【摘要】：混凝土材料的阻尼功能對(duì)于增加高鐵列車運(yùn)行的安全穩(wěn)定性和乘坐的舒適性、提高大跨度建筑物結(jié)構(gòu)的安全性以及在減振降噪等方面具有重要意義,混凝土材料的阻尼功能也逐漸成為研究的熱點(diǎn)。目前關(guān)于混凝土材料阻尼功能的研究很多,也取得了一些進(jìn)展,但并沒有解決阻尼功能和力學(xué)性能不可兼得的技術(shù)難題。針對(duì)以上問(wèn)題,本文中引入功能梯度材料理論,對(duì)混凝土的材料和結(jié)構(gòu)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì),開發(fā)出阻尼增強(qiáng)梯度結(jié)構(gòu)混凝土(Damping-enhanced Gradient Structure Concrete,DGSC),為提高混凝土的阻尼功能開辟新的思路。功能梯度混凝土一般由兩種或以上的材料復(fù)合而成,本研究的阻尼增強(qiáng)梯度結(jié)構(gòu)混凝土是由高阻尼混凝土和高性能混凝土組成,分別構(gòu)成混凝土材料的阻尼層和結(jié)構(gòu)層,采用自由阻尼結(jié)構(gòu)的形式,通過(guò)對(duì)其材料和結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化處理,使其具有高阻尼和高強(qiáng)度的功能。通過(guò)對(duì)阻尼增強(qiáng)梯度結(jié)構(gòu)混凝土力學(xué)性能和阻尼性能的研究,結(jié)果表明高阻尼混凝土阻尼比值高性能混凝土提高30%,其強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到C50以上,而且DGSC阻尼性能和力學(xué)性能都具有較高水平,基本解決了阻尼性能和力學(xué)性能的不可兼得的難題,同時(shí)還避免了造價(jià)成本過(guò)高的問(wèn)題,對(duì)于高阻尼混凝土的研究具有重要的指導(dǎo)價(jià)值。采用顯微硬度計(jì)測(cè)試了高阻尼混凝土、高性能混凝土水泥石和骨料界面過(guò)渡區(qū)(ITZ)的顯微硬度、阻尼增強(qiáng)梯度結(jié)構(gòu)混凝土中高阻尼混凝土—高性能混凝土界面結(jié)合區(qū)的顯微硬度。結(jié)果表明,高阻尼混凝土水泥石與骨料界面過(guò)渡區(qū)顯微硬度變化更為均勻,界面過(guò)渡薄弱區(qū)得到提高。重點(diǎn)研究了阻尼增強(qiáng)梯度結(jié)構(gòu)混凝土界面結(jié)合區(qū)的顯微硬度,界面結(jié)合區(qū)顯微硬度得到明顯改善,比高阻尼混凝土顯微硬度值大,對(duì)于提高阻尼增強(qiáng)梯度結(jié)構(gòu)混凝土的整體性能具有重要作用。采用環(huán)境掃描電子顯微鏡ESEM對(duì)高阻尼混凝土和高性能混凝土水泥石和骨料界面過(guò)渡區(qū)(ITZ)以及阻尼增強(qiáng)梯度結(jié)構(gòu)混凝土中高阻尼混凝土—高性能混凝土界面結(jié)合區(qū)的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探究。結(jié)果表明,高阻尼混凝土水泥石與骨料界面過(guò)渡區(qū)結(jié)構(gòu)均勻,水泥漿體與骨料結(jié)合密實(shí),界面薄弱處等到改善,阻尼增強(qiáng)組分在漿體中分散均勻,有利于改善高阻尼混凝土的阻尼功能和力學(xué)性能。然后著重對(duì)阻尼增強(qiáng)梯度結(jié)構(gòu)混凝土界面結(jié)合區(qū)的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀測(cè),發(fā)現(xiàn)界面結(jié)合區(qū)高阻尼材料與高性能材料有相互滲透,界面結(jié)合區(qū)得到強(qiáng)化,阻尼增強(qiáng)梯度結(jié)構(gòu)混凝土的阻尼性能和力學(xué)性能得到提升。綜上所述,通過(guò)材料和結(jié)構(gòu)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)開發(fā)的阻尼增強(qiáng)梯度結(jié)構(gòu)混凝土實(shí)現(xiàn)了高阻尼高強(qiáng)度的功能,基本解決了混凝土材料阻尼性能和力學(xué)性能相互矛盾的技術(shù)難題,DGSC的開發(fā)將為高阻尼高強(qiáng)度混凝土材料的研究和發(fā)展提供更廣闊的前景。
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU528
【圖文】：

人還從混凝土框架結(jié)構(gòu)的角度來(lái)研究其阻尼性能和，主要從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度來(lái)研究阻尼性能[32-33]。研究來(lái)看，主要從材料的角度來(lái)研究混凝土的阻尼比，集料種類等來(lái)研究阻尼性能，這些研究對(duì)于阻。后來(lái)，通過(guò)添加新的組分，如硅粉、石墨、橡膠土后，對(duì)于其阻尼性能的影響，這些研究取得的一明顯提高混凝土的阻尼性能，但也降低了混凝土的度，還有從結(jié)構(gòu)的角度來(lái)研究阻尼性能，也取得了阻尼性能和力學(xué)性能的不可兼得的矛盾問(wèn)題。尼表征的研究已有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史，材料阻尼產(chǎn)生的機(jī)制也和參量也非常多，主要有對(duì)數(shù)衰減率、損耗因子、品質(zhì)因子倒數(shù)等[34]，具體如下：率

共振曲線

試樣在周期激勵(lì)作用下應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2767246