發(fā)布時間：2020-05-31 05:33

【摘要】：在高精度數控機床制造中,由聚合物混凝土床身逐漸取代傳統鑄鐵床身已成為國際上主流發(fā)展趨勢。然而,這種新材料床身在擁有動態(tài)特性好,抗振能力強,穩(wěn)定性佳,加工精度高等鑄鐵床身無法比擬優(yōu)勢的同時,也因制造成本遠高于鑄鐵床身而未能得到推廣。為此,本文針對一種新型的用于機床床身的復合混凝土材料進行研究�，F階段的應用研究中發(fā)現,在長期承載條件下,復合混凝土床身在導軌附近容易出現界面開裂。導軌方向是床身承載主要方向,這就要求材料在沿導軌方向具有較高的承載能力。為解決床身開裂問題,牢固的復合界面成為提高復合混凝土床身應用性能的關鍵技術。針對床身復合界面,本文的工作內容如下:(1)采用模塑法實現了環(huán)氧樹脂混凝土(EPC)對高強硅酸鹽混凝土預制內核的包覆與結合,經振搗、養(yǎng)護和時效得到復合混凝土材料。從幾何因素角度提出一種新型接頭模型,應用壓片法制得試件。(2)對所有試件進行抗壓強度、劈裂強度、表面硬度等靜態(tài)力學測試,對界面進行數學建模,利用MATLAB對實驗結果進行分析、實現界面優(yōu)化,得到界面形狀的最優(yōu)解并應用于樣機制造。最終完成樣機模具制造、鋼結構設計、界面處理和鑄造成型。(3)采用JSM-5610LV型掃描電子顯微鏡(SEM)來觀察界面斷口形貌和分析界面微觀結構。從微觀結構角度解釋界面結合和優(yōu)化機理,為本實驗提供理論依據。經上述工作得出結論為:(1)經界面優(yōu)化后,復合混凝土機械性能高于硅酸鹽混凝土和采用平面粘接的復合混凝土,稍遜于環(huán)氧樹脂混凝土但可滿足應用要求,且性價比更高。(2)復合混凝土通過EPC基體固化反應,經過環(huán)氧溶膠體、凝膠體的生成而最終形成三維交聯網絡結構。官能團反應程度與交聯密度、分子鏈末端纏結方式、化學鍵合以及分子間作用力有關。(3)EPC基體通過浸潤、吸附和化學鍵與硅酸鹽混凝土表面形成復合界面。界面強度與抑制層和界面區(qū)微凝膠體的形態(tài)和排列方式有關。抑制層內微膠束密度及其排列有序性直接影響層內樹脂的模量及變形,從而影響界面承擔載荷和抵抗斷裂的能力。波形接頭覆蓋率和吸附活化能更高,官能團反應程度更高。大凝膠體所占比例較大,且排列更為致密,這使得波形接頭具有更高粘接強度。且在橫向承載能力上比平界面高出70.2%�？梢哉J為是解決床身界面開裂問題的有效手段。
【圖文】：

大連灥大學工學碩士學位論文逡逑工作表面的材料組成如圖２．２所示，環(huán)氧樹脂混凝土作為工作表面具備優(yōu)異的加工逡逑精度、阻尼特性、低收縮率以及低熱導率，同時其極強的抗腐蝕、抗蠕變能力以及很高逡逑的耐久性，對內核主體有很好的保護作用，賦予復合體系極高的可靠性。逡逑２．１高強硅酸鹽混凝土設計逡逑材料試驗和工程實踐證明，水泥混凝土的受力破壞主要源自于內部的氣隙、水隙與逡逑某些潛在微裂縫等結構薄弱環(huán)節(jié)，這些結構缺陷多存在于凈漿硬化體以及凈漿硬化體與逡逑骨料界面中。為配制結構強度更穩(wěn)定的高強混凝土，除了應關注于制備工藝外，亦受制逡逑于原材料的性能高低以及外加劑的輔助作用�，F階段研宄認為影響高強混凝土的主要參逡逑數有四［１８’１９］：逡逑其一，必須具備極低的水灰比，通常為０．３０－０．４０。這使得制備高強混凝土必須摻用逡逑高效減水劑以降低拌和水的用量。逡逑其二，摻用硅灰、磨細粉煤灰、磨細礦渣、磨細天然沸石粉等活性礦物摻合料以替逡逑除體系中一部分僅僅起到填料作用的多余水泥

Ａ邋？邋（ＣＳ邋？邋ＣＨ）邋？邋Ｈ，．邋Ｃ，（Ａ．Ｋ）邋？邋（ＣＳ，邋Ｃ，（Ａ，Ｆ）Ｈ，逡逑？邋ＣＨ）邋．邋Ｈ，，逡逑圖２．３硅酸鹽混凝土水化進程逡逑Ｆｉｇ．邋２．３邋Ｈｙｄｒａｔｉｏｎ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｏｆ邋Ｐｏｒｔｌａｎｄ邋ｃｏｎｃｒｅｔｅ逡逑本課題根據數控車床斜床身性能要求和工作環(huán)境，最終選擇大連小野田水泥有限公逡逑司Ｐ邋？邋ＩＩ５２．５Ｒ硅酸鹽水泥。其２ｄ最低抗壓強度為３０ＭＰａ，２８ｄ齡期最低抗壓強度為逡逑５２．５ＭＰａ。Ｒ表示其具有早強屬性。逡逑（２）骨料逡逑骨料是分散在水泥漿基體中的不具備化學活性的粒形材料，，是整個混凝土體系的骨逡逑架。骨料對于高強混凝土的性能有著極大的影響［２２］：既起到保證體積穩(wěn)定性和體系耐久逡逑性的技術意義，又有降低混凝土造價的經濟意義。對高強混凝土骨料的技術要求為：高逡逑硬度、高強度、高密實性且無孔隙無軟性雜質的高品質骨料。骨料的組成包括粗骨料（石逡逑料）和細骨料（砂），兩者構成比例多為６：邋４至７：邋３。逡逑粗骨料的性能決定著高強混凝土的抗壓強度與彈性模量，這種影響主要取決于：水逡逑泥漿一骨料黏結力、骨料彈性性質、骨料周邊區(qū)域應力集中狀況以及結構內部水的局部逡逑９逡逑
【學位授予單位】：大連交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU528

【參考文獻】

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