本文關(guān)鍵詞：竹纖維增強水泥砂漿性能研究

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【摘要】：在水泥基材料中摻加纖維是改善其脆性和收縮開裂的有效方法之一。竹纖維作為一種天然植物纖維,具有物理力學性能好、單位能耗低、抗拉強度較高等特點。開發(fā)利用竹纖維,將其作為水泥基材料的增強材料,以替代傳統(tǒng)增強纖維,對完善纖維增強水泥基材料制備技術(shù)體系及其基礎(chǔ)理論體系具有重要的理論意義,同時對新型水泥基增強材料的開發(fā)和相關(guān)規(guī)范規(guī)程的補充完善具有重要的參考價值。本文以竹纖維砂漿為研究對象,優(yōu)化了竹纖維砂漿的攪拌工藝,探討了竹纖維摻量和長度對砂漿力學性能、塑性收縮及干縮的影響規(guī)律,以及濕干循環(huán)條件下竹纖維砂漿的性能變化規(guī)律,主要結(jié)論如下：(1)采用將砂、水泥、竹纖維先預拌2min,再加水攪拌2min的攪拌工藝,有利于竹纖維在基體中的均勻分散,可顯著改善竹纖維砂漿的工作性能和力學性能。(2)探討了竹纖維摻量和長度對砂漿力學性能的影響,并利用matlab建立了各強度指標與纖維摻量和長度之間的數(shù)學關(guān)系。試驗結(jié)果表明：當纖維長度L=5mm時,抗折、抗壓強度隨纖維摻量的增加先增大后減小,韌性隨纖維摻量的增加而提高；當L=10mm或15mm時,抗折、抗壓強度以及韌性均隨纖維摻量的增加先增大后減��；當L=20mm時,抗折、抗壓強度以及韌性隨纖維摻量的增加逐漸降低。當纖維摻量M=0.5 kg/m3時,抗折、抗壓強度以及韌性隨纖維長度的增加逐漸增大；當M=1.0kg/m3或1.5 kg/m3時,抗折、抗壓強度以及韌性均隨纖維長度的增加先增大后減��；當M=2.0kg/m3時,抗折、抗壓強度隨纖維長度的增加先增大后減小,韌性隨纖維長度的增加逐漸降低。竹纖維的摻量和長度分別選用1.5 kg/m3和10mm時,砂漿的強度最高；竹纖維的摻量和長度分別選用0.5 kg/m3和20mm時,砂漿的韌性最好。(3)探討了竹纖維摻量和長度對砂漿變形性能的影響,試驗結(jié)果表明：竹纖維的摻入,可以有效延遲砂漿的塑性收縮開裂時間,并降低其塑性開裂程度以及干縮率。當L=5mm或10mm時,砂漿塑性收縮開裂的面積以及干縮率隨纖維摻量的增加逐漸降低；當L=15mm時,砂漿塑性收縮開裂的面積隨纖維摻量的增加逐漸降低,而干縮率隨纖維摻量的增加先減小后增大；當L=20mm時,砂漿塑性收縮開裂的面積以及干縮率均隨纖維摻量的增加先減小后增大。當M=0.5kg/m3、1.0 kg/m3或1.5kg/m3時,砂漿塑性收縮開裂的面積隨纖維長度的增加逐漸降低,而干縮率隨纖維長度的增加先減小后增大；當M=2.0kg/m3時,砂漿的開裂面積以及干縮率均隨纖維長度的增加先減小后增大。竹纖維的摻量和長度分別選用1.5 kg/m3和20mm時,限制砂漿塑性收縮開裂的效果最好；竹纖維的摻量和長度分別選用1.5 kg/m3和15mm時,限制砂漿干縮的效果最好。(4)竹纖維砂漿在濕干循環(huán)條件下,其抗折強度和韌性會逐漸降低,對竹纖維進行堿處理后,可以延緩竹纖維砂漿強度和韌性降低的速率。SEM和EDS微觀分析表明,竹纖維經(jīng)過堿處理后,其外表面的半纖維素、木質(zhì)素、蠟以及其他雜質(zhì)被去除,竹纖維的化學成分更純,這有利于水泥水化產(chǎn)物在纖維表面的沉積,改善其與基體的粘結(jié)性能,從而提高竹纖維砂漿的耐久性能。
【關(guān)鍵詞】：竹纖維 砂漿 力學性能 變形性能 濕干循環(huán)
