本文選題：應(yīng)變硬化 + 尾礦砂�。� 參考：《沈陽工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：當(dāng)前,應(yīng)變硬化水泥基復(fù)合材料在海洋、高低溫等復(fù)雜環(huán)境下建筑的應(yīng)用越來越多。研究應(yīng)變硬化尾礦砂水泥基復(fù)合材料(Strain-Hardening Tailings Cementitious Composites,簡(jiǎn)稱SHTCC)斷裂時(shí)的應(yīng)力強(qiáng)度因子及能量因子,進(jìn)而評(píng)估帶縫構(gòu)件的壽命及安全性是工程界極為關(guān)注的問題。本課題基于非線性斷裂力學(xué)理論及雙K斷裂準(zhǔn)則,在常態(tài)、凍融及硫酸鹽腐蝕三種情況下,對(duì)SHTCC進(jìn)行三點(diǎn)彎曲斷裂試驗(yàn),主要研究?jī)?nèi)容是:(1)基于數(shù)字圖像相關(guān)方法,采用非接觸視頻測(cè)量?jī)x對(duì)三點(diǎn)彎曲梁全過程中試件觀測(cè)面的位移場(chǎng)及應(yīng)變場(chǎng)進(jìn)行觀測(cè)。通過檢驗(yàn)水泥砂漿試驗(yàn)結(jié)果以說明采用此方法確定試件起裂荷載的合理性,進(jìn)而基于該方法總結(jié)SHTCC材料起裂荷載與極限荷載比值的范圍,為后續(xù)研究作為參考。(2)研究在常態(tài)下SHTCC的斷裂性能。主要研究試件尺寸、粉煤灰摻量、尾礦砂摻量、纖維摻量、水膠比等因素對(duì)斷裂參數(shù)的影響。研究表明,試件尺寸對(duì)斷裂參數(shù)幾乎沒有影響;粉煤灰摻量為54.5%斷裂參數(shù)最大;替換率為50%的尾礦砂作為細(xì)骨料對(duì)斷裂參數(shù)幾乎無影響;纖維摻量2%、水膠比0.4時(shí)SHTCC的起裂斷裂韌度最大,纖維摻量2%、水膠比0.5時(shí)SHTCC的失穩(wěn)斷裂韌度及斷裂能最大。(3)研究?jī)鋈谘h(huán)作用下SHTCC的斷裂性能。主要研究?jī)鋈谘h(huán)次數(shù)、纖維摻量、水膠比等因素對(duì)斷裂參數(shù)的影響。研究表明,在凍融循環(huán)條件下,SHTCC試件的起裂斷裂韌度是水泥砂漿的2倍左右,失穩(wěn)斷裂韌度是水泥砂漿的10倍左右,斷裂能是水泥砂漿的100倍左右。(4)研究干濕循環(huán)硫酸鹽腐蝕作用下SHTCC的斷裂性能。主要研究干濕循環(huán)腐蝕次數(shù)、纖維摻量、水膠比等因素對(duì)斷裂參數(shù)的影響。研究表明,在硫酸鹽腐蝕條件下,SHTCC試件的起裂斷裂韌度是水泥砂漿的2倍左右,失穩(wěn)斷裂韌度是水泥砂漿的10倍左右,斷裂能是水泥砂漿的100倍左右。從斷裂力學(xué)的角度分析,相對(duì)于水泥砂漿而言,在諸如凍融循環(huán)以及硫酸鹽腐蝕的惡劣環(huán)境下,SHTCC材料具有卓越的斷裂特性。
[Abstract]:At present, strain-hardening cement-based composites are used more and more in complex environments such as ocean, high and low temperature. It is very important to study the stress intensity factor and energy factor of strain-Harding Tailings Cementitious Composites, during the fracture of strain-hardening tailings cement-based composite material, and to evaluate the life and safety of jointed members. Based on the theory of nonlinear fracture mechanics and double K fracture criterion, the three-point bending fracture test of SHTCC is carried out under normal, freeze-thaw and sulfate corrosion conditions. The main research content is: 1) based on digital image correlation method. The displacement field and strain field of the observed plane in the whole process of three-point bending beam were observed by the contactless video measuring instrument. The test results of cement mortar show that the method is reasonable to determine the crack initiation load of the specimen, and then the range of the ratio of the initial crack load to the ultimate load of SHTCC material is summarized based on this method. The fracture properties of SHTCC under normal condition were studied as a reference for further study. The effects of sample size, fly ash content, tailings content, fiber content and water-binder ratio on fracture parameters were studied. The results show that the size of the specimen has little effect on the fracture parameters, the content of fly ash is 54.5% and the tailings with a replacement ratio of 50% have little effect on the fracture parameters. The fracture properties of SHTCC under freezing and thawing cycles were studied by using the following parameters: the maximum initial fracture toughness of SHTCC was obtained when the fiber content was 2 and the ratio of water to binder was 0.4. The fracture toughness and the maximum fracture energy of SHTCC under freeze-thaw cycle were studied when the fiber content was 2 and the ratio of water to binder was 0.5. The effects of freezing and thawing cycle times, fiber content and water / binder ratio on fracture parameters were studied. The results show that the initial fracture toughness of SHTCC specimen under freeze-thaw cycle is about 2 times of that of cement mortar, and the instability fracture toughness is about 10 times that of cement mortar. The fracture energy is about 100 times of that of cement mortar.) the fracture properties of SHTCC under dry and wet cycle sulphate corrosion are studied. The effects of dry and wet cycle corrosion times, fiber content and water / binder ratio on fracture parameters were studied. The results show that the initial fracture toughness of SHTCC specimen is about 2 times of that of cement mortar, the instability fracture toughness is about 10 times that of cement mortar, and the fracture energy is about 100 times that of cement mortar under sulphate corrosion condition. From the point of view of fracture mechanics, compared with cement mortar, SHTCC materials have excellent fracture characteristics under harsh conditions such as freeze-thaw cycle and sulphate corrosion.
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB332

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本文編號(hào)：1884157