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环保型水泥基复合材料制备工艺及性能的试验研究

作　者: 李昕杨
导　师: 鲍文博；王颖
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 环保型 水泥基复合材料 尾矿砂 聚乙烯醇纤维
分类号: TU599
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


环保型水泥基复合材料(Ecological Engineered Cementitious Composites简称ECO-ECC)是在工程水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites简称ECC)的基础上用铁矿尾砂代替细磨石英砂,用粉煤灰代替部分水泥制备出的新型水泥基复合材料。它不仅降低了ECC的造价而且充分实现了工业废料的回收利用,极大程度的保护了环境,削弱了尾矿砂和粉煤灰对环境的危害。本文主要对ECO-ECC的制备工艺和工作性能及力学性能进行了试验研究与介绍,具体内容如下:(1)基于工程水泥基复合材料技术,确定了ECO-ECC的初始配合比,通过工作性能及力学性能的反复试验,不断调整改进,最终获得ECO-ECC的优化配合比。(2)本文进行了ECO-ECC材料的工作性能试验研究,测得拌合物的坍落度、扩展时间T50以及拌合物流动停止时间等试验数据,制备出具有良好流动性的ECO-ECC制品。(3)本文进行了ECO-ECC材料的力学性能试验研究,对所得到的试验数据进行了详细的分析。完成了三点弯曲试验和立方体劈裂试验,讨论了ECO-ECC材料的弯曲承载能力和劈裂抗拉强度。通过梁和薄板的四点弯曲试验,讨论了ECO-ECC在不同纤维掺量下的弯曲韧性。(4)本文通过ECO-ECC材料的制备及工作性能和力学性能的试验研究,对纤维掺量和纤维长度等因素对ECO-ECC材料力学性能的影响进行了定性和定量的分析,优化了ECO-ECC材料的配合比及制备工艺。本文研发的ECO-ECC材料,不仅具有良好的工作性能及力学性能,还囊括了尾矿砂的回收利用、环保节能等优点,经济效益和社会效益显著,应用前景光明,本文的研究成果对ECO-ECC的科学研究和工程应用有着很好的参考意义。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-33
  1.1 课题来源及背景  10-15
    1.1.1 混凝土在现代工程中的高性能要求  10-11
    1.1.2 纤维增强水泥基复合材料的研究发展  11-14
    1.1.3 新型绿色纤维增强水泥基复合材料的研究发展  14-15
  1.2 纤维增强水泥基复合材料的性能优点  15-21
  1.3 国内外对纤维增强水泥基复合材料的研究与应用概况  21-30
    1.3.1 国内外对纤维增强水泥基复合材料的理论研究概况  21-24
    1.3.2 国内外对纤维增强水泥基复合材料的试验研究概况  24-27
    1.3.3 国内外对纤维增强水泥基复合材料的应用概况  27-30
  1.4 环保型水泥基复合材料的研究意义  30-32
  1.5 本文主要研究内容  32-33
第二章 配合比及制备工艺  33-43
  2.1 配合比  33-36
    2.1.1 原料  33-35
    2.1.2 配合比的调整与优化  35-36
  2.2 制备工艺  36-38
    2.2.1 制备设备  36-37
    2.2.2 制备工艺的调整与优化  37-38
  2.3 制备工艺对工作性能的影响  38-40
  2.4 试件的成型与养护  40-41
  2.5 新制ECO-ECC的早期抗裂效果  41-43
第三章 环保型水泥基复合材料的试验研究  43-63
  3.1 引言  43-44
  3.2 三点弯曲试验  44-47
    3.2.1 试验概况  44-45
    3.2.2 试验结果分析  45-47
    3.2.3 结论  47
  3.3 劈裂试验  47-50
    3.3.1 试验概况  47-48
    3.3.2 试验结果分析  48-50
    3.3.3 结论  50
  3.4 梁的四点弯曲试验  50-59
    3.4.1 试验概况  50-51
    3.4.2 实验结果分析  51-59
    3.4.3 结论  59
  3.5 板的四点弯曲试验  59-63
    3.5.1 试验概况  59-60
    3.5.2 实验结果分析  60-62
    3.5.3 结论  62-63
第四章 ECO-ECC力学性能的理论分析  63-71
  4.1 理论分析观点  63-64
  4.2 纤维对ECO-ECC力学性能的影响  64-65
  4.3 ECO-ECC弯曲韧性的理论分析  65-71
    4.3.1 弯曲韧性的理论分析方法  65-67
    4.3.2 ECO-ECC弯曲韧性的理论分析过程  67-71
第五章 结论  71-72
参考文献  72-75
在学研究成果  75-76
致谢  76

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑材料 > 其他特种材料 > 复合材料
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