【學位授予單位】：中南林業(yè)科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ177.62
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 緒論11-23
• 1.1 立題依據(jù)及研究目的和意義11-12
• 1.2 竹材增強水泥基材料的發(fā)展簡史12-13
• 1.3 竹纖維增強水泥基材料的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3.1 竹纖維的制作工藝13-14
• 1.3.2 竹纖維增強水泥基材料的力學性能14-16
• 1.3.3 竹纖維增強水泥基材料的耐久性能16-17
• 1.4 傳統(tǒng)纖維增強水泥基材料的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-20
• 1.4.1 鋼纖維18-19
• 1.4.2 聚丙烯纖維19
• 1.4.3 碳纖維19-20
• 1.4.4 玻璃纖維20
• 1.5 竹纖維增強水泥基材料存在的問題20-21
• 1.6 本文研究內(nèi)容和技術(shù)路線21-23
• 1.6.1 研究內(nèi)容21-22
• 1.6.2 技術(shù)路線22-23
• 2 原材料性能及試驗方法23-31
• 2.1 原材料性能23-26
• 2.1.1 水泥23
• 2.1.2 礦物摻合料23-24
• 2.1.3 細集料24-25
• 2.1.4 減水劑25
• 2.1.5 竹纖維25-26
• 2.1.6 水26
• 2.2 試驗方法26-30
• 2.2.1 竹纖維砂漿力學性能測試26-28
• 2.2.2 竹纖維砂漿變形性能測試28-29
• 2.2.3 竹纖維砂漿濕干循環(huán)測試29-30
• 2.3 小結(jié)30-31
• 3 竹纖維砂漿力學性能研究31-53
• 3.1 水泥粉煤灰砂漿基準配合比31-32
• 3.2 攪拌工藝優(yōu)化32-34
• 3.2.1 攪拌方案32-33
• 3.2.2 不同攪拌工藝對砂漿性能的影響33-34
• 3.3 力學性能結(jié)果分析34-50
• 3.3.1 抗折強度35-38
• 3.3.2 抗壓強度38-42
• 3.3.3 彎曲韌性42-50
• 3.4 小結(jié)50-53
• 4 竹纖維砂漿變形性能研究53-65
• 4.1 塑性收縮性能53-57
• 4.1.1 試驗配合比53
• 4.1.2 試驗結(jié)果分析53-57
• 4.2 干燥收縮性能57-62
• 4.2.1 試驗配合比58
• 4.2.2 試驗結(jié)果分析58-62
• 4.3 小結(jié)62-65
• 5 濕干循環(huán)條件下竹纖維砂漿性能變化規(guī)律研究65-75
• 5.1 試驗配合比65-66
• 5.2 試驗結(jié)果分析66-74
• 5.2.1 濕干循環(huán)作用下竹纖維砂漿抗折強度變化規(guī)律67-68
• 5.2.2 濕干循環(huán)作用下竹纖維砂漿抗壓強度變化規(guī)律68-69
• 5.2.3 濕干循環(huán)作用下竹纖維砂漿折壓比變化規(guī)律69-71
• 5.2.4 SEM和EDS分析71-74
• 5.3 小結(jié)74-75
• 6 結(jié)論與展望75-79
• 6.1 結(jié)論75-76
• 6.2 展望76-79
• 參考文獻79-87
• 致謝87-89
• 攻讀碩士學位期間主要的研究成果89

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本文編號：542567