生态型高延性水泥基复合材料制备、关键性能及机理研究

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1、隶劫大·璺硕士学位论文万方数据生态型高延性水泥基复合材料制备、关键性能及机理研究本论文获校企合作项目“高铁轨道板弹性垫层用生态超高延性PVA纤维混凝土”(8512000210)资助万方数据RESEARCHONPREPERATION,KEYPERFORMANCEANDMECHANISMOFECO．HIGHDUCTILITYCEME]NTITIOUSCOMPOSITESAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYZhangLihuiSupervisedby

2、Prof．SunW．eiandAssociateProf．GuoLipingSchoolofMaterialsScienceandEngineeringSoutheastUniversityMarch2014万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的毕业论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：垄塑堕

3、日期：竺!兰!：y东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交毕业论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：鏊鱼堑导师签名：：Ⅻ生日期：2．,,o／4-、1i．弓万方数据摘要高延性水泥基复合材料(HighDuctilityCementationsComposites，HDCC)具有单轴拉伸延性高、裂缝宽度控制

4、能力优异、渗透率低和耐久性良好等优异性能，是高性能纤维增强水泥基复合材料中的一种。HDCC在设计理论、性能等方面已取得了大量的研究成果。然而，由于皿CC设计理论体系尚不完善、制备HDCC所用日本进口PVA纤维和磨细石英砂的高昂材料成本、工程安全要求的特殊性能研究尚属空白，使其在国内工程的广泛应用受到限制。本文以推动和实现HDCC在国内的大面积推广应用为目标，结合HDCC基本设计理论和流变理论，选用粒径不大于1．18mm且经级配优选的普通河砂代替磨细石英砂、高性价比的国产优质PVA纤维代替日产PVA纤维及大掺量粉煤灰作为主要胶凝材料，制备具有绿色化、国产化和低成本特性

5、的生态型高延性水泥基复合材料(ECO．HDCC)：并以ECO．HDCC为研究对象，对ECO．皿CC浆体的流变行为与PVA纤维分散程度间的相互关系、不同强度等级ECO．HDCC的力学性能、关键耐久性能、水化热、变形特性、抗冲磨性能和高温损伤规律进行了深入和系统的试验研究。首先，提出新的ECO．HDCC设计思路一从新拌浆体流变学特性出发，确定ECO．HDCC浆体的流变学特性一塑性粘度，建立了ECO．HDCC浆体塑性粘度与PVA纤维分散程度的定量关系，为ECO．HDCC高延性的实现提供前提。分别采用流变仪和荧光显微分析技术对12组ECO．HDCC浆体的流变特性以及短切粗P

6、VA纤维在ECO．HDCC基体中的分散程度进行了研究。结果表明：ECO．HDCC浆体的流变行为符合赫切尔．巴尔克(Herschel．Bulkley)模型；合理调整配比中减水剂、粉煤灰和功能性组分的掺量，使浆体塑性粘度在1Pa·S～8Pa·S之间，可保证短切粗PVA纤维在ECO-HDCC基体中的分散系数在0．92以上，实现大体积掺量下短切粗PVA纤维在ECO．HDCC浆体中的均匀分散。其次，制备4个强度等级ECO．HDCC，系统研究其良好的基本力学性能、延性和关键耐久性能。结果表明：1)友堂蛙能：不同强度等级的ECO．HDCC折压比为o．3～0．6；四点弯曲强度范围为

7、9．0MPa～14MPa，跨中挠度为8．0mm～18．0ram：单轴拉伸的极限拉应变最高达1．9％。2)差毽咝么丝能：合理调整ECO．HDCC配比可以提高其抗碳化性能。水胶比0．30、粉煤灰掺量占胶凝材料总量80％、纤维掺量1．5％～2．O％时，ECO．HDCC完全碳化龄期为7d；降低水胶比0．05，ECO．HDCC完全碳化龄期延长至14d；在此基础上将粉煤灰掺量降低至60％时，碳化至28d时ECO．HDCC的碳化深度仅为7mm。再次，为扩大ECO．HDCC在大体积结构、水工结构中的应用，系统评价了4个强万方数据銮童奎兰堡主兰垡笙奎度等级ECO．HDCC的水化热