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PVA纤维增强水泥基复合材料力学性能试验研究

混凝土材料自从诞生到发展已有一百多年的历史了,因其抗压强度高、材料来源广泛、施工工艺简单等优点,在许多工程中得到广泛的应用,但其自身脆性、易开裂等缺点也限制了它的发展,特别是随着现代土木工程结构向大跨度、轻型、高耸结构方向的发展和向地下、海洋中的扩展,以及未来的人类社会将向智能化的社会方向发展,使工程结构对混凝土性能的要求越来越高。为了克服水泥基体材料自身的缺陷,增加它的韧性,在水泥基体中掺加一定量的纤维,是改善水泥基体性能的常用方法之一。基于此,本文通过抗压试验、直接拉伸试验、弯曲试验、抗折试验等对PVA纤维增强水泥基复合材料进行了大量的试验研究,完成了以下工作:1、详述了PVA纤维增强水泥基复合材料的基体成分和纤维的作用机理,对其组成材料的配合比、材料的投放顺序、搅拌工艺等进行多次试配,配制出既满足材料的工作性能的要求,又有利于各种物理力学性能的复合材料。2、对PVA纤维增强水泥基复合材料的不同形状的立方体试件、棱柱体试件进  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
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应用于混凝土结构增强的致密性应变硬化复合材料的试验研究

应变硬化水泥基材料(Strain Hardening Cementitious Composite(SHCC))是一种具备有类似金属材料的拉伸应变特征和细微裂缝的高韧性水泥基材料,具有显著韧性和优越的耐久性能,是非常适合加固的一种复合材料,但SHCC材料还存在着弹性模量和强度偏低等问题,导致加固结构承载力提升并不明显,因此本文采取致密化方法对SHCC进行改进,通过一系列试验和理论分析,研究出适用于混凝土加固的致密应变硬化水泥基复合材料(Densified Strain Hardening Cementitious Composite(DSHCC))。本文针对新型加固材料展开了如下研究工作:1.DSHCC配合比和材料基本力学性能的研究根据材料和易性和力学性能要求,对DSHCC材料配比进行了试验研究。首先基于对SHCC和UHPC材料配合比和力学性能差异进行了分析,并以DSP理论为基础,得到了 DSHCC的配比范围;进一步根据和易性能...  (本文共178页) 本文目录 | 阅读全文>>

河南理工大学
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工程纤维增强水泥基复合材料PVA-ECC力学性能研究

工程纤维增强水泥基复合材料(Engineered Fiber Reinforced Cementitious Composites)PVA-ECC,是一种高性能纤维增强水泥基复合材料,在拉伸荷载作用下具有应变-硬化和多微缝开裂特性,克服了现有混凝土材料的抗拉、抗剪强度低,抗震性能较差的缺点,是一种环保生态型建筑材料。该材料有望解决混凝土所面临的安全性、耐久性问题,本文通过试验对PVA-ECC的力学性能进行了一系列的研究,主要研究内容如下:(1)通过单轴抗拉性能试验,研究了PVA纤维体积率、水胶比、砂胶比等对PVA-ECC单轴受拉强度和变形的影响,合理描述了PVA-ECC受拉应变硬化过程。根据实测单轴受拉应力-应变曲线的特点,对PVA-ECC应变软化前的应力-应变关系进行了合理地简化,并提出了相应单轴受拉本构方程。(2)通过劈裂抗拉性能试验,研究了PVA纤维体积率、水胶比等对PVA-ECC劈裂抗拉强度和变形的影响,根据所测得的试验...  (本文共112页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
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混杂纤维增强水泥基复合材料力学性能试验研究

为了研究纤维增强水泥基复合材料(Fiber Reinforced Cement-based Composite,简称FRCC)在应变速率不同的荷载作用下的力学性能,本文采用钢纤维(SE)、聚乙烯醇纤维(PVA)、聚丙烯纤维(PP)进行了动静态力学对比试验,得到了纤维体积率、纤维类型、纤维混杂比例及水胶比对混杂FRCC基本力学性能、断裂性能、抗冲击性能及抗爆性能的影响规律。本文的主要工作内容包括以下几个方面:(1)为了得到纤维及水胶比对混杂FRCC静态力学性能的影响,进行了三点弯曲、立方体抗压及断裂能试验。试验结果表明:纤维的掺入显著提高了水泥基材料的抗弯强度和断裂性能,但对抗压强度的提升能力有限;在一定范围内,混杂FRCC的静态力学性能随纤维体积率的提升而提升,当超过这个范围时,过高的纤维体积率会对材料的力学性能产生负面影响;在纤维总体积率相同的条件下,SE-FRCC的强度优于混杂FRCC;混杂FRCC的强度随水胶比的提升呈下降...  (本文共70页) 本文目录 | 阅读全文>>

沈阳工业大学
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尾矿砂PVA水泥基复合材料力学性能研究

尾矿砂PVA水泥基复合材料是依据现有工程水泥基复合材料的制备基础,利用铁尾矿砂替代水泥基复合材料的细骨料,并用粉煤灰替代部分水泥和掺入国产的PVA纤维制备具有韧性、环保性的复合材料。它的制备不仅充分利用尾矿砂和粉煤灰等工业废料,还降低PVA高韧性水泥基复合材料的生产成本,可谓是一举多得。本文通过配比与制备试验,以及抗压、直接拉伸、弯曲、冲击、腐蚀、冻融和抗渗等试验,开展了尾矿砂PVA水泥基复合材料的研制及力学性能测试,主要完成了以下工作:(1)确定了尾矿砂PVA水泥基复合材料的制备工艺和配合比。通过抗压和抗弯试验的对比分析确定了该复合材料的优良配合比,PVA的掺量为26Kg/m3纤维长度为12mm。(2)确定尾矿砂替代天然砂比率。通过基本力学性能试验,确定了尾矿砂在水泥基复合材料中的最佳替代率为40%~60%。(3)研究了纤维长度和纤维掺量对不同尾矿砂替代率的PVA水泥基复合材料的抗压性能、拉伸性能、抗弯性能和冲击性能的影响。使...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

应变硬化纤维增强水泥基复合材料的有限元模拟研究

应变硬化纤维增强水泥基复合材料是一种具有超高韧性的纤维增强水泥基复合材料,而ECC(Engineered cementitious composites)作为其中典型的高韧性代表,通过一定的材料配比和设计方法,该材料的极限抗拉应变3%以上。国内对ECC的研究起步较晚但发展很快,目前大多数的研究主要集中于试验研究领域,实际工程应用较少,有限元模拟仿真较少,而实际试验又耗费大量的人力和物力。因此本文旨在从数值模拟的角度提出一种新的ECC材料的建模方法,利用有限元模型研究其各项力学性能并进行参数分析。鉴于此,本文主要利用ABAQUS有限元软件,建立三维两相的细观有限元模型,考虑纤维和基体的界面相互作用,实现了对ECC材料有效的模拟,并研究主要参数对其力学性能的影响。具体工作如下:(1)利用蒙特卡洛方法建立了纤维的随机投放过程,并用MATLAB编程语言研究了相应算法,实现了纤维横截面在二维空间中的随机投放、纤维纵截面在二维空间中的随机投...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>