本文關(guān)鍵詞：PVA纖維水泥基復(fù)合材料（PVA-ECC）拉伸和彎曲性能試驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： PVA纖維 PVA-ECC 單軸拉伸 彎曲性能 裂縫形態(tài)

【摘要】：PVA纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料(PVA-ECC)基于微觀力學(xué)原理指導(dǎo)下,通過(guò)對(duì)纖維、基體以及纖維與基體的界面關(guān)系的優(yōu)化設(shè)計(jì)而得到。PVA-ECC在單軸拉伸荷載作用下,其拉伸應(yīng)變?cè)?%以上,具有明顯的應(yīng)變硬化和多縫開(kāi)裂特性,裂縫寬度在100μm以內(nèi),實(shí)現(xiàn)了裂縫無(wú)害化。單軸拉伸試驗(yàn)是檢驗(yàn)PVA-ECC是否具有應(yīng)變硬化性能最為直接的方法。薄板四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)是展示PVA-ECC是否具有超高韌性最為直觀的試驗(yàn)方法。通過(guò)上述兩種試驗(yàn)方法,對(duì)PVA-ECC高韌性的影響因素進(jìn)行了研究,并研究了PVA-ECC的開(kāi)裂形態(tài),對(duì)PVA-ECC的彎曲韌性作出評(píng)價(jià)。其一,通過(guò)單軸拉伸試驗(yàn),研究了養(yǎng)護(hù)方式、粉煤灰摻量、水膠比、齡期和纖維摻量對(duì)PVA-ECC單軸拉伸性能的影響,研究結(jié)果表明:(1)W養(yǎng)護(hù)的PVA-ECC試件具有較高的拉伸應(yīng)變和極限強(qiáng)度,但其裂縫數(shù)量少,裂縫寬度較大;WA的PVA-ECC表現(xiàn)出較好的拉伸性能,極限應(yīng)變?cè)?%以上,試件出現(xiàn)細(xì)密的多裂縫特征。(2)粉煤灰摻量為70%的PVA-ECC試件表現(xiàn)出高強(qiáng)度和高延性,且表現(xiàn)出多縫開(kāi)裂特征,具有優(yōu)異的裂縫控制能力。(3)水膠比為0.22和0.24的PVA-ECC都表現(xiàn)出良好的應(yīng)變硬化性能,水膠比為0.22的PVA-ECC初裂強(qiáng)度較水膠比為0.24的高,極限拉應(yīng)變和極限抗拉強(qiáng)度基本相同,但水膠比為0.22的PVA-ECC表現(xiàn)出更優(yōu)越的裂縫控制能力。(4)隨著齡期的延長(zhǎng),PVA-ECC的單軸拉伸性能逐漸提高,尤其齡期為56d時(shí),PVA-ECC在初裂強(qiáng)度、極限強(qiáng)度、極限應(yīng)變以及裂縫控制能力上達(dá)到最優(yōu)。(5)隨著纖維摻量的增加,PVA-ECC的拉伸性能逐漸提高,在纖維摻量為2%時(shí),其拉伸性能表現(xiàn)最為優(yōu)越和穩(wěn)定,表現(xiàn)出較高的拉伸應(yīng)變。其二,通過(guò)薄板四點(diǎn)彎曲試驗(yàn),研究了養(yǎng)護(hù)方式、粉煤灰摻量、水膠比、齡期和纖維摻量對(duì)PVA-ECC彎曲性能的影響,研究結(jié)果表明:(1)W和WM養(yǎng)護(hù)的PVA-ECC試件具有較高的極限跨中撓度和極限彎拉強(qiáng)度,二者表現(xiàn)出相似的彎曲性能,但后者裂縫寬度更大;WA養(yǎng)護(hù)的PVA-ECC的極限跨中撓度和極限彎拉強(qiáng)度有一定程度的降低;三者能量吸收能力和彎曲韌性指數(shù)同樣較高。(2)粉煤灰摻量為60%和70%的PVA-ECC試件表現(xiàn)出了很高的極限彎拉強(qiáng)度,但其極限跨中撓度在20mm以內(nèi);粉煤灰摻量為80%的PVA-ECC極限彎拉強(qiáng)度有所降低,但其表現(xiàn)出良好的彎曲性能和韌性指數(shù)。(3)水膠比為0.22和0.24的PVA-ECC都表現(xiàn)出良好的彎曲性能,二者極限彎拉強(qiáng)度近似相同,而水膠比為0.24的PVA-ECC的彎曲變形能力優(yōu)于水膠比為0.22的PVA-ECC,同時(shí),水膠比的增加,彎曲韌性指數(shù)相應(yīng)增大。(4)隨著齡期的延長(zhǎng),PVA-ECC的彎曲性能表現(xiàn)為極限強(qiáng)度增大,變形有所降低,但其彎曲韌性指數(shù)趨于穩(wěn)定。(5)隨著纖維摻量的增加,PVA-ECC的彎曲性能逐漸提高,在纖維摻量為2%時(shí),其彎曲性能最為優(yōu)越,表現(xiàn)出較高的彎曲韌性指數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：PVA纖維 PVA-ECC 單軸拉伸 彎曲性能 裂縫形態(tài)
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU528
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 選題背景與意義10-11
• 1.2 聚乙烯醇纖維水泥基復(fù)合材料綜述11-12
• 1.2.1 聚乙烯醇纖維水泥基復(fù)合材料的發(fā)展11-12
• 1.2.2 聚乙烯醇纖維的特性12
• 1.3 PVA纖維水泥基復(fù)合材料基本力學(xué)性能研究現(xiàn)狀12-16
• 1.3.1 PVA-ECC單軸拉伸性能12-14
• 1.3.2 PVA-ECC軸心受壓性能14
• 1.3.3 PVA-ECC彎曲性能14-16
• 1.3.4 PVA-ECC剪切性能16
