氧化石墨烯對再生混凝土界面過渡區(qū)力學(xué)性能影響研究
發(fā)布時間:2021-04-10 15:25
近年來我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展和降耗減排的科學(xué)要求使得廣大學(xué)者和工程師對有關(guān)廢棄混凝土的高效利用進行了大量研究。再生混凝土具有比普通混凝土更高的不均勻性和復(fù)雜的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu),界面過渡區(qū)更是再生混凝土的薄弱位置,改善混凝土的微觀結(jié)構(gòu)能削弱界面效應(yīng),進而對其宏觀性能進行改進。本文探討了氧化石墨烯對再生混凝土界面過渡區(qū)力學(xué)性能的影響及作用機理,為再生混凝土宏觀力學(xué)性能研究提供參考。利用納米壓痕儀和掃描電鏡等設(shè)備研究了常規(guī)條件及凍融循環(huán)條件下氧化石墨烯再生混凝土界面過渡區(qū)的微觀力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu),從而了解氧化石墨烯對再生混凝土不同界面區(qū)的彈性模量值及界面過渡區(qū)寬度的變化規(guī)律。試驗結(jié)果表明,常規(guī)條件下加入氧化石墨烯使再生混凝土 LJ-XJ界面和LG-XJ界面彈性模量都不同程度增大,界面區(qū)寬度減小且對LJ-XJ界面作用效果更加明顯;由掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)加入氧化石墨烯再生混凝土界面過渡區(qū)微觀結(jié)構(gòu)更加密實,晶體族排布更趨于無序化,新漿體與老骨料連接更加緊密,新老漿體連接處微裂縫減少,孔隙率降低。經(jīng)過100次凍融循環(huán)作用后氧化石墨烯再生混凝土和普通再生混凝土力學(xué)性質(zhì)都不同程度下降,混凝土微孔中水在正負溫度交...
【文章來源】:沈陽建筑大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2凍融水壓膨脹原理圖??Fig]?.2?Principle?Diagram?of?Water?Pressure?Expansion?in?Freeze-thaw?Process??
2試件制作及試驗方法?碩士研宄生學(xué)位論]??oiilWli?麵?i??s..jTiU?1?s,?*?...」t::‘:::::WA:i:?湖??圖2.3環(huán)氧包埋固定試樣圖??Fig2.3?Fixed?specimen?diagram?of?epoxy?embedding??2.3.5試件打磨與拋光??本試驗主要是利用納米壓痕儀研究再生混凝土微觀力學(xué)性能,探針在混凝土表面最大??壓痕深度都不超過u?,故其理論基礎(chǔ)則要求被測表面接近無限平整,大量學(xué)者研究也證??實,被測材料表面粗糙度越大,所測得數(shù)據(jù)離散性越大,就不能反應(yīng)材料本身的屬性[4546]。??針對混凝土材料的特殊性不可能滿足完全平整狀態(tài),根據(jù)學(xué)者Miller等研宄發(fā)現(xiàn),當(dāng)樣品??表面粗糙度達到l〇〇nm時,隨著拋光時間增長,粗糙度下降,但納米力學(xué)值趨于恒定[4748],??所以只需要其表面平整度能控制在一個合理的水平即可,所以打磨拋光過程就尤為重要。??打磨拋光方案主要包括預(yù)處理、打磨、拋光三個部分。??1)預(yù)處理??首先將120目砂紙粘貼在打磨盤上,保證粘貼平整且無氣泡,將試件選擇一個骨料和??砂漿明顯且盡量居于中間的面放在打磨盤上,設(shè)置打磨法向力15N,轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/min,??將混凝土外環(huán)氧樹脂磨掉以露出再生混凝土表面為止,拿下試件用超聲波清洗機清洗??lmin,為保證試件水化程度一致,故清洗機內(nèi)溶液為無水乙醇,防止混凝土進一步水化,??完成預(yù)處理過程。??2)打磨??將250目砂紙粘貼在打磨盤上,設(shè)置打磨法向力為10N,轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/min,打磨時??間為5min,打磨過程中選擇無水乙醇對試件表面進行潤濕,打磨完成后將試件超聲清洗?
