CTRC-ECC分層復(fù)合板三點彎曲性能
發(fā)布時間：2020-12-13 23:49
碳纖維編織網(wǎng)可以有效增加混凝土的強度,隨機均勻分布的短切纖維可以增加混凝土的韌性和抗裂能力。為了提升混凝土基體多方面的性能,可以將這兩種增強纖維混雜在同一混凝土基體中,形成混雜纖維增強混凝土材料。由于碳纖維編織網(wǎng)和短切纖維對混凝土基體的成分和配比要求不同,將它們直接混雜在同一混凝土基體中,可能會影響各增強纖維性能的發(fā)揮。鑒于此,本課題通過分析不同纖維增強水泥基材料的優(yōu)缺點,將碳纖維編織網(wǎng)增強混凝土材料（Carbon Textile Reinforced Concrete,簡稱 CTRC）和工程水泥基復(fù)合材料（Engineered Cementition Composites,簡稱ECC）分層澆筑,形成一種新型的分層復(fù)合板材。本文重點對分層復(fù)合板材的三點彎曲性能進行了研究,將復(fù)合板跨中承受荷載的材料及復(fù)合板中各材料層的厚度作為影響因素建立試驗工況。通過研究獲得了如下成果:（1）研究了纖維長度和水泥強度等級對ECC材料拉伸性能的影響。研究表明:纖維長度和水泥強度等級對ECC材料性能的影響具有相關(guān)性,只有當纖維長度和水泥強度匹配時,才能獲得應(yīng)變硬化性能較好的ECC材料。（2）研究了 ECC材...
【文章來源】：湖南大學湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：75 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１?ＴＲＣ典型的單軸拉伸應(yīng)力－應(yīng)變曲線??水泥基體與纖維編織網(wǎng)之間的界面性能往往對ＴＲＣ的力學性能有著重要影??響，若纖維粗砂內(nèi)部沒有被水泥基體完全浸入，就不利于纖維束的協(xié)同受力，纖??
一般裂縫尖端會產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，而短切纖維能夠發(fā)揮其良好的橋連作用??以減輕該現(xiàn)象，使試件發(fā)生延性破壞，增加韌性。??圖１．２所示為ＰＶＡ纖維摻量為２％時ＥＣＣ試件的典型拉伸應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系曲??線［４（）】。試件首次開裂后拉伸承載能力繼續(xù)上升，多條微裂紋出現(xiàn)，表現(xiàn)出顯著的應(yīng)??變硬化現(xiàn)象。裂紋寬度的發(fā)展也顯示在這個圖中，當應(yīng)變約為１％時，裂紋寬度穩(wěn)??步上升到大約６０／ｚｍ。當應(yīng)變在１％至５％之間時，裂紋數(shù)量繼續(xù)增加，但裂紋寬??度仍穩(wěn)定在６０／／ｍ［４ｉ】。不像大多數(shù)混凝土和纖維增強混凝土材料，裂縫寬度是ＥＣＣ??的一種固有材料性能，其不依賴結(jié)構(gòu)尺寸、增強材料或ＥＣＣ建筑結(jié)構(gòu)的負載。這??５??
