【摘要】：在水泥砂漿中摻加纖維可以改善材料的脆性,增加其韌性、提高試件的抗拉強(qiáng)度以及抗裂性能。特別是聚丙烯腈纖維由于具有拉伸應(yīng)變硬化、伸長(zhǎng)率大以及在水泥砂漿中分散均勻等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用前景更加廣泛。但是單一纖維在某一方面(或者某些方面)存在不足,為了進(jìn)一步改善其性能,通過(guò)在聚丙烯腈纖維中摻加一定量的超高分子量聚乙烯纖維來(lái)提高試件的抗沖擊性能、韌性以及抗拉強(qiáng)度等力學(xué)性能,當(dāng)前對(duì)這兩種纖維的混雜研究比較缺乏。本文開(kāi)展了對(duì)混雜纖維的力學(xué)性能研究,主要工作是制備四種不同摻量聚丙烯腈纖維試件(0、0.3%、0.4%、0.5%)、四種不同摻量的超高分子量聚乙烯纖維試件(0、0.3%、0.4%、0.5%)以及四種不同摻量混雜纖維試件(0、C0.2%+J0.3%、C0.25%+J0.25%、C0.3%+J0.2%)進(jìn)行靜態(tài)壓縮、劈裂試驗(yàn)以及采用霍普金森壓桿(SHPB)進(jìn)行動(dòng)態(tài)壓縮、劈裂試驗(yàn),對(duì)材料進(jìn)行力學(xué)性能研究,采用連續(xù)數(shù)字圖像采集與分析技術(shù)對(duì)纖維水泥砂漿試件裂縫的動(dòng)態(tài)走向以及破壞的過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察,最后采用有限元軟件對(duì)混雜纖維的水泥砂漿材料進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算,主要研究結(jié)果如下:(1)設(shè)計(jì)配合比,對(duì)不同摻量的纖維水泥砂漿試件進(jìn)行靜態(tài)壓縮與劈裂試驗(yàn)。在高強(qiáng)度水泥砂漿中聚丙烯腈纖維的摻加對(duì)試件的抗壓強(qiáng)度會(huì)造成一定程度的損失,混雜纖維可以減少基體強(qiáng)度的損失,纖維的摻加可以提高試件的抗拉強(qiáng)度,混雜纖維F3試件可以提高29.74%抗拉強(qiáng)度;從采集的圖片,可以清晰看到試件裂縫走向、破壞形式與素水泥砂漿有明顯區(qū)別,主要是纖維在水泥砂漿中形成錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)格,改變了力在試件內(nèi)部的傳遞路徑,提高了基體的韌性。(2)對(duì)纖維水泥砂漿試件進(jìn)行動(dòng)態(tài)壓縮、劈裂試驗(yàn),采用二波法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到動(dòng)態(tài)壓縮、劈裂的應(yīng)力-應(yīng)變曲線以及動(dòng)態(tài)劈裂的能量耗散圖,對(duì)抗壓強(qiáng)度、應(yīng)變、抗拉強(qiáng)度、能量吸收以及破壞形態(tài)進(jìn)行分析,混雜纖維可以明顯提高材料的抗沖擊性能,提高試件的韌性,混雜纖維F3試件可以提高抗拉強(qiáng)度以及能量吸收分別為:17.76%、60.65%,不同類型的纖維對(duì)材料的應(yīng)變以及能量吸收有不同程度的影響,主要是纖維對(duì)水泥砂漿作用的機(jī)理不同造成的。(3)通過(guò)ANSYS/LS-DYNA軟件對(duì)混雜纖維水泥砂漿進(jìn)行數(shù)值模擬,采用不同沖擊速度對(duì)試件進(jìn)行撞擊,獲得不同時(shí)刻試件的應(yīng)力云圖以及試件破壞歷程圖,從應(yīng)力波角度分析試件的破壞形態(tài),試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬的結(jié)果基本吻合。
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ177.62
【圖文】：

304.96 7.09 0 304.96 7.09 0 304.96 7.09 0 304.96 7.09 0.2 304.96 7.09 0.25 304.96 7.09 0.3 泥：砂子：水：外加劑=1:1.38:0.4泥公司制造的石井牌 P.O 普通硅強(qiáng)型），如下圖 2-1，表 2-2 是水

表 2-2 水泥參數(shù)三氧化硫含量 氧化鎂含量 水泥細(xì)度 2.12% 0.90% 1.10% 品種 出廠標(biāo)準(zhǔn) 初凝試件 通用水泥 P.O42.5R 2.33（h) 大粒徑 2mm，細(xì)度模數(shù) 2.7，如圖 2-2。來(lái)水采用上海臣啟化工科技有限公司提供 1kg 粉末化學(xué)性能穩(wěn)定，效果好，是一種高性能減水劑高、強(qiáng)度、早強(qiáng)、增強(qiáng)優(yōu)越，對(duì)水泥適應(yīng)性強(qiáng)塌落度，改善和易性和施工性能。圖 2-3 粉末減萘系減水劑參數(shù)。

物理、化學(xué)性能穩(wěn)定，效果好，是一種高性能減水劑。提高減水率高、強(qiáng)度、早強(qiáng)、增強(qiáng)優(yōu)越，對(duì)水泥適應(yīng)性強(qiáng)。摻入提高塌落度，改善和易性和施工性能。圖 2-3 粉末減水劑 2-4 萘系減水劑參數(shù)。圖 2-2 河沙

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2756054