硫酸钙晶须对水泥基复合材料力学性能的影响研究

摘要

纤维混凝土材料是一种新型的水泥基复合材料，它能够改善传统混凝土材料的抗拉强度低，易开裂等性能。目前，纤维混凝土材料普遍采用的纤维有钢纤维、碳纤维、聚丙烯纤维等，然而这些纤维在混凝土中会存在结团、价格昂贵等缺陷，故研究人员一直在寻找一种高强、耐久且价格低廉的材料。 硫酸钙晶须作为一种价格低廉的纤维代替物，它是一种纤维状的单晶体，它的尺寸远小于短纤维。硫酸钙晶须具有高模量、高强度、耐热、耐腐蚀的优良性能，此外，他还兼具了矿物材料和纤维材料的性能，显示出了它优良的物理化学性能和机械性能，具有良好的发展前景。 本文以试验的研究方法，首先研究了硫酸钙晶须水泥基试件与力学特性，试验主要针对不同硫酸钙晶须掺量下水泥基材料的流动度和初终凝时间以及水泥基试块的抗折强度与抗压强度进行试验研究，此外，还做了硫酸钙晶须与碳酸钙晶须对水泥试块抗折抗压强度影响的对比试验。试验试块尺寸为40mm×40mm×160mm，每种掺量下试块有3块，共有试块144块，试验表明硫酸钙晶须对水泥材料性能的影响。 其次，研究了硫酸钙晶须-聚丙烯纤维混凝土试件与力学特性，试验主要是针对不同掺量硫酸钙晶须与聚丙烯纤维下混凝土试块的抗折强度与抗压强度进行试验研究，抗折试验试块尺寸为100mm×100mm×400mm，抗压试验试块尺寸为100mm×100mm×100mm，每种掺量下试块有3块，抗折抗压试块共有96块。试验分析了在单掺硫酸钙晶须，单掺聚丙烯纤维和混掺硫酸钙晶须与聚丙烯纤维下混凝土抗折抗压强度的变化影响，此外还分析了硫酸钙晶须与聚丙烯纤维在混凝土中的混杂效应。 最后，针对试验中出现的试验结果与试验现象，分析了硫酸钙晶须对水泥基符合材料影响机理，揭示了在提高水泥基复合材料强度的过程中，硫酸钙晶须与聚丙烯纤维的分工与作用。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1课题研究的背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1硫酸钙晶须国内外研究现状

1．2．2 纤维混凝土国内外研究现状

1．2．3 混杂纤维混凝土国内外研究现状

1．3本文研究主要内容

第2章硫酸钙晶须水泥基试件与力学特性试验分析

2．1试验材料

2．1．1水泥

2．1．2水

2．1．3硫酸钙晶须

2．2试验设备

2．3试件制备

2．3．1掺量选择

2．3．2试件尺寸

2．3．3制作步骤

2．3．4试件养护

2．4水泥基材料工作性能试验

2．4．1流动度试验方案

2．4．2流动度试验结果

2．4．3流动度试验数据分析

2．4．4初、终凝时间试验方案

2．4．5初、终凝时间试验结果

2．4．6初、终凝时间数据分析

2．5抗折试验

2．5．1实验仪器

2．5．2试验方法

2．5．3试验结果

2．5．4试验结果分析

2．6抗压试验

2．6．1试验方法

2．6．2试验结果

2．6．3试验结果分析

2．7不同晶须对水泥影响的对比

第3章硫酸钙晶须-聚丙烯纤维混凝土试件与力学特性试验分析

3．1 前言

3．2试验材料

3．2．1水泥

3．2．2水

3．2．3砂

3．2．4石子

3．2．5硫酸钙晶须

3．2．6聚丙烯纤维

3．3混凝土配合比设计

3．3．1计算混凝土的配合比

3．3．2混凝土配合比调整

3．3．3晶须与纤维掺量确定

3．4试验设备

3．5试块制作

3．5．1试块尺寸

3．5．2试件制作流程

3．6抗折强度试验

3．6．1试验设备

3．6．2试验步骤

3．6．3数据处理

3．6．4试验结果

3．6．5试验结果分析

3．7抗压强度试验

3．7．1试验设备

3．7．2试验步骤

3．7．3数据处理

3．7．4试验结果

3．7．5试验结果分析

3．8混杂效应分析

第4章硫酸钙晶须对水泥基复合材料影响机理分析

4．1纤维增强机理

4．1．1复合材料理论

4．1．2纤维间距理论

4．2耗能机理

4．2．1纤维拔出功

4．2．2纤维断裂功

4．3晶须增强机理

4．3．1 裂纹桥接

4．3．2裂纹偏转

4．3．3 晶须拔出

4．4混杂纤维混凝土破坏机理分析

第5章结论与展望

5．1主要结论

5．2展望

参考文献

致谢