影响钢纤维增强水泥砂浆弹性模量等力学性能的因素及相关统计研究

摘要

本文通篇以钢纤维增强水泥砂浆的弹性模量为线索展开论述，首先通过改变钢纤维的掺量、直径和长度、粉煤灰掺量、水灰比和灰砂比来探讨这些因素对水泥砂浆弹性模量和强度的影响规律，给出了这些参数对水泥基材料弹性模量的最佳值。同时文章还围绕弹性模量，作了3部分的统计研究。第一部分：钢纤维增强水泥砂浆弹性模量的统计学研究。在国内外相关研究报道较少的情况下，首先应用数理统计原理，进行了一系列试探性的实验，以确定所需研究的样本容量大小。然后对试验中所获得的大量钢纤维增强水泥砂浆弹性模量数值的规律性进行了归纳研究。利用样本指标推算总体指标，对总体参数进行估计，并且检验了样本数据的随机性。第二部分：水泥基材料强度与弹性模量的回归分析。文章利用多种数学模型(简单线性、倒数线性)分析了强度(抗压强度与抗折强度)和弹性模量之间的关系。找出了最能精确反映两者之间关系的数学模型，试图将弹性模量作为一个桥梁，由此来非破损地得到有关砂浆强度的信息。文章还比较了回归结果与相关理论所推导得出的关系式所存在的不同。第三部分：钢纤维分布的统计研究。文章首先概括介绍了文献中有关钢纤维分布和排列(取向)的描述和计算方法。分析说明了纤维分散均匀程度的定量指标之一——分散系数β，在计算过程中可能存在的重大偏差。在此基础上提出了改良的计算方法，比较了新、老两种方法的差异。文章还讨论了配合比对分散系数和纤维有效系数的影响，以及分散系数与弹性模量、抗折、抗压强度之间的关系。关键词：弹性模量，钢纤维，强度，纤维分布，统计

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第一章 文献综述

1.1纤维增强混凝土

1.1.1纤维增强混凝土的发展历史

1.1.2纤维的种类和性能

1.1.3纤维增强混凝土的优越性能

1.1.4钢纤维在混凝土中的分布形态

1.1.5钢纤维混凝土的发展前景

1.2混凝土的弹性模量——研究混凝土弹性模量的重要意义

1.2.1水泥混凝土的弹性模量与其收缩、开裂性能密切相关。

1.2.2弹性模量在非破损检测中的应用。

1.3统计技术在混凝土试验中的应用

1.4无损检测技术

第二章 原材料和实验方法

2.1原材料

2.2试件的制作

2.2.1工艺的选择

2.2.2养护方法及龄期

2.3试验仪器

第三章 钢纤维增强水泥砂浆的弹性模量及其力学性能

3.1混凝土材料的弹性模量

3.1.1复合材料弹性模量的计算方法

3.1.2混凝土弹性模量的影响因素

3.2钢纤维混凝土材料的强度

3.2.1钢纤维混凝土的增强理论——纤维间距理论

3.2.2超短钢纤维对混凝土抗压强度的增强

3.2.3钢纤维混凝土强度的影响因素

3.3弹性模量的无损检测方法(敲击法)

3.3.1敲击法测试原理

3.3.2敲击法实验步骤

3.3.3敲击法计算公式

3.3.4敲击法的影响因素

3.4影响钢纤维增强水泥砂浆弹性模量及强度的因素

3.4.1水灰比的影响

3.4.2灰砂比的影响

3.4.3粉煤灰的影响

3.4.4纤维掺量的影响

第四章 钢纤维增强水泥砂浆弹性模量及强度的统计研究

4.1水泥砂浆弹性模量的统计学分析

4.1.1试探性试验

4.1.2样本容量的确定

4.1.3统计数据的收集

4.1.4样本数据的整理

4.1.5样本数据的统计描述

4.1.6总体参数估计(平均数的区间估计)

4.1.7假设检验(游程检验)

4.2钢纤维增强砂浆强度与弹性模量的相关分析和回归分析

4.2.1混凝土抗压强度和弹性模量关系的理论基础

4.2.2实验数据的回归

第五章 混凝土中钢纤维形态分析与计算方法

5.1研究钢纤维分布形态的重要性

5.2钢纤维分布和取向及主要影响因素

5.3钢纤维分布和排列(取向)的描述和计算方法

5.3.1分散系数(或分散度)β

5.3.2纤维有效系数η

5.4实验部分

5.4.1横截面分块大小的确定

5.4.2两种小正方形划分方法的比较

5.4.3配合比对分散系数和纤维有效系数的影响

5.4.4分散系数与弹性模量，抗压、抗折强度的关系

第六章 总结

致谢

参考文献

附录