纳米粒子PVA纤维水泥基复合材料力学性能研究

摘要

近年来，PVA纤维水泥基复合材料因其较大的延性，较高的韧性及其多缝开裂和应变硬化特性，引起了国内外的广泛关注，众多学者对其开展了大量的研究工作。纳米材料凭着其特有的“纳米效应”，作为一种新材料已在众多领域展现出广阔的应用前景。随着纳米材料研究的深入和制造成本的降低，其应用领域逐渐扩展到建筑材料中。然而，在目前的研究成果中，尚未发现有关掺纳米材料PVA纤维增强水泥基复合材料力学性能的研究资料。本文通过大量试验研究了纳米粒子和PVA纤维掺量以及石英砂粒径等因素对纳米粒子PVA纤维水泥基复合材料基本力学性能、弯曲韧性评价结果及断裂性能的影响。主要研究内容包括：
　　（1）研究了纳米粒子PVA纤维水泥基复合材料的配制方法，确定了二十组试验配合比。通过坍落扩展度试验，得出了PVA纤维掺量、纳米粒子掺量及种类、石英砂粒径等对纳米粒子PVA纤维水泥基复合材料工作性影响的规律。
　　（2）以28天为试验龄期，通过立方体抗压强度试验、轴心抗压强度试验、抗折试验后小立方体抗压强度试验，得出了PVA纤维掺量、纳米粒子掺量及种类、石英砂粒径等对纳米粒子PVA纤维水泥基复合材料抗压性能影响的规律。
　　（3）以28天为试验龄期，通过抗折强度试验，得出了PVA纤维掺量、纳米粒子掺量及种类、石英砂粒径等对纳米粒子PVA纤维水泥基复合材料抗折性能影响的规律。
　　（4）以28天为试验龄期，通过尺寸为100mm×100mm×400mm小梁试件的三分点加载弯曲试验，采用《钢纤维混凝土》中弯曲韧性的评价方法对试验结果进行分析，得出了PVA纤维对纳米粒子PVA纤维水泥基复合材料弯曲韧性影响的规律。
　　（5）以28天为试验龄期，通过尺寸为100mm×100mm×400mm预切口小梁试件的三点弯曲试验，研究了纳米粒子PVA纤维水泥基复合材料的断裂性能，并以有效裂缝长度、起裂韧度、失稳韧度、断裂能等为评价指标，得出了PVA纤维、纳米粒子掺量及种类、石英砂粒径等对纳米粒子PVA纤维水泥基复合材料断裂性能影响的规律。

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 PVA纤维材料在水泥基材料中应用国内外研究现状

1.3 纳米材料在水泥基材料中应用国内外研究现状

1.4 本文研究内容

2 纳米粒子PVA纤维水泥基复合材料的制备

2.1 试验所用原材料

2.2 纳米粒子PVA纤维水泥基复合材料试验配合比设计

2.3 试件制备

2.4 本章小结

3 纳米粒子PVA纤维水泥基复合材料工作性

3.1 纳米粒子PVA纤维水泥基复合材料工作性测定

3.2 PVA 纤维掺量对水泥基复合材料工作性的影响

3.3 纳米粒子对PVA纤维水泥基复合材料工作性的影响

3.4 石英砂粒径对纳米粒子PVA纤维水泥基复合材料工作性的影响

3.5 本章小结

4 纳米粒子PVA纤维水泥基复合材料基本力学性能

4.1 抗压性能试验研究

4.2 抗折性能试验研究

4.3 本章小结

5 纳米粒子PVA纤维水泥基复合材料弯曲韧性研究

5.1 引言

5.2 试验概况

5.3 弯曲韧性评价方法

5.4 弯曲韧性评价结果

5.5 本章小结

6 纳米粒子PVA纤维水泥基复合材料断裂性能

6.1 试验方法

6.2 断裂模型

6.3 双K断裂参数的确定

6.4 断裂韧度结果及分析

6.5 断裂能结果及分析

6.6 本章小结

7 结论与展望

7.1 本文主要研究结论

7.2 进一步的研究展望

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果

致谢