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沙漠砂制備PVA-ECC基本力學(xué)性能研究

發(fā)布時間:2020-11-03 23:48
   近年來,隨著我國環(huán)境問題越來越嚴(yán)重,各行各業(yè)都在倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展,高性能纖維增強水泥基復(fù)合材料(ECC)的發(fā)展的方向一定是綠色化、節(jié)能化。在這種背景下,越來越多的學(xué)者開始研究ECC的節(jié)能性和高性能性。在我國西北地區(qū)有著豐富的沙漠砂資源,沙漠總面積很大約占全國國土面積的18%左右,雖然我國倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展,但是每年也有新的沙漠在逐漸發(fā)展,尤其在沙化越來越嚴(yán)重的西北部地區(qū),天然細(xì)骨料相對匿乏,但卻有著豐富的沙漠砂特細(xì)砂,長期以來特細(xì)砂資源未能得到合理利用,積極探尋新材料替代日益匱乏天然河砂配制出能應(yīng)用出應(yīng)用于建筑工程領(lǐng)域的混凝土是目前最主要的事情。本文根據(jù)當(dāng)?shù)氐纳衬Y源通過沙漠砂部分替代普通河砂制備ECC(簡稱PVA-DSECC)以PVA纖維為增強材料配制出高性能纖維增強水泥基復(fù)合材料,不僅可以就地取材,而且也能夠降低對生態(tài)環(huán)境的破壞和減少天然河砂的使用,因此,本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)通過綜合平衡法,以水膠比、粉煤灰摻量、沙漠砂的替代量和PVA纖維體積摻量對PVA-DSECC抗壓強度、抗折強度、抗劈裂強度和稠度的影響,設(shè)計5因素4水平正交試驗,其中一因素為空白因素,利用萬能試驗機,砂漿稠度測定儀和抗折試驗機測取試驗數(shù)據(jù),通過分析試驗所得的數(shù)據(jù),得出以下試驗結(jié)論:①沙漠砂對PVA-DSECC抗壓強度、抗劈裂強度和抗折強度的影響小,在滿足PVA-DSECC強度要求的情況下應(yīng)采用較高的沙漠砂摻量。②粉煤灰摻量是影響PVA-DSECC強度的最主要因素,隨著粉煤灰摻量的增加,PVA-DSECC強度呈現(xiàn)先增大后降低趨勢,當(dāng)粉煤灰摻量為40%時,PVA-DSECC強度達(dá)到最大值。③PVA纖維體積摻量對試件抗劈裂強度和抗折強度的影響較大,而對試件抗壓強度的影響相對較小,隨著PVA纖維體積摻量的增大,PVA-DSECC的抗劈裂強度和抗折強度也會增強,PVA纖維阻止了試件的開裂,有利于增強試件的韌性。(2)通過單因素分析法,單一試驗研究沙漠砂的替代比例對PVA-DSECC抗壓強度、抗折強度、抗劈裂強度的影響,確定了沙漠砂替代天然河砂的替代量,通過分析試驗所得的數(shù)據(jù),最終確定了本試驗PVA-DSECC最佳配合比,即:水膠比:0.29;粉煤灰摻量(占膠凝材料):0.4;沙漠砂摻量占天然河砂質(zhì)量:40%;砂膠比:0.36;PVA纖維體積摻量:1.75%。(3)通過在PVA-DSECC最佳配合比下,多組測定試塊的抗壓強度和抗折強度,通過數(shù)據(jù)分析,得出PVA-DSECC的抗壓強度和抗折強度的關(guān)系。
【學(xué)位單位】:寧夏大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位年份】:2018
【中圖分類】:TU528
【部分圖文】:

粉煤灰,細(xì)骨料


對地下生物也將產(chǎn)生毀滅性的災(zāi)害。因此如何在不污染環(huán)境的情況下有效開發(fā)利用粉煤灰,??實現(xiàn)粉煤灰的再利用已迫在眉睫。??本試驗的粉煤灰選用寧夏靈武熱電廠I級粉煤灰,如圖2-1所示,其技術(shù)性指標(biāo)如表??2-2所示??表2-2粉煤灰技術(shù)指標(biāo)測定??Table?2-2?Determination?of?Technical?Indexes?of?Fly?Ash??指標(biāo)?含水率/%?水量比/%?細(xì)度(40um)?/%?燒失率/%??IS?<1?<93?iio?<6??測量值?04?90?SA?3.0??i??l一?j??圖2_I?粉煤灰??Fig.?2-1?Fly?ash??2.?3細(xì)骨料??2.3.1河沙??天然河砂是建筑行業(yè)常用的原材料,也是必不可少的基本材料,隨著國家基礎(chǔ)工程順利??有序的開展,對細(xì)骨料的需求量越來越大,細(xì)骨料是混凝土、建筑砂漿等建材的重要組成部??分

纖維,沙漠砂


其含水率越低,其力學(xué)性能越好。降低含水率,保證沙漠砂足夠的干燥,做好建筑物的??防滲排水工作,是保證建筑物正常使用的關(guān)鍵。??本試驗沙漠砂為騰格里沙漠砂,其平均直徑為0.238mm,如圖2-2所示,其化學(xué)成分如??表2-3所不。??'?1??魏》|??圖>2?沙漠砂??Fig.?2-2?Desert?sand??表2-3沙漠砂化學(xué)成分??Table?2-3?Chemical?composition?of?desert?sand??名稱?Si02?CaO?MgO?K20?FeO?A1203?其他??沙漠砂?80.31?4.10?1.43?0.08?1.54?6.31?6.23? ̄??2.?4?PVA纖維??PVA纖維是一種綠色環(huán)保水泥增強材料,PVA纖維分子結(jié)構(gòu)特殊,與水泥具有良好的??粘結(jié)性,耐堿性能良好。高性能纖維增強水泥基復(fù)合材料中加入PVA纖維,能有效控制裂??紋的產(chǎn)生,阻止裂縫的形成及發(fā)展,并且能夠提高試件的抗折強度和抗裂強度,增強試件的??抗沖擊性及抗震性。由于這種纖維耐堿性,且與水泥有著良好的粘結(jié)性,可以替代石棉作水??泥制品的纖維增強材料。??纖維選用日本可樂麗公司生產(chǎn)的直徑為31UM的高強高模聚乙烯醇纖維(PVA纖維)??如圖2-3所示,其性能參數(shù)如表2-4所示??-10?-??

試件制備


?(b)?(c)??圖3-1試件制備及測試??Fig.?3-1?Sample?preparation?and?testing??3.3.4抗壓試件破壞形態(tài)??各立方體試塊在達(dá)到受壓極限時,均發(fā)出清脆的試件內(nèi)部纖維被拉斷的聲音,但試塊表??面混凝土沒有脫落,混凝土能夠保持良好的完整性,只是在試件周圍出現(xiàn)一些裂縫,未出現(xiàn)??混凝土的脆性破壞,也未出現(xiàn)明顯的錐形破壞。??3.3.5抗劈裂試驗過程??(1)
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號:2869277

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