本文選題：納米壓痕 + 掃描電鏡��； 參考：《上海交通大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：由于全球氣候惡化,各種工程結(jié)構(gòu)在極端天氣下的耐久性逐漸成為關(guān)注的焦點(diǎn),其中大部分大型工程結(jié)構(gòu)是由混凝土構(gòu)成的,因此研究混凝土的耐久性,特別是凍融循環(huán)下的耐久性就具有重要的現(xiàn)實(shí)意義�；炷磷鳛橐环N多相復(fù)合材料,其微觀力學(xué)性能決定了宏觀的耐久性。本文從實(shí)驗(yàn)力學(xué)的角度對(duì)混凝土的微觀力學(xué)性能進(jìn)行研究,具有重要的現(xiàn)實(shí)和科學(xué)指導(dǎo)意義。首先,本文利用先進(jìn)的表征手段——納米壓痕表征了混凝土材料各組分的微觀力學(xué)性能,主要包括壓痕模量、硬度和蠕變率三個(gè)物理參量。由于混凝土的復(fù)雜性,研究采用了統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法來分析、處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),混凝土漿體和骨料在壓痕模量和硬度方面差別很大,這種差別為定量確定界面過渡區(qū)提供了依據(jù)。壓痕模量和硬度的相關(guān)系數(shù)為0.75,并且都不滿足正態(tài)分布,因此,在研究?jī)鋈谘h(huán)影響時(shí),需要采用非參數(shù)統(tǒng)計(jì)方法,并且著重研究一個(gè)物理參量隨凍融變化情況就可以了。接觸蠕變的研究揭示了混凝土的蠕變行為主要來自于漿體�；炷粱疚⒂^力學(xué)性能的研究為研究?jī)鋈谘h(huán)奠定了基礎(chǔ)。用掃描電鏡和納米壓痕對(duì)不同凍融循環(huán)的混凝土樣品進(jìn)行研究時(shí),采用了概率核密度估計(jì)的方法。結(jié)果顯示,混凝土受凍融循環(huán)影響下的力學(xué)行為也具有多尺度性。500nm尺度下,漿體繼續(xù)水化導(dǎo)致高密度水凝膠進(jìn)一步形成;10um尺度下,微裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展導(dǎo)致宏觀斷裂能量降低。從混凝土的多尺度力學(xué)行為研究可以得出如下結(jié)論,多尺度材料的力學(xué)行為具有多尺度性,需要從不同的尺度來進(jìn)行研究。本研究利用納米壓痕深入探究了混凝土的微觀性能以及凍融循環(huán)導(dǎo)致的材料性能的變化。
[Abstract]:Due to the deterioration of global climate, the durability of various engineering structures in extreme weather has gradually become the focus of attention, most of which are composed of concrete, so the durability of concrete is studied. Especially the durability of freeze-thaw cycle has important practical significance. As a kind of multiphase composite material, the microscopic mechanical properties of concrete determine the macroscopic durability. In this paper, the microscopic mechanical properties of concrete are studied from the point of view of experimental mechanics, which has important practical and scientific guiding significance. Firstly, the micromechanical properties of each component of concrete are characterized by nano-indentation, which includes three physical parameters: indentation modulus, hardness and creep rate. Because of the complexity of concrete, the statistical method is used to analyze and process the test data. The results show that there are great differences in indentation modulus and hardness between concrete paste and aggregate, which provides a basis for quantitative determination of interfacial transition zone. The correlation coefficient of indentation modulus and hardness is 0.75, and neither of them satisfies the normal distribution. Therefore, in studying the effect of freeze-thaw cycle, it is necessary to adopt a non-parametric statistical method, and focus on the study of a physical parameter changing with freezing and thawing. The study of contact creep reveals that the creep behavior of concrete mainly comes from slurry. The study of the basic micromechanical properties of concrete lays a foundation for the study of freeze-thaw cycle. The probabilistic kernel density estimation method is used in the study of concrete samples with different freeze-thaw cycles by SEM and nano-indentation. The results show that the mechanical behavior of concrete under the influence of freeze-thaw cycle also has the multi-scale of .500nm, and the further hydration of the slurry leads to the formation of high density hydrogel at the scale of 10um, and the further propagation of microcracks leads to the decrease of macroscopic fracture energy. The following conclusions can be drawn from the study of multi-scale mechanical behavior of concrete: the mechanical behavior of multi-scale materials is multi-scale, which needs to be studied from different scales. In this study, nano-indentation was used to investigate the microcosmic properties of concrete and the changes of material properties caused by freeze-thaw cycles.
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU528

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本文編號(hào)：2005032