在打磨盤上,將50nm專用拋光乳液均勻噴灑在拋光絨布??上,設(shè)置拋光時間2h,由于此時拋光產(chǎn)生的微粒極小,故拋光完成后將其超聲清洗lOmin??以清洗表面,完成拋光過程。??將完成打磨拋光的試件用原子力顯微鏡進行平整度測試,所測試件表面滿足平整度要??求,可以進行壓痕試驗,打磨拋光機和完成試件如圖所示。??辦?BUBHLEW?Vector??POU/gRH£ftO^??mSSSSSSSSSBBBsm^??I????M?^??(a)打磨拋光機?(b)打磨完成樣品??圖2.4?BUEHLER打磨拋光機及打磨后的樣品??Fig2.4?BIJEHLER?Grinding?and?Polishing?Machine?and?Grinded?Samples??2.4本章小結(jié)??本章介紹了試驗材料氧化石墨烯的制備以及分散情況,闡明丫鉍化心墨烯在使川時均??勾分散的重要性并按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行/分散,并M對分散完成的溶液進行了掃描表??征,得到丫符合要求的分散液:介紹丫納米試驗相又技術(shù)丨小準(zhǔn)以及試驗原理,介紹丫??納米壓痕設(shè)備的應(yīng)用情況以及試驗過程中需要注意得到事項,在試驗屮嚴(yán)格按照先關(guān)技術(shù)??標(biāo)準(zhǔn)進行,提高了試驗精度;針對壓痕試驗對樣品表面T'?整度的要求,結(jié)介相關(guān)研究情況??制定了樣品表面打磨拋光方案,對凍融循環(huán)作叩下的試驗打磨拋光方案進行了驗證,最;n??19??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]考慮水分遷移影響的淺層膨脹土抗剪強度凍融劣化特征[J]. 李彥龍,汪自力. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2019(06)
[2]凍融循環(huán)作用下超高性能混凝土界面過渡區(qū)微觀力學(xué)性能劣化研究[J]. 謝瑞峰,陸林軍,喬丕忠. 中國科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2018(10)
[3]建筑垃圾資源化利用技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 王信鴿,何廷樹,張凱峰,孟剛,王曉峰. 商品混凝土. 2018(10)
[4]不同取代率下再生混凝土的抗凍融性能試驗[J]. 牛海成,范玉輝,張向?qū)?殷小靜. 材料科學(xué)與工程學(xué)報. 2018(04)
[5]氧化石墨烯對水泥水化進程及其主要水化產(chǎn)物的影響[J]. 王琴,李時雨,王健,潘碩,郭紫薇,呂春祥,CUI Xinyou. 硅酸鹽學(xué)報. 2018(02)
[6]氧化石墨烯改性水泥砂漿力學(xué)性能及微觀機理研究[J]. 袁小亞,楊雅玲,周超,曾俊杰,肖桂蘭,劉紹利. 重慶交通大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(12)
[7]氧化石墨烯對水泥砂漿力學(xué)性能的影響[J]. 萬朝均,吳林烽,蔣玉萍,尹亞柳. 重慶建筑. 2017(09)
[8]氧化石墨烯增強水泥基復(fù)合材料的力學(xué)性能及微觀結(jié)構(gòu)[J]. 彭暉,戈婭萍,楊振天,劉揚,呂毅剛. 復(fù)合材料學(xué)報. 2018(08)
[9]再生集料及再生混凝土界面過渡區(qū)研究進展[J]. 郭鵬,韋萬峰,楊帆,楊曉宇. 硅酸鹽通報. 2017(07)
[10]氧化石墨烯對再生混凝土改性試驗研究[J]. 雷斌,鄒俊,饒春華,扶名福,熊進剛,王信剛. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2016(S2)
碩士論文
[1]氧化石墨烯對水泥的性能影響及作用機理研究[D]. 王健.北京建筑大學(xué) 2017
[2]氧化石墨烯水泥基復(fù)合材料性能研究[D]. 杜濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]二氧化碳強化再生骨料改進其性能的研究[D]. 李亞可.湖南大學(xué) 2014
本文編號:3129883
【文章來源】:沈陽建筑大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2凍融水壓膨脹原理圖??Fig]?.2?Principle?Diagram?of?Water?Pressure?Expansion?in?Freeze-thaw?Process??
2試件制作及試驗方法?碩士研宄生學(xué)位論]??oiilWli?麵?i??s..jTiU?1?s,?*?...」t::‘:::::WA:i:?湖??圖2.3環(huán)氧包埋固定試樣圖??Fig2.3?Fixed?specimen?diagram?of?epoxy?embedding??2.3.5試件打磨與拋光??本試驗主要是利用納米壓痕儀研究再生混凝土微觀力學(xué)性能,探針在混凝土表面最大??壓痕深度都不超過u?,故其理論基礎(chǔ)則要求被測表面接近無限平整,大量學(xué)者研究也證??實,被測材料表面粗糙度越大,所測得數(shù)據(jù)離散性越大,就不能反應(yīng)材料本身的屬性[4546]。??針對混凝土材料的特殊性不可能滿足完全平整狀態(tài),根據(jù)學(xué)者Miller等研宄發(fā)現(xiàn),當(dāng)樣品??表面粗糙度達到l〇〇nm時,隨著拋光時間增長,粗糙度下降,但納米力學(xué)值趨于恒定[4748],??所以只需要其表面平整度能控制在一個合理的水平即可,所以打磨拋光過程就尤為重要。??打磨拋光方案主要包括預(yù)處理、打磨、拋光三個部分。??1)預(yù)處理??首先將120目砂紙粘貼在打磨盤上,保證粘貼平整且無氣泡,將試件選擇一個骨料和??砂漿明顯且盡量居于中間的面放在打磨盤上,設(shè)置打磨法向力15N,轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/min,??將混凝土外環(huán)氧樹脂磨掉以露出再生混凝土表面為止,拿下試件用超聲波清洗機清洗??lmin,為保證試件水化程度一致,故清洗機內(nèi)溶液為無水乙醇,防止混凝土進一步水化,??完成預(yù)處理過程。??2)打磨??將250目砂紙粘貼在打磨盤上,設(shè)置打磨法向力為10N,轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/min,打磨時??間為5min,打磨過程中選擇無水乙醇對試件表面進行潤濕,打磨完成后將試件超聲清洗?
