文档介绍：要摘水泥混凝土是近代最广泛使用的建筑材料,也是当前最大宗的人造材料。由于混凝土具有良好的耐水性、可塑性和原料来源广、生产工艺简单、生产成本低、应用方便等优点一直为工程界所青睐。从发展趋势来看,在今后相当长的时期内水泥混凝土仍起着不可替代的作用,仍将是应用最广、用量最大的建筑材料。但混凝土的自身缺陷也限制了它的应用范围和效果。纤维混凝土可有效的改善混凝土的性能,所以自纤维混凝土问世以来一直受到国内外研究机构和学者的重视。本文研究了纤维在混凝土中的作用机理,分析、总结提出了提高纤维混凝土性能的有效方法和途径。首先研究了纤维与混凝土基体之间界面的粘结性能。从理论方面计算了纤维受力后在脱粘和拔出过程中界面剪应力的变化。并采用弹簧粘结单元用有限元方法模拟了纤维与基体的粘结性能。其次从两方面分析和研究了纤维对混凝土改性的机理。在混凝土硬化过程中纤维改善了混凝土的内部结构,主要表现在减少了混凝土的塑性裂纹和内部微裂纹的数量和尺寸,提高了混凝土材料介质的连续性,从而改善了混凝土的综合性能。在纤维混凝土受力过程中纤维改变了混凝土基体的应力场,从而改变了纤维然后运用断裂力学的观点和方法分析了纤维对混凝土的增强、增韧机理。计算过程中考虑了纤维与混凝土之间相互粘结并滑移的真实过程。在纤维混凝土受力过程中,纤维起到阻止混凝土中原有裂纹以及受力过程中新生裂纹扩展的作用。特别是裂纹上桥联纤维的阻裂作用,使纤维混凝土的强度和韧性得到了不同程度的提高。提高纤维与混凝土界面过渡区的密实度,增加纤维的掺量、长度和表面的粗糙度,都可有效的提高纤维混凝土的强度和韧性。从纤维混凝土的破坏机理出发,推导了纤维混凝土抗拉强度的计算公式。最后总结了纤维对混凝土改性的机理和提高纤维混凝土性能的有效方法,并对进一步的研究工作提出了建议和设想。混凝土的力学性能。关键词:纤维混凝土;有限元:界面粘结;阻裂作用;应力强度因子广东省科技计划项目,广东省自然科学基金资助
.广东工业大学工学硕士学位论文甀,,琧甌瑃甌.,,甇.,,瑃瑆.,,..,.
;籭砖瓼篺;猺籹
,也是当前最大宗的人造材料,与其他常用建筑材料绺痔⒛静摹⑺芰系相比,混凝土具有良好的耐水性、可塑性和原料来源广、生产工艺简单、生产成本低、应用方便等优点。一直为工程界所青睐。从发展趋势来看,在今后相当长的时期内水泥混凝土仍起着不可替代的作用,仍将是应用最广、用量最大的建筑材料。但混凝土的自身缺陷也限制了它的应用范围和效果,所以一直以来人们都在探索高性能混凝土的开发与应用。纤维混凝土就是其中之一,纤维可有效的改善混凝土的物理性能和力学性能,所以自纤维混凝土问世以来一直受到国内外研究机构和学者的重视。本论文的研究也是在这种趋势下进行的。工程中常用的混凝土都不同程度的存在缺陷,从而限制了它的应用范围和效果。主要表现在以下几个方面:炷量贡湫文芰Σ罨炷潦撬嗷春喜牧希局噬鲜舸嘈圆牧希通混凝土其抗拉强度只是抗压强度的/,这使得大部分钢筋混凝土受弯构件在正常使用时处于开裂状态。由于裂缝的存在,周围介质钊缈掌⒑K污水等械挠泻ξ镏噬傅交炷聊诓浚够炷良钚越档停苹盗烁纸畋砻的氧化膜而直接与钢筋发生化学反应,使钢筋逐渐锈蚀。同时钢筋锈蚀又引起周围混凝土膨胀开裂,宏观裂缝显著发展,有害物质更易侵入,如此形成恶性循环。裂缝的存在是降低混凝土耐久性的一个重要原因,而对于高强混凝土其脆性问题尤为突出,反应在其抗拉强度并不能随着抗压强度的提高而同步成比例的增大,高强混凝土的强度如表猯所示【:第一章绪论
.宋炷恋挠诺从表中可以看出,高强混凝土的抗拉强度提高率显著低于抗压强度提高率。高强混凝土的拉压比估慷扔肟寡骨慷鹊谋戎降至/,拉压比值的降低意味着混凝土脆性的增大。混凝土的脆性断裂不仅使材料的高强效能不能得到充分发挥,而且往往带来灾难性的工程事故,所以改善混凝土的脆性成为许多研究者关注的问题。炷聊湍バ圆混凝土硬化过程中表面形成~层水泥浆体面层,其硬度较低。当面层受到反复磨擦、冲击时很容易破坏脱落,影响混凝土的表面质量和耐久性,从而引起结构不断破坏。通常表现为:机械磨损破坏缏访婧统Х康坪的混凝土被反复磨擦、研磨和冲击而剥落,影响车辆行驶⒊逅⒛ニ鹌苹岛推蚀帐破坏喑鱿衷谒そ峁怪。炷量股圆罨炷恋陌韬退└嗨嗤耆璧水不超过水泥质量的%,其余的水在硬化混凝土中形成孔隙,包括毛细孔和胶孔。而毛细孔是水迁移的通道,迁移水可能溶解某些水泥水化物从而破坏混凝土的内部结构,在温度为以下时能在孔中冻结,引起混凝土的冻融破坏,因此混凝土中迁移水是混凝土破坏因素的载体。可以说渗透性是除机械磨损外混凝土各种破坏的根源。提高混凝土的抗渗性可大大提高混凝土的耐久性。纤维混凝土又称纤维增强混凝土,是以混凝土为基材,在其中均匀掺入各