本文ＴＲＣ采用碳纖維編織網(wǎng)作為增強材料，其表面經(jīng)環(huán)氧樹脂膠浸漬，網(wǎng)格??尺寸為５ｍｍＸ５ｍｍ，碳纖維編織網(wǎng)的類型為６Ｋ，即經(jīng)緯向每根碳纖維束均包含??６Ｋ纖維單絲，碳纖維編織網(wǎng)形態(tài)見圖２．１所示。本文試驗所用的板材試件均為單??向板，因而碳纖維編織網(wǎng)的增強作用主要由徑向方向上的碳纖維束承擔。主要測??試徑向方向上的碳纖維束的基本力學性能。為了測定徑向方向上的碳纖維束的基??本力學性能，需要測定碳纖維束的橫斷面積，通過式（２．１）計算得到碳纖維束的??橫斷面積。??Ｔ?〇??＝?Ｕ￡＾?＝?０２１８ｍｍ２?（２．１）??Ｄ｛?１．８??式中，也為經(jīng)向碳纖維束的橫斷面面積；ｒｅｘ為纖維束的線密度，即單位長度??纖維束的質(zhì)量，質(zhì)量由高精度的質(zhì)量儀實測獲得；Ａ？為碳纖維束的體密度，由廠??家提供。??圖２．１碳纖維編織網(wǎng)形態(tài)??使用ＭＴＳ萬能試驗機測試碳纖維束的基本力學性能，機器型號為Ｃ４３．３０４，??負荷量程范圍為１００Ｎ－３０ｋＮ，數(shù)據(jù)采集頻率最高可達１０００Ｈｚ，控制器的分辨率為??２０ｂｉｔ。試驗所用碳纖維束試件見圖２．５ｂ，試件標距為１００ｍｍ。將碳纖維網(wǎng)格布使??用裁刀剪切出單根徑向碳纖維束
【參考文獻】：
期刊論文
[1]PVA纖維增強水泥基復(fù)合材料的抗拉性能[J]. 呂林女,陳垚俊,肖靜,何永佳,胡曙光. 武漢大學學報(工學版). 2017(01)
[2]混雜纖維增強水泥基復(fù)合材料力學性能研究[J]. 孫巍巍,董浩林,高旭東,張園. 混凝土與水泥制品. 2015(08)
[3]混雜聚乙烯醇纖維增強水泥基復(fù)合材料力學性能[J]. 潘鉆峰,汪衛(wèi),孟少平,喬治. 同濟大學學報(自然科學版). 2015(01)
[4]噴射超高韌性水泥基復(fù)合材料的力學性能研究[J]. 徐世烺,周斌,李慶華,吳宇星. 水利學報. 2015(05)
[5]鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土柱抗震承載力試驗研究[J]. 徐禮華,黃樂,韋翠梅,徐浩然,鄧方茜. 建筑結(jié)構(gòu)學報. 2014(08)
[6]預(yù)應(yīng)力碳纖維編織網(wǎng)與混凝土界面粘結(jié)性能研究[J]. 潘永燦. 山西建筑. 2014(14)
[7]纖維編織網(wǎng)在細�；炷林械酿そY(jié)和搭接性能[J]. 尹世平,徐世烺,王菲. 建筑材料學報. 2012(01)
[8]高韌性低收縮纖維增強水泥基復(fù)合材料特性及應(yīng)用[J]. 張君,公成旭,居賢春. 水利學報. 2011(12)
[9]低配網(wǎng)率纖維編織網(wǎng)增強混凝土軸拉力學性能[J]. 徐世烺,閻軼群. 復(fù)合材料學報. 2011(05)
[10]纖維超高強混凝土的制備及力學性能試驗研究[J]. 杜修力,田予東,竇國欽. 混凝土與水泥制品. 2011(02)
博士論文
[1]纖維編織網(wǎng)增強混凝土力學性能的實驗研究及理論分析[D]. 李赫.大連理工大學 2006
碩士論文
[1]PVA纖維增強水泥基復(fù)合材料力學性能試驗研究[D]. 閻宇杰.河北大學 2016
[2]超高韌性水泥基復(fù)合材料的攪拌方法研究[D]. 李偉.大連理工大學 2009
本文編號：2915401
【文章來源】：湖南大學湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：75 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１?ＴＲＣ典型的單軸拉伸應(yīng)力－應(yīng)變曲線??水泥基體與纖維編織網(wǎng)之間的界面性能往往對ＴＲＣ的力學性能有著重要影??響，若纖維粗砂內(nèi)部沒有被水泥基體完全浸入，就不利于纖維束的協(xié)同受力，纖??
一般裂縫尖端會產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，而短切纖維能夠發(fā)揮其良好的橋連作用??以減輕該現(xiàn)象，使試件發(fā)生延性破壞，增加韌性。??圖１．２所示為ＰＶＡ纖維摻量為２％時ＥＣＣ試件的典型拉伸應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系曲??線［４（）】。試件首次開裂后拉伸承載能力繼續(xù)上升，多條微裂紋出現(xiàn)，表現(xiàn)出顯著的應(yīng)??變硬化現(xiàn)象。裂紋寬度的發(fā)展也顯示在這個圖中，當應(yīng)變約為１％時，裂紋寬度穩(wěn)??步上升到大約６０／ｚｍ。當應(yīng)變在１％至５％之間時，裂紋數(shù)量繼續(xù)增加，但裂紋寬??度仍穩(wěn)定在６０／／ｍ［４ｉ】。不像大多數(shù)混凝土和纖維增強混凝土材料，裂縫寬度是ＥＣＣ??的一種固有材料性能，其不依賴結(jié)構(gòu)尺寸、增強材料或ＥＣＣ建筑結(jié)構(gòu)的負載。這??５??
