本文選題：混雜纖維 + 流變性能��； 參考：《大連理工大學》2016年碩士論文

【摘要】：混雜纖維增強水泥基復合材料(HyFRCC)較摻加單一纖維的水泥基復合材料具有更加優(yōu)異的力學性能,且更大程度契合水泥基復合材料多層次、多尺度的結構特征而受到諸多關注。本論文中,將毫米級的鋼纖維(SF)、聚乙烯醇(PVA)纖維與微米級的碳酸鈣晶須(CW)進行混雜,以期獲得纖維正混雜效應,并以廉價碳酸鈣晶須部分替代鋼纖維和PVA纖維,最大限度降低纖維成本。圍繞“新型混雜纖維增強水泥基復合材料(HyFRCC)流變性能”這一主題,主要進行了這種新型HyFRCC拌合物的流變性及流動性能、硬化后的抗壓強度和彎曲性能等的研究。重點關注了纖維混雜形式、基體材料選取和HyFRCC的配合比優(yōu)化等幾個方面內容。主要成果及結論總結如下：(1)由于碳酸鈣晶須大比表面積、大長徑比的特性,摻加水泥砂漿后表面吸附水作用明顯,導致拌合物的流變性變化：晶須通過其在硬化水泥砂漿微觀層次具有的裂縫橋連、裂縫偏轉和晶須拔出機制,顯示出較好的增強效果；當碳酸鈣晶須摻量占材料總體積達1.5%時,砂漿的抗壓和抗折強度最大,比空白試件分別增大27.6%和12.6%。(2)水泥砂漿中摻加PVA纖維后,拌合物的性能明顯變差,而鋼纖維在體積摻量小于0.75%時對流動性有一定的促進作用；受到纖維自身抗拉強度、彈性模量和纖維在不同流動度砂漿中分散性的影響,13mm鋼纖維、6mm和12mm長度的PVA纖維摻量分別達到1.0%、1.0%和0.5%時,對試件彎曲韌性的提高效果最為明顯。(3)為充分發(fā)揮不同尺度纖維在水泥基復合材料中不同層次的作用,將鋼纖維、PVA纖維和碳酸鈣晶須以不同形式進行混雜,探討其對水泥砂漿拌合物性能和力學性能的影響。當按照體積摻量為1.5%鋼纖維+0.4%PVA纖維+1.0%晶須混雜時,可獲得工作性較好、彎曲韌性最佳的混雜纖維增強水泥砂漿。(4)在得到的最佳新型HyFRCC配比的基礎上,分別以粉煤灰和硅灰作為摻合料按照不同比例替代水泥,進行基體配合比優(yōu)化。粉煤灰摻量達到15%時,試件彎曲韌性達到最大值,同時具有更好的工作性能。硅灰摻量超過5%時,砂漿拌合物工作性開始變差；但摻量達11%時,試件具有最大的抗壓強度和彎曲韌性。(5)以最佳的新型HyFRCC配比為基礎,研究拌合物不同的流變性對硬化后材料力學性能的作用效果。采用最佳減水劑摻量為水泥質量的0.7%,拌合物具有最大的流動性時,晶須等纖維材料能夠分散的更加均勻,獲得最佳的等效抗彎強度值和彎曲韌性,分別為13.11 MPa和25.18N·m。
[Abstract]:Hybrid fiber reinforced cement matrix composites (HyFRCCs) have more excellent mechanical properties than cement matrix composites with single fiber, and have attracted much attention due to their multi-level and multi-scale structural characteristics. In this paper, the millimeter grade steel fiber, polyvinyl alcohol (PVA) fiber and micron calcium carbonate whisker (CW) were mixed in order to obtain the positive fiber mixing effect, and the cheap calcium carbonate whisker was used to partly replace the steel fiber and PVA fiber. Minimize fiber cost. The rheological properties, flowability, compressive strength and flexural properties of the new hybrid fiber reinforced cement matrix composites (HIFRC) were studied in this paper. Emphasis is placed on fiber hybrid form, matrix material selection and optimization of HyFRCC mixture ratio. The main results and conclusions are summarized as follows: (1) due to the characteristics of large specific surface area and large aspect ratio of calcium carbonate whisker, the surface adsorbing effect of cement mortar on the surface is obvious. The rheological change of the mixture: the whisker shows a good reinforcing effect by its crack bridge connection at the micro level of hardened cement mortar, crack deflection and whisker pull-out mechanism, and when the amount of calcium carbonate whisker is 1.5% of the total volume of the material, The compressive and flexural strength of mortar is the largest, which is increased by 27.6% and 12.6% than that of blank mortar, respectively. After adding PVA fiber into cement mortar, the properties of the mixture become worse obviously, while the steel fiber can promote the fluidity of cement mortar when the volume content is less than 0.75%. Under the influence of tensile strength, elastic modulus and dispersion of fiber in mortar of different fluidity, the content of PVA fiber of 13mm steel fiber 6mm and 12mm length reaches 1.0% and 0.5%, respectively. In order to give full play to the effect of different scale fibers in different layers of cement matrix composites, the steel fiber PVA fiber and calcium carbonate crystal should be mixed in different forms. The effect of cement mortar on the properties and mechanical properties of cement mortar was discussed. When the volume of 1.5% steel fiber 0.4%PVA fiber is mixed with 1.0% whisker, the hybrid fiber reinforced cement mortar with the best flexural toughness and good workability can be obtained. Fly ash and silica fume were used as admixtures to substitute cement in different proportions to optimize the matrix mix ratio. When the content of fly ash reaches 15, the bending toughness of the specimen reaches the maximum value, and it has better working performance. When the amount of silica fume exceeds 5, the workability of mortar begins to deteriorate, but when the content reaches 11, the specimen has the maximum compressive strength and flexural toughness. The effect of different rheological properties of the mixture on the mechanical properties of hardened materials was studied. When the content of water reducing agent is 0.7 of the cement mass, when the mixture has the greatest fluidity, the fiber materials such as whisker can be dispersed more evenly, and the best equivalent flexural strength and flexural toughness are obtained, which are 13.11 MPa and 25.18 nm, respectively.
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU528

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本文編號：1985929