聚乙烯纖維硫鋁酸鹽水泥復(fù)合材料及其修復(fù)混凝土的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-14 12:20
隨著我國沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,大量的濱海建筑物建成并投入使用,但由于沿海工程所處環(huán)境惡劣,海水中含有大量的侵蝕性離子,會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低、內(nèi)部鋼筋銹蝕、結(jié)構(gòu)可靠性降低,這就對(duì)濱海環(huán)境下的混凝土補(bǔ)強(qiáng)材料提出了更高的要求。工程水泥基復(fù)合材料(ECC)是一種新發(fā)展起來的用于混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固的水泥基材料,該材料具有高韌性、高強(qiáng)度以及高延性等特點(diǎn)。目前ECC主要是以硅酸鹽水泥為基體材料,還未見硫鋁酸鹽水泥基的ECC在濱海混凝土補(bǔ)強(qiáng)與加固方面的研究與應(yīng)用,因此本文所制備的硫鋁酸鹽水泥基的ECC材料(SAC-ECC)正是契合了以上需求,充分利用硫鋁酸鹽水泥本身良好的耐久性以及快硬早強(qiáng)的性能,采用現(xiàn)代復(fù)合材料理論與現(xiàn)代技術(shù)手段,創(chuàng)新性的將硫鋁酸鹽水泥與高性能纖維相結(jié)合,通過正交實(shí)驗(yàn)確定并優(yōu)化材料的配合比,探究該復(fù)合材料的基本力學(xué)性能,補(bǔ)強(qiáng)加固性能及耐久性。取得的研究結(jié)果包括:經(jīng)過配合比優(yōu)化實(shí)驗(yàn)后確定的SAC-ECC的最佳纖維體積摻量為0.75%,膠砂比為0.5,減水劑摻量為1.5%,所制備的復(fù)合材料的韌性和拉伸延性顯著提升,抗折強(qiáng)度最高可達(dá)22MPa以上且材料具有明顯的應(yīng)變硬化特征,其破壞形態(tài)呈現(xiàn)出...
【文章來源】:深圳大學(xué)廣東省
【文章頁數(shù)】:99 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
1.2.1 ECC材料
1.2.2 纖維增強(qiáng)硫鋁酸鹽水泥
1.3 ECC材料微觀設(shè)計(jì)理論
1.4 ECC材料的應(yīng)用
1.5 研究目的及主要內(nèi)容
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究?jī)?nèi)容
1.5.3 技術(shù)路線
第二章 SAC-ECC材料的制備
2.1 實(shí)驗(yàn)
2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與配比
2.1.2 正交試驗(yàn)方法
2.1.3 工作性能
2.1.4 抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度
2.1.5 斷裂能
2.1.6 拉伸實(shí)驗(yàn)
2.1.7 微觀結(jié)構(gòu)分析
2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論與分析
2.2.1 流動(dòng)度實(shí)驗(yàn)
2.2.2 抗折強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
2.2.3 抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
2.2.4 正交試驗(yàn)的極差分析
2.2.5 配合比優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
2.2.6 斷裂能實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
2.2.7 拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
2.2.8 微觀結(jié)構(gòu)分析
2.3 本章小結(jié)
第三章 SAC-ECC材料補(bǔ)強(qiáng)性能的研究
3.1 實(shí)驗(yàn)
3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與配比
3.1.2 粘結(jié)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)
3.1.3 混凝土小梁補(bǔ)強(qiáng)實(shí)驗(yàn)
3.1.4 混凝土柱補(bǔ)強(qiáng)實(shí)驗(yàn)
3.1.5 SEM實(shí)驗(yàn)
3.2 結(jié)果分析與討論
3.2.1 粘結(jié)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
3.2.2 混凝土小梁補(bǔ)強(qiáng)性能
3.2.3 混凝土柱補(bǔ)強(qiáng)性能
3.2.4 SEM分析
3.3 本章小結(jié)
第四章 SAC-ECC材料耐久性的研究
4.1 實(shí)驗(yàn)
4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與配比
4.1.2 微觀結(jié)構(gòu)分析
4.1.3 孔結(jié)構(gòu)分析
4.1.4 等溫吸附法研究氯離子吸附實(shí)驗(yàn)
4.1.5 交流切片法測(cè)定氯離子擴(kuò)散系數(shù)
