【摘要】：混凝土作為建筑材料已經(jīng)普遍應(yīng)用于各類工程結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施,但由于拉伸強(qiáng)度低、韌性差,在爆炸、沖擊等極端荷載作用時(shí)易產(chǎn)生剝落、破碎,降低了防護(hù)能力。纖維混凝土由于纖維對混凝土的阻裂、增強(qiáng)和增韌作用,具有比基體素混凝土更好的性能。纖維對混凝土的增強(qiáng)效果主要取決于纖維的性質(zhì),也與纖維摻量、在混凝土基體中的分布以及界面特性有關(guān)。超高分子量聚乙烯(Ultra high moleculer weight polyethylene,簡稱UHMWPE)纖維是一種抗沖擊性能優(yōu)良的防彈纖維,既具有比鋼纖維更高的強(qiáng)度,又具有較高的彈性模量和較低的細(xì)度和密度,可以期望由UHMWPE纖維增強(qiáng)的纖維混凝土具有很好力學(xué)性能,以滿足工程抗爆炸、沖擊防護(hù)需要。本文基于上述背景選題,研究了UHMWPE纖維混凝土的靜動(dòng)態(tài)力學(xué)性能,主要工作和創(chuàng)新性成果如下:(1)改進(jìn)了高彈模柔性纖維混凝土制備工藝。通過改進(jìn)纖維混凝土拌合方法,并適當(dāng)延長攪拌時(shí)間,解決了高彈模纖維在混凝土中分散不均勻和易結(jié)團(tuán)問題,提高了纖維混凝土的和易性等工作性能,為獲得高性能纖維混凝土打下了良好的基礎(chǔ)。(2)研究了纖維混凝土的單軸靜態(tài)強(qiáng)度。研究發(fā)現(xiàn),纖維混凝土立方體試件劈裂抗拉強(qiáng)度隨纖維摻量的增加而顯著提高;抗壓強(qiáng)度較素混凝土改善不明顯,纖維混凝土抗壓強(qiáng)度具有與素混凝土類似的尺寸效應(yīng);本文研究的加捻UHMWPE纖維較前期研究的未處理普通UHMWPE纖維對混凝土的靜態(tài)力學(xué)性能改善效果更加明顯。(3)研究了纖維混凝土單軸壓縮變形性能。結(jié)果表明,峰值應(yīng)變、殘余應(yīng)力、泊松比、壓縮韌性指數(shù)與纖維摻量呈正相關(guān)關(guān)系,彈性模量與纖維摻量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,表明纖維在混凝土單軸壓縮時(shí)中起到了提供側(cè)向被動(dòng)圍壓的作用,提高了其壓縮變形性能�；谠囼�(yàn)結(jié)果,研究得到了纖維混凝土單向壓縮的修正過鎮(zhèn)海模型。(4)研究了纖維混凝土動(dòng)態(tài)壓縮力學(xué)特性。結(jié)果表明,纖維減緩了混凝土的破壞程度,延遲了破壞時(shí)間,提高了抗沖擊韌性。纖維混凝土抗壓強(qiáng)度與彈性模量均具有率敏感性,動(dòng)力強(qiáng)度增長因子與應(yīng)變率對數(shù)之間存在線性相關(guān)關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU528

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本文編號：2569397