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石墨砂浆渗浇钢纤维混凝土的机敏性能研究

作　者: 孙维才
导　师: 洪雷
学　校: 大连理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 渗浇机敏性能电阻变化率叠合梁循环荷载
分类号: TU578.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 64次
引　用: 1次
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内容摘要

本文利用钢纤维和石墨等材料作为导电相，对渗浇砂浆进行了电性能改性，利用SIFCON制造工艺，成功制成了石墨砂浆渗浇钢纤维混凝土(Graphite Slurry Infiltrated Fiber Concrete，简称GSIFCON)。文中对GSIFCON的导电性能和机敏性能进行了研究，并根据工程应用的需要，研究了GSIFCON在各种荷载作用下的自感知、自诊断、自适应等能力。论文共分为四部分，具体内容如下： 1、在对GSIFCON的导电性能测试过程中，本文对各种测试方法进行了比较分析，选择既能较好地测量GSIFCON的电阻率变化、又能适应工程中应用的测试方法，为将研究成果应用于实际工程做好初期的准备工作。 2、对由GSIFCON浇筑而成的棱柱体进行轴心受压试验，在加载过程中，通过预埋于试件中的电极测量试件中部GSIFCON的电阻率的变化情况，将其与试件的轴向位移、纵向应变和横向应变进行比较。结果表明：GSIFCON具有压敏性能。 3、对由普通混凝土和GSIFCON叠合而成的小梁进行三分点加载试验，测试小梁上部和下部的GSIFCON电阻率的变化情况，并将其与荷载、小梁跨中的挠度、应变以及小梁的破坏情况等进行比较分析。分析结果表明，GSIFCON具有拉敏性能。 4、将GSIFCON叠合于钢筋混凝土梁中的不同位置，并在梁的纯弯区和剪弯区布置电极。通过对钢筋混凝土梁施加单调加载、不同加载制度的循环加载、多次循环加载等加载过程，来分析在各种实际应用中可能遇到的情况时，GSIFCON对梁的变形、挠度、应变以及梁本身的健康情况等的监测能力。试验结果表明：GSIFCON具有对结构的健康情况等进行监测、检测等机敏性能。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
1 绪论  9-21
  1.1 研究背景与意义  9-10
  1.2 智能混凝土的研究和概况  10-13
    1.2.1 自诊断机敏混凝土  11
    1.2.2 自调节机敏混凝土  11-12
    1.2.3 自修复机敏混凝土  12-13
  1.3 机敏混凝土的研究与进展  13-17
    1.3.1 碳纤维机敏混凝土  14-16
    1.3.2 钢渣机敏混凝土  16-17
    1.3.3 钢纤维石墨复相导电混凝土  17
  1.4 本文研究的出发点  17-19
  1.5 本文的研究内容  19-21
2 GSIFCON的导电性能研究  21-32
  2.1 试件的制备  21-24
    2.1.1 试样原材料  21
    2.1.2 注浆配合比设计  21-22
    2.1.3 电极的选择与制作  22-23
    2.1.4 试样的制作与养护  23-24
  2.2 导电性能测试方法  24-25
  2.3 GSIFCON的电阻率随龄期的变化  25-27
  2.4 两种电极导电性能比较  27-28
  2.5 测试方法的影响  28-29
  2.6 电源对电阻率测量的影响  29-31
  2.7 本章小结  31-32
3 GSIFCON的压敏性能  32-45
  3.1 试验准备  32-33
    3.1.1 试样原材料  32
    3.1.2 注浆配合比  32
    3.1.3 电极的制作  32-33
  3.2 试件的浇筑  33-34
  3.3 导电性能测试  34-37
  3.4 压敏性能试验  37-41
    3.4.1 加载设备与采集系统  37-39
    3.4.2 测试电路与加载过程  39
    3.4.3 试验结果与分析  39-40
    3.4.4 GSIFCON的导电机理分析  40-41
  3.5 GSIFCON的强度试验  41-44
    3.5.1 GSIFCON强度试验装置  42-43
    3.5.2 试验结果与分析  43-44
  3.6 本章小节  44-45
4 GSIFCON在叠合小梁上的应用  45-62
  4.1 试验准备  45-46
    4.1.1 试样原材料  45
    4.1.2 配合比设计  45
    4.1.3 电极的制作  45-46
  4.2 试件的制作  46-47
  4.3 导电性能测试方案的选择  47-50
    4.3.1 导电性能测试方案  47-48
    4.3.2 导电性能测试结果分析  48-50
  4.4 小梁受弯加载试验  50-61
    4.4.1 试验仪器及设备  50-52
    4.4.2 试验结果与分析  52-61
  4.4 本章小结  61-62
5 GSIFCON机敏混凝土在钢筋混凝土梁中的应用  62-96
  5.1 试验概况  62-67
    5.1.1 试验梁设计  62-63
    5.1.2 电极的布置  63-64
    5.1.3 加载装置及加载方案  64-66
    5.1.4 测试电路  66-67
  5.2 试验结果分析  67-95
    5.2.1 GSIFCON位于梁底部时的单调加载  67-69
    5.2.2 GSIFCON位于梁底部时的循环加载  69-79
    5.2.3 GSIFCON位于梁顶部时的循环加载  79-89
    5.2.4 GSIFCON位于梁底部时的多次循环加载  89-95
  5.3 本章小节  95-96
6. 结论与展望  96-98
  6.1 结论  96-97
  6.2 展望  97-98
参考文献  98-102
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  102-103
致谢  103-104

石墨砂浆渗浇钢纤维混凝土的机敏性能研究

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