4.1.6 RCM法測(cè)氯離子擴(kuò)散系數(shù)
4.2 結(jié)果分析與討論
4.2.1 XRD數(shù)據(jù)分析
4.2.2 SEM-EDS試驗(yàn)結(jié)果
4.2.3 孔結(jié)構(gòu)分析
4.2.4 氯離子吸附結(jié)果分析
4.2.5 交流切片法測(cè)氯離子擴(kuò)散系數(shù)
4.2.6 RCM法測(cè)氯離子擴(kuò)散系數(shù)
4.2.7 交流切片法和RCM法測(cè)氯離子擴(kuò)散系數(shù)的對(duì)比
4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]可用于無鋼筋建造的超強(qiáng)超韌水泥基復(fù)合材料[J]. 陸洲導(dǎo),林晨旭,余江滔,俞可權(quán). 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(06)
[2]高性能PVA纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料研究進(jìn)展及應(yīng)用[J]. 易鑄. 四川水泥. 2016(08)
[3]海洋水下區(qū)纖維混凝土中氯離子的擴(kuò)散性能[J]. 王晨飛,焦俊婷,張祥敏,胡海濤. 廈門理工學(xué)院學(xué)報(bào). 2016(01)
[4]高延性纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的微觀力學(xué)設(shè)計(jì)、性能及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 曹明莉,許玲,張聰. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2015(05)
[5]海洋環(huán)境下劍麻纖維混凝土抗侵蝕試驗(yàn)研究[J]. 包惠明,趙學(xué)文,熊鑫,潘科,虞夢(mèng)澤,李尚. 混凝土. 2012(06)
[6]聚乙烯醇纖維強(qiáng)化水泥基復(fù)合材料的抗鹽凍性能[J]. 劉曙光,閆敏,閆長(zhǎng)旺,郭榮躍. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2012(01)
[7]聚酯纖維和碳纖維硫鋁酸鹽水泥混凝土力學(xué)性能的研究[J]. 王偉,王文奎,徐兆輝,王拓. 混凝土與水泥制品. 2010(06)
[8]超高韌性水泥基復(fù)合材料抗凍耐久性能試驗(yàn)研究[J]. 徐世烺,蔡新華,李賀東. 土木工程學(xué)報(bào). 2009(09)
[9]混凝土凍融循環(huán)破壞研究進(jìn)展[J]. 張士萍,鄧敏,唐明述. 材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2008(06)
[10]MECHANISM AND PREDICTION OF MATERIAL ABRASION IN HIGH-VELOCITY SEDIMENT-LADEN FLOW[J]. HUANG Xi-bin, YUAN Yin-zhong College of Water Conservancy and Hydropower Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China,. Journal of Hydrodynamics(Ser.B). 2006(06)
博士論文
[1]超高韌性水泥基復(fù)合材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的試驗(yàn)研究[D]. 劉問.大連理工大學(xué) 2012
本文編號(hào):3436145
【文章來源】:深圳大學(xué)廣東省
【文章頁數(shù)】:99 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
1.2.1 ECC材料
1.2.2 纖維增強(qiáng)硫鋁酸鹽水泥
1.3 ECC材料微觀設(shè)計(jì)理論
1.4 ECC材料的應(yīng)用
1.5 研究目的及主要內(nèi)容
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究?jī)?nèi)容
1.5.3 技術(shù)路線
第二章 SAC-ECC材料的制備
2.1 實(shí)驗(yàn)
2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與配比
2.1.2 正交試驗(yàn)方法
2.1.3 工作性能
2.1.4 抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度
2.1.5 斷裂能
2.1.6 拉伸實(shí)驗(yàn)
2.1.7 微觀結(jié)構(gòu)分析
2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論與分析
2.2.1 流動(dòng)度實(shí)驗(yàn)
2.2.2 抗折強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
2.2.3 抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
2.2.4 正交試驗(yàn)的極差分析
2.2.5 配合比優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