在打磨盤上,將50nm專用拋光乳液均勻噴灑在拋光絨布??上,設(shè)置拋光時間2h,由于此時拋光產(chǎn)生的微粒極小,故拋光完成后將其超聲清洗lOmin??以清洗表面,完成拋光過程。??將完成打磨拋光的試件用原子力顯微鏡進行平整度測試,所測試件表面滿足平整度要??求,可以進行壓痕試驗,打磨拋光機和完成試件如圖所示。??辦?BUBHLEW?Vector??POU/gRH£ftO^??mSSSSSSSSSBBBsm^??I????M?^??(a)打磨拋光機?(b)打磨完成樣品??圖2.4?BUEHLER打磨拋光機及打磨后的樣品??Fig2.4?BIJEHLER?Grinding?and?Polishing?Machine?and?Grinded?Samples??2.4本章小結(jié)??本章介紹了試驗材料氧化石墨烯的制備以及分散情況,闡明丫鉍化心墨烯在使川時均??勾分散的重要性并按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行/分散,并M對分散完成的溶液進行了掃描表??征,得到丫符合要求的分散液:介紹丫納米試驗相又技術(shù)丨小準(zhǔn)以及試驗原理,介紹丫??納米壓痕設(shè)備的應(yīng)用情況以及試驗過程中需要注意得到事項,在試驗屮嚴(yán)格按照先關(guān)技術(shù)??標(biāo)準(zhǔn)進行,提高了試驗精度;針對壓痕試驗對樣品表面T'?整度的要求,結(jié)介相關(guān)研究情況??制定了樣品表面打磨拋光方案,對凍融循環(huán)作叩下的試驗打磨拋光方案進行了驗證,最;n??19??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]考慮水分遷移影響的淺層膨脹土抗剪強度凍融劣化特征[J]. 李彥龍,汪自力. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2019(06)
[2]凍融循環(huán)作用下超高性能混凝土界面過渡區(qū)微觀力學(xué)性能劣化研究[J]. 謝瑞峰,陸林軍,喬丕忠. 中國科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2018(10)
[3]建筑垃圾資源化利用技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 王信鴿,何廷樹,張凱峰,孟剛,王曉峰. 商品混凝土. 2018(10)
[4]不同取代率下再生混凝土的抗凍融性能試驗[J]. 牛海成,范玉輝,張向?qū)?殷小靜. 材料科學(xué)與工程學(xué)報. 2018(04)
[5]氧化石墨烯對水泥水化進程及其主要水化產(chǎn)物的影響[J]. 王琴,李時雨,王健,潘碩,郭紫薇,呂春祥,CUI Xinyou. 硅酸鹽學(xué)報. 2018(02)
[6]氧化石墨烯改性水泥砂漿力學(xué)性能及微觀機理研究[J]. 袁小亞,楊雅玲,周超,曾俊杰,肖桂蘭,劉紹利. 重慶交通大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(12)
[7]氧化石墨烯對水泥砂漿力學(xué)性能的影響[J]. 萬朝均,吳林烽,蔣玉萍,尹亞柳. 重慶建筑. 2017(09)
[8]氧化石墨烯增強水泥基復(fù)合材料的力學(xué)性能及微觀結(jié)構(gòu)[J]. 彭暉,戈婭萍,楊振天,劉揚,呂毅剛. 復(fù)合材料學(xué)報. 2018(08)
[9]再生集料及再生混凝土界面過渡區(qū)研究進展[J]. 郭鵬,韋萬峰,楊帆,楊曉宇. 硅酸鹽通報. 2017(07)
[10]氧化石墨烯對再生混凝土改性試驗研究[J]. 雷斌,鄒俊,饒春華,扶名福,熊進剛,王信剛. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報. 2016(S2)
碩士論文
[1]氧化石墨烯對水泥的性能影響及作用機理研究[D]. 王健.北京建筑大學(xué) 2017
[2]氧化石墨烯水泥基復(fù)合材料性能研究[D]. 杜濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]二氧化碳強化再生骨料改進其性能的研究[D]. 李亞可.湖南大學(xué) 2014
本文編號:3129883
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