本文選題：水泥基材料 + 聚丙烯粗纖維��； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：水泥基材料自身的結(jié)構(gòu)層次及其破壞過程均體現(xiàn)出較為顯著的多尺度特征,針對(duì)這一特征,采用大尺寸-低彈模的聚丙烯粗纖維(PPCF)和小尺寸-高模量的玄武巖纖維(BF)設(shè)計(jì)了一種多尺度纖維增強(qiáng)水泥基材料(MSFRCC),以期在相應(yīng)層次、相應(yīng)階段實(shí)現(xiàn)層層阻裂,進(jìn)而對(duì)水泥基材料的性能進(jìn)行整體增強(qiáng)。首先對(duì)MSFRCC的基本力學(xué)性能展開研究,綜合考慮增強(qiáng)系數(shù)和混雜系數(shù),分析單摻PPCF或BF及混摻PPCF/BF對(duì)MSFRCC的抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度以及劈裂抗拉強(qiáng)度的影響,確定PPCF和BF各自的合理摻量范圍。在確定纖維摻量范圍后,著重研究了單摻PPCF、混摻PPCF和BF以及不同長徑比的BF分別對(duì)MSFRCC的彎曲韌性、沖擊韌性、抗凍性能以及抗鹽凍性能的影響,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)各性能進(jìn)行分析評(píng)價(jià),并對(duì)纖維作用機(jī)理進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明,單摻PPCF時(shí),隨著纖維摻量的提高,水泥砂漿的峰值荷載、初裂撓度、彎曲韌性指數(shù)均先增大后減小,沖擊韌性指標(biāo)呈增大趨勢,抗凍性呈降低趨勢,抗鹽凍性則先提高后降低;PPCF摻量為0.50%時(shí),水泥砂漿的峰值荷載和初裂撓度最大,抗鹽凍性最好。PPCF和BF混摻時(shí),固定PPCF摻量為0.50%,隨著BF摻量增加,MSFRCC的峰值荷載、初裂次數(shù)呈增大趨勢,初裂撓度、彎曲韌性指數(shù)、延性指標(biāo)先增大后減小,抗凍性和抗鹽凍性均有所提高,BF的摻量為0.10%時(shí),MSFRCC的初裂撓度值、彎曲韌性指數(shù)以及延性指標(biāo)最大;固定BF摻量為0.10%,隨著PPCF摻量增加,MSFRCC的峰值荷載呈減小趨勢,彎曲韌性指數(shù)呈增大趨勢,抗凍性能呈降低趨勢,抗鹽凍性則先提高后降低,PPCF的摻量為0.50%時(shí),MSFRCC的延性指標(biāo)最大,抗鹽凍性最好;固定PPCF、BF摻量分別為0.50%、0.10%,隨著BF長徑比增加,MSFRCC的峰值荷載、初裂撓度、彎曲韌性指數(shù)和延性指標(biāo)均先增大后減小,抗凍性能先提高后降低,抗鹽凍性呈增大趨勢,BF的長徑比為923時(shí),試件的峰值荷載、初裂撓度、彎曲韌性指數(shù)以及延性指標(biāo)均最大,抗凍性能最好。綜合評(píng)價(jià)MSFRCC的各項(xiàng)性能,給出的最佳混摻方案為:PPCF的摻量為0.50%,BF的摻量為0.10%,BF的長徑比為923。
[Abstract]:The structure level and failure process of cement based materials all show more obvious multi-scale characteristics, in view of this characteristic, A multi-scale fiber reinforced cement-based material, MSFRCCG, was designed by using large size low elastic modulus polypropylene coarse fiber (PPCF) and small size high modulus basalt fiber (BFF), in order to achieve layer by layer crack resistance at the corresponding level and stage. Furthermore, the properties of cement-based materials are strengthened as a whole. Firstly, the basic mechanical properties of MSFRCC are studied. The effects of PPCF or BF and mixed PPCF/BF on the flexural strength, compressive strength and splitting tensile strength of MSFRCC are analyzed. The reasonable range of PPCF and BF are determined. After determining the range of fiber content, the effects of single doped PPCF, mixed PPCF and BF with different aspect ratio on the flexural toughness, impact toughness, freezing resistance and salt freezing resistance of MSFRCC were studied. According to the experimental results, the properties of the fiber were evaluated and the mechanism of fiber action was analyzed. The results show that with the increase of fiber content, the peak load, initial crack deflection and flexural toughness index of cement mortar increase first and then decrease, the impact toughness index increases and the frost resistance decreases with the increase of fiber content. The peak load and initial crack deflection of cement mortar were the largest when the salt freezing resistance was first increased and then decreased to 0.50. When the salt freezing resistance was the best, the fixed PPCF content was 0.50. With the increase of BF content, the peak load of PPCF was increased. The initial crack deflection, flexural toughness index and ductility index increased first and then decreased. The initial crack deflection value, flexural toughness index and ductility index of MSFRCC were the largest when the content of initial crack deflection and salt freezing resistance was 0.10. The fixed BF content is 0.10, with the increase of PPCF content, the peak load of MSFRCC decreases, the flexural toughness index increases, the freezing resistance decreases, and the salt freezing resistance increases first and then decreases the ductility index of MSFRCC, when the content of PPCF is 0.50, the ductility of MSFRCC is the largest. The content of fixed PPCFN BF was 0.500.10. With the increase of BF aspect ratio, the peak load, initial crack deflection, flexural toughness index and ductility index of MSFRCC increased first and then decreased, and the frost resistance first increased and then decreased. When the ratio of length to diameter of BF is 923, the peak load, initial crack deflection, flexural toughness index and ductility index are the largest, and the freezing resistance is the best. According to the comprehensive evaluation of the properties of MSFRCC, the optimum mixing scheme is that the ratio of length to diameter of MSFRCC is 0.50 and the ratio of length to diameter is 923.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU528

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