. 王宝民.大连理工大学 2009
硕士论文
[1]氧化石墨烯对水泥基材料耐腐蚀性能的影响[D]. 杨雅玲.重庆交通大学 2016
[2]纤维对混凝土抗氯离子和抗碳化性能的试验研究[D]. 王乾玺.宁夏大学 2013
本文编号：3106298
【文章来源】：中原工学院河南省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
聚丙烯纤维横截面图
中原工学院硕士学位论文122.3试验方法2.3.1纳米压痕测试法纳米压痕测试是一种操作方法简单、工作效率高，用于测试材料微观力学性能的测试手段之一。通过对压头施加荷载，压头压入材料内部，进而测试出压头压入材料内部之后的压痕影响区域，最终通过已知的力学模型计算得到材料的微观力学性能。纳米压痕技术（Nanoindentation）又称深度敏感压痕（depthsensingindentation）技术，最早是由Oliver等提出来的。该技术基于弹性接触力学，先在已知形状的压头上施加一定的压力，在此压力作用下压头被压入待测材料，压至某一深度处保持一段时间后进行卸载，此时仪器会采集到整个压入过程中的荷载随位移变化的曲线，其中卸载曲线部分的斜率即为材料的弹性模量，而最大加载荷载和压头压入材料内部的接触投影面积的比值即为材料的硬度值[60]。运用纳米压痕测试法在计算硬度和弹性模量中应用最广泛的方法是Oliver＆Pharr（O＆P）法，图2.2和图2.3分别为荷载-位移曲线示意图以及材料表面受压的示意图[61]。图2.2荷载-位移曲线图图2.3材料受压图在纳米压痕测试试验中，压头刚接触到被测试物体表面时，材料首先发生弹
中原工学院硕士学位论文122.3试验方法2.3.1纳米压痕测试法纳米压痕测试是一种操作方法简单、工作效率高，用于测试材料微观力学性能的测试手段之一。通过对压头施加荷载，压头压入材料内部，进而测试出压头压入材料内部之后的压痕影响区域，最终通过已知的力学模型计算得到材料的微观力学性能。纳米压痕技术（Nanoindentation）又称深度敏感压痕（depthsensingindentation）技术，最早是由Oliver等提出来的。该技术基于弹性接触力学，先在已知形状的压头上施加一定的压力，在此压力作用下压头被压入待测材料，压至某一深度处保持一段时间后进行卸载，此时仪器会采集到整个压入过程中的荷载随位移变化的曲线，其中卸载曲线部分的斜率即为材料的弹性模量，而最大加载荷载和压头压入材料内部的接触投影面积的比值即为材料的硬度值[60]。运用纳米压痕测试法在计算硬度和弹性模量中应用最广泛的方法是Oliver＆Pharr（O＆P）法，图2.2和图2.3分别为荷载-位移曲线示意图以及材料表面受压的示意图[61]。图2.2荷载-位移曲线图图2.3材料受压图在纳米压痕测试试验中，压头刚接触到被测试物体表面时，材料首先发生弹
【参考文献】：
期刊论文
[1]大坝混凝土断裂强度及其确定方法[J]. 米正祥,胡昱,李庆斌. 水力发电学报. 2019(06)
[2]不同材料改性混凝土的性能研究及现状分析[J]. 黄华,朱亮,黄敏,王英花,丁泽琨. 硅酸盐通报. 2018(06)
[3]钢纤维增强超高性能混凝土抗压性能的细观数值模拟[J]. 赵秋山,徐慎春,刘中宪. 复合材料学报. 2018(06)
[4]水泥水化机理及聚合物外加剂对水泥水化影响的研究进展[J]. 孔祥明,卢子臣,张朝阳. 硅酸盐学报. 2017(02)
[5]石墨烯对水泥净浆力学性能及微观结构的影响[J]. 曹明莉,张会霞,张聪. 哈尔滨工业大学学报. 2015(12)
[6]掺纳米石墨烯片的水泥基复合材料的压敏性[J]. 刘衡,孙明清,李俊,王应军,张小玉. 功能材料. 2015(16)
[7]氧化石墨烯对水泥基复合材料微观结构和力学性能的影响（英文）[J]. 王琴,王健,吕春祥,刘伯伟,张昆,李崇智. 新型炭材料. 2015(04)
[8]氧化石墨烯对水泥净浆流动度及水泥石结构和性能的影响[J]. 吕生华,崔亚亚,孙婷,赵海峰,刘晶晶,丁怀东. 功能材料. 2015(04)
[9]氧化石墨烯纳米片层对水泥基复合材料的增韧效果及作用机制[J]. 吕生华,孙婷,刘晶晶,马宇娟,邱超超. 复合材料学报. 2014(03)
[10]氧化石墨烯对水泥石微观结构及性能的影响[J]. 吕生华,马宇娟,邱超超,巨浩波. 混凝土. 2013(08)
博士论文
[1]多层石墨烯复合水泥基材料的多功能与智能特性[D]. 孙胜伟.哈尔滨工业大学 2017
[2]氯盐环境下聚丙烯纤维混凝土耐久性能研究[D]. 王晨飞.西安建筑科技大学 2012
[3]纳米SiO2高性能混凝土性能及机理研究[D]. 王宝民.大连理工大学 2009
硕士论文
[1]氧化石墨烯对水泥基材料耐腐蚀性能的影响[D]. 杨雅玲.重庆交通大学 2016
[2]纤维对混凝土抗氯离子和抗碳化性能的试验研究[D]. 王乾玺.宁夏大学 2013
本文编号：3106298
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