本文ＴＲＣ采用碳纖維編織網(wǎng)作為增強材料，其表面經(jīng)環(huán)氧樹脂膠浸漬，網(wǎng)格??尺寸為５ｍｍＸ５ｍｍ，碳纖維編織網(wǎng)的類型為６Ｋ，即經(jīng)緯向每根碳纖維束均包含??６Ｋ纖維單絲，碳纖維編織網(wǎng)形態(tài)見圖２．１所示。本文試驗所用的板材試件均為單??向板，因而碳纖維編織網(wǎng)的增強作用主要由徑向方向上的碳纖維束承擔。主要測??試徑向方向上的碳纖維束的基本力學性能。為了測定徑向方向上的碳纖維束的基??本力學性能，需要測定碳纖維束的橫斷面積，通過式（２．１）計算得到碳纖維束的??橫斷面積。??Ｔ?〇??＝?Ｕ￡＾?＝?０２１８ｍｍ２?（２．１）??Ｄ｛?１．８??式中，也為經(jīng)向碳纖維束的橫斷面面積；ｒｅｘ為纖維束的線密度，即單位長度??纖維束的質(zhì)量，質(zhì)量由高精度的質(zhì)量儀實測獲得；Ａ？為碳纖維束的體密度，由廠??家提供。??圖２．１碳纖維編織網(wǎng)形態(tài)??使用ＭＴＳ萬能試驗機測試碳纖維束的基本力學性能，機器型號為Ｃ４３．３０４，??負荷量程范圍為１００Ｎ－３０ｋＮ，數(shù)據(jù)采集頻率最高可達１０００Ｈｚ，控制器的分辨率為??２０ｂｉｔ。試驗所用碳纖維束試件見圖２．５ｂ，試件標距為１００ｍｍ。將碳纖維網(wǎng)格布使??用裁刀剪切出單根徑向碳纖維束
【參考文獻】：
期刊論文
[1]PVA纖維增強水泥基復(fù)合材料的抗拉性能[J]. 呂林女,陳垚俊,肖靜,何永佳,胡曙光. 武漢大學學報(工學版). 2017(01)
[2]混雜纖維增強水泥基復(fù)合材料力學性能研究[J]. 孫巍巍,董浩林,高旭東,張園. 混凝土與水泥制品. 2015(08)
[3]混雜聚乙烯醇纖維增強水泥基復(fù)合材料力學性能[J]. 潘鉆峰,汪衛(wèi),孟少平,喬治. 同濟大學學報(自然科學版). 2015(01)
[4]噴射超高韌性水泥基復(fù)合材料的力學性能研究[J]. 徐世烺,周斌,李慶華,吳宇星. 水利學報. 2015(05)
[5]鋼-聚丙烯混雜纖維混凝土柱抗震承載力試驗研究[J]. 徐禮華,黃樂,韋翠梅,徐浩然,鄧方茜. 建筑結(jié)構(gòu)學報. 2014(08)
[6]預(yù)應(yīng)力碳纖維編織網(wǎng)與混凝土界面粘結(jié)性能研究[J]. 潘永燦. 山西建筑. 2014(14)
[7]纖維編織網(wǎng)在細�；炷林械酿そY(jié)和搭接性能[J]. 尹世平,徐世烺,王菲. 建筑材料學報. 2012(01)
[8]高韌性低收縮纖維增強水泥基復(fù)合材料特性及應(yīng)用[J]. 張君,公成旭,居賢春. 水利學報. 2011(12)
[9]低配網(wǎng)率纖維編織網(wǎng)增強混凝土軸拉力學性能[J]. 徐世烺,閻軼群. 復(fù)合材料學報. 2011(05)
[10]纖維超高強混凝土的制備及力學性能試驗研究[J]. 杜修力,田予東,竇國欽. 混凝土與水泥制品. 2011(02)
博士論文
[1]纖維編織網(wǎng)增強混凝土力學性能的實驗研究及理論分析[D]. 李赫.大連理工大學 2006
碩士論文
[1]PVA纖維增強水泥基復(fù)合材料力學性能試驗研究[D]. 閻宇杰.河北大學 2016
[2]超高韌性水泥基復(fù)合材料的攪拌方法研究[D]. 李偉.大連理工大學 2009
本文編號：2915401
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