• 1.4 PVA纖維水泥基復(fù)合材料工程應(yīng)用16-19
• 1.4.1 PVA-ECC在高層建筑結(jié)構(gòu)中連梁的應(yīng)用16-17
• 1.4.2 PVA-ECC橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用17-18
• 1.4.3 PVA-ECC在結(jié)構(gòu)維修加固中的應(yīng)用18-19
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容19-21
• 第二章 試驗(yàn)設(shè)計(jì)21-30
• 2.1 前言21
• 2.2 試件設(shè)計(jì)21-26
• 2.2.1 試驗(yàn)材料21-23
• 2.2.2 試件制作23-26
• 2.3 試驗(yàn)方法26-30
• 2.3.1 單軸拉伸試驗(yàn)方法26-28
• 2.3.2 薄板四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)方法28-30
• 第三章 PVA-ECC單軸拉伸性能試驗(yàn)研究30-54
• 3.1 養(yǎng)護(hù)方式對(duì)PVA-ECC單軸拉伸性能的影響30-33
• 3.1.1 試驗(yàn)配合比及養(yǎng)護(hù)方式30
• 3.1.2 試驗(yàn)內(nèi)容30-31
• 3.1.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析31-33
• 3.2 粉煤灰摻量對(duì)PVA-ECC單軸拉伸性能的影響33-39
• 3.2.1 試驗(yàn)配合比34
• 3.2.2 試驗(yàn)內(nèi)容34
• 3.2.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析34-39
• 3.3 水膠比對(duì)PVA-ECC單軸拉伸性能的影響39-43
• 3.3.1 試驗(yàn)配合比39
• 3.3.2 試驗(yàn)內(nèi)容39-40
• 3.3.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析40-43
• 3.4 齡期對(duì)PVA-ECC單軸拉伸性能的影響43-49
• 3.4.1 試驗(yàn)配合比43
• 3.4.2 試驗(yàn)內(nèi)容43-44
• 3.4.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析44-49
• 3.5 纖維體積摻量對(duì)PVA-ECC單軸拉伸性能的影響49-52
• 3.5.1 試驗(yàn)配合比49-50
• 3.5.2 試驗(yàn)內(nèi)容50
• 3.5.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析50-52
• 3.6 本章小結(jié)52-54
• 第四章 PVA-ECC薄板四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)研究54-68
• 4.1 前言54
• 4.2 養(yǎng)護(hù)方式對(duì)PVA-ECC彎曲性能的影響54-58
• 4.2.1 試驗(yàn)配合比54-55
• 4.2.2 試驗(yàn)內(nèi)容55
• 4.2.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析55-58
• 4.3 粉煤灰摻量對(duì)PVA-ECC彎曲性能的影響58-60
• 4.3.1 試驗(yàn)配合比58-59
• 4.3.2 試驗(yàn)內(nèi)容59
• 4.3.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析59-60
• 4.4 水膠比對(duì)PVA-ECC彎曲性能的影響60-62
• 4.4.1 試驗(yàn)配合比60-61
• 4.4.2 試驗(yàn)內(nèi)容61
• 4.4.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析61-62
• 4.5 齡期對(duì)PVA-ECC彎曲性能的影響62-64
• 4.5.1 試驗(yàn)配合比62-63
• 4.5.2 試驗(yàn)內(nèi)容63
• 4.5.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析63-64
• 4.6 纖維體積摻量對(duì)PVA-ECC彎曲性能的影響64-67
• 4.6.1 試驗(yàn)配合比64-65
• 4.6.2 試驗(yàn)內(nèi)容65
• 4.6.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析65-67
• 4.7 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論與展望68-70
• 結(jié)論68-69
• 展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 致謝74-75
• 作者簡(jiǎn)介75-76
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果76

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本文編號(hào)：548521