混凝土材料是目前建筑工程中使用量最多的建筑材料之一,然而作為一種非均質(zhì)多孔脆性材料,混凝土結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)局部開裂或損傷等現(xiàn)象。如何減少開裂、修復(fù)裂縫成為了建筑界亟需解決的問題之一。自修復(fù)混凝土材料的出現(xiàn)為建筑行業(yè)提供了高效、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的修復(fù)方法。本文研究了基于仿生學(xué)原理的脲醛樹脂(UF)微膠囊型自修復(fù)水泥基材料的力學(xué)性能與界面特性,意在分析討論脲醛樹脂微膠囊與水泥基體之間的相互作用與影響。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)UF微膠囊的表面形貌與力學(xué)性能研究:通過SEM分析得到微膠囊為表面粗糙且分布有不均勻顆粒的球狀物質(zhì);設(shè)計了四組經(jīng)過不同環(huán)境處理后的微膠囊試樣用于進(jìn)行納米壓痕測試,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過模擬孔溶液(PH=13)處理后的微膠囊力學(xué)性能最好且表現(xiàn)出不同的變形及回復(fù)特性。(2)水泥基復(fù)合材料試樣的表面形貌及力學(xué)性能研究:設(shè)計了僅含有水泥凈漿與UF微膠囊的水泥基復(fù)合材料試樣。基于SEM圖像、三維輪廓掃描、納米壓痕測試以及納米劃痕測試結(jié)果,發(fā)現(xiàn)水泥基體的力學(xué)性能遠(yuǎn)優(yōu)于微膠囊,靠近微膠囊的水泥基體力學(xué)性能有所下降,兩者之間存在寬度約10-15μm的力學(xué)性能過渡區(qū),其力學(xué)性能介乎于水泥基體與微膠囊...

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 研究背景
    1.3 自修復(fù)混凝土技術(shù)及水泥基材料微觀力學(xué)性能的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 自修復(fù)混凝土方法介紹及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 水泥基材料的微觀力學(xué)性能研究現(xiàn)狀
    1.4 現(xiàn)有研究不足及本文研究內(nèi)容
第2章 試樣制備及測試方法介紹
    2.1 引言
    2.2 原脲醛樹脂微膠囊的制備
        2.2.1 微膠囊制備工藝流程
        2.2.2 脲醛樹脂微膠囊的幾何參數(shù)
    2.3 脲醛樹脂微膠囊及水泥基復(fù)合材料試樣的制備與處理
        2.3.1 脲醛樹脂微膠囊的納米壓痕試樣處理方法及制備過程
        2.3.2 水泥基復(fù)合材料的試樣制備及處理
    2.4 納米壓痕測試原理及試驗(yàn)方法
        2.4.1 納米壓痕測試基本原理
        2.4.2 納米壓痕測試設(shè)備及方法
    2.5 納米壓痕測試原理及試驗(yàn)方法
        2.5.1 納米劃痕測試基本原理
        2.5.2 納米劃痕測試方法
    2.6 本章小結(jié)
第3章 脲醛樹脂微膠囊及水泥基復(fù)合材料試樣的表明形貌及納米壓痕測試結(jié)果分析
    3.1 引言
    3.2 試樣表面形貌特征分析
    3.3 脲醛樹脂微膠囊的納米壓痕測試研究
        3.3.1 納米壓痕硬度與彈性模量
        3.3.2 彈性回復(fù)率
    3.4 水泥基復(fù)合材料試樣的力學(xué)性能評定
        3.4.1 納米壓痕硬度和彈性模量
        3.4.2 荷載-位移曲線分析
        3.4.3 水泥基體對微膠囊力學(xué)性能的影響討論
    3.5 本章小結(jié)
第4章 水泥基復(fù)合材料試樣的納米劃痕力學(xué)性能及界面特性分析
    4.1 引言
    4.2 納米劃痕測試結(jié)果分析
    4.3 納米劃痕硬度分析
    4.4 水泥基與微膠囊的界面過渡區(qū)討論
    4.5 本章小結(jié)
第5章 水泥基復(fù)合材料試樣的力學(xué)性能模擬及幾何分析
    5.1 引言
    5.2 納米壓痕測試(5000nm)結(jié)果分析
    5.3 水泥基復(fù)合材料的有限元模型建立
    5.4 有限元模擬結(jié)果分析
        5.4.1 界面接觸參數(shù)對模擬結(jié)果的影響
        5.4.2 微膠囊彈性模量對模擬結(jié)果的影響
        5.4.3 模擬結(jié)果分析
    5.5 幾何理論模型建立與分析
    5.6 本章小節(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果
指導(dǎo)教師對研究生學(xué)位論文的學(xué)術(shù)評語
學(xué)位論文答辯委員會決議書



本文編號：3801947