2.2.6 斷裂能實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
2.2.7 拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
2.2.8 微觀結(jié)構(gòu)分析
2.3 本章小結(jié)
第三章 SAC-ECC材料補(bǔ)強(qiáng)性能的研究
3.1 實(shí)驗(yàn)
3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與配比
3.1.2 粘結(jié)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)
3.1.3 混凝土小梁補(bǔ)強(qiáng)實(shí)驗(yàn)
3.1.4 混凝土柱補(bǔ)強(qiáng)實(shí)驗(yàn)
3.1.5 SEM實(shí)驗(yàn)
3.2 結(jié)果分析與討論
3.2.1 粘結(jié)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
3.2.2 混凝土小梁補(bǔ)強(qiáng)性能
3.2.3 混凝土柱補(bǔ)強(qiáng)性能
3.2.4 SEM分析
3.3 本章小結(jié)
第四章 SAC-ECC材料耐久性的研究
4.1 實(shí)驗(yàn)
4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與配比
4.1.2 微觀結(jié)構(gòu)分析
4.1.3 孔結(jié)構(gòu)分析
4.1.4 等溫吸附法研究氯離子吸附實(shí)驗(yàn)
4.1.5 交流切片法測(cè)定氯離子擴(kuò)散系數(shù)
4.1.6 RCM法測(cè)氯離子擴(kuò)散系數(shù)
4.2 結(jié)果分析與討論
4.2.1 XRD數(shù)據(jù)分析
4.2.2 SEM-EDS試驗(yàn)結(jié)果
4.2.3 孔結(jié)構(gòu)分析
4.2.4 氯離子吸附結(jié)果分析
4.2.5 交流切片法測(cè)氯離子擴(kuò)散系數(shù)
4.2.6 RCM法測(cè)氯離子擴(kuò)散系數(shù)
4.2.7 交流切片法和RCM法測(cè)氯離子擴(kuò)散系數(shù)的對(duì)比
4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]可用于無鋼筋建造的超強(qiáng)超韌水泥基復(fù)合材料[J]. 陸洲導(dǎo),林晨旭,余江滔,俞可權(quán). 同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(06)
[2]高性能PVA纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料研究進(jìn)展及應(yīng)用[J]. 易鑄. 四川水泥. 2016(08)
[3]海洋水下區(qū)纖維混凝土中氯離子的擴(kuò)散性能[J]. 王晨飛,焦俊婷,張祥敏,胡海濤. 廈門理工學(xué)院學(xué)報(bào). 2016(01)
[4]高延性纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的微觀力學(xué)設(shè)計(jì)、性能及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 曹明莉,許玲,張聰. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2015(05)
[5]海洋環(huán)境下劍麻纖維混凝土抗侵蝕試驗(yàn)研究[J]. 包惠明,趙學(xué)文,熊鑫,潘科,虞夢(mèng)澤,李尚. 混凝土. 2012(06)
[6]聚乙烯醇纖維強(qiáng)化水泥基復(fù)合材料的抗鹽凍性能[J]. 劉曙光,閆敏,閆長(zhǎng)旺,郭榮躍. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2012(01)
[7]聚酯纖維和碳纖維硫鋁酸鹽水泥混凝土力學(xué)性能的研究[J]. 王偉,王文奎,徐兆輝,王拓. 混凝土與水泥制品. 2010(06)
[8]超高韌性水泥基復(fù)合材料抗凍耐久性能試驗(yàn)研究[J]. 徐世烺,蔡新華,李賀東. 土木工程學(xué)報(bào). 2009(09)
[9]混凝土凍融循環(huán)破壞研究進(jìn)展[J]. 張士萍,鄧敏,唐明述. 材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2008(06)
[10]MECHANISM AND PREDICTION OF MATERIAL ABRASION IN HIGH-VELOCITY SEDIMENT-LADEN FLOW[J]. HUANG Xi-bin, YUAN Yin-zhong College of Water Conservancy and Hydropower Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China,. Journal of Hydrodynamics(Ser.B). 2006(06)
博士論文
[1]超高韌性水泥基復(fù)合材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的試驗(yàn)研究[D]. 劉問.大連理工大學(xué) 2012
本文編號(hào):3436145
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