玄武巖纖維混凝土：抗凍性及凍融環(huán)境下力學(xué)性能研究

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前言
第1章緒論1
1.1玄武巖纖維特性及應(yīng)用1
1.1.1玄武巖纖維特性1
1.1.2玄武巖纖維的應(yīng)用領(lǐng)域2
1.2玄武巖纖維混凝土的力學(xué)性能3
1.2.1玄武巖纖維混凝土基本力學(xué)性能3
1.2.2玄武巖纖維混凝土動(dòng)態(tài)力學(xué)性能4
1.3基于快速凍融方法的玄武巖纖維混凝土抗凍性能研究現(xiàn)狀4
1.4基于單面凍融方法的混凝土抗凍性能研究現(xiàn)狀6
1.5凍融后混凝土孔結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀7
1.5.1混凝土孔結(jié)構(gòu)的分類(lèi)7
1.5.2混凝土孔結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度的關(guān)系8
1.5.3混凝土孔結(jié)構(gòu)與抗凍性能的關(guān)系9
1.6數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用10
1.6.1數(shù)字圖像相關(guān)方法的基本原理及優(yōu)勢(shì)10
1.6.2數(shù)字圖像相關(guān)方法的應(yīng)用11
參考文獻(xiàn)13
第2章玄武巖纖維混凝土抗凍性能研究20
2.1試驗(yàn)概況20
2.1.1試驗(yàn)原材料20
2.1.2試驗(yàn)配合比及成型方法21
2.1.3試驗(yàn)方法22
2.2基于快速水凍融方法的玄武巖纖維混凝土抗凍性31
2.2.1快速水凍融后玄武巖纖維混凝土試件表面形貌31
2.2.2快速水凍融后玄武巖纖維混凝土質(zhì)量損失33
2.2.3快速水凍融后玄武巖纖維混凝土相對(duì)動(dòng)彈性模量34
2.2.4快速水凍融后玄武巖纖維混凝土抗壓強(qiáng)度37
2.2.5快速水凍融后玄武巖纖維混凝土單軸受壓應(yīng)力應(yīng)變曲線影響37
2.2.6快速水凍融后玄武巖纖維混凝土抗折強(qiáng)度39
2.3基于單面水凍融方法的玄武巖纖維混凝土抗凍性41
2.3.1單面水凍融后玄武巖纖維混凝土試件表面形貌41
2.3.2單面水凍融后玄武巖纖維混凝土質(zhì)量損失42
2.3.3單面水凍融后玄武巖纖維混凝土相對(duì)動(dòng)彈性模量43
2.3.4單面水凍融后玄武巖纖維混凝土抗壓強(qiáng)度44
2.4基于SEM的水凍融后玄武巖纖維混凝土微觀形貌分析45
2.4.1試驗(yàn)設(shè)備及方法45
2.4.2水凍融循環(huán)前后未摻玄武巖纖維混凝土形貌46
2.4.3水凍融循環(huán)前后玄武巖纖維混凝土微觀形貌48
2.4.4水凍融循環(huán)后玄武巖纖維混凝土基體/纖維間的界面微觀形貌51
參考文獻(xiàn)54
第3章玄武巖纖維混凝土抗鹽凍性能55
3.1基于快速凍融方法的鹽凍融后玄武巖纖維混凝土抗凍性55
3.1.1快速鹽凍融后玄武巖纖維混凝土試件表面形貌55
3.1.2快速鹽凍融后玄武巖纖維混凝土質(zhì)量損失57
3.1.3快速鹽凍融后玄武巖纖維混凝土相對(duì)動(dòng)彈性模量58
3.1.4快速鹽凍融后玄武巖纖維混凝土抗壓強(qiáng)度60
3.1.5快速鹽凍融后玄武巖纖維混凝土單軸受壓應(yīng)力應(yīng)變曲線61
3.1.6快速鹽凍融后玄武巖纖維混凝土抗折強(qiáng)度62
3.2水與鹽凍融循環(huán)后混凝土損傷對(duì)比分析62
3.2.1水凍融與鹽凍融對(duì)混凝土外觀形貌的影響62
3.2.2水凍融與鹽凍融對(duì)質(zhì)量損失率和相對(duì)動(dòng)彈性模量的影響64
3.2.3水凍融與鹽凍融對(duì)損傷度的影響65
3.3基于單面凍融方法的鹽凍融后玄武巖纖維混凝土抗凍性66
3.3.1單面鹽凍融后玄武巖纖維混凝土試件表面形貌66
3.3.2單面鹽凍融后玄武巖纖維混凝土質(zhì)量損失67
3.3.3單面鹽凍融后玄武巖纖維混凝土相對(duì)動(dòng)彈性模量68
3.3.4單面鹽凍融后玄武巖纖維混凝土抗壓強(qiáng)度69
3.4基于SEM鹽凍融后玄武巖纖維混凝土微觀形貌71
3.4.1鹽凍融循環(huán)前后未摻玄武巖纖維混凝土形貌71
3.4.2鹽凍融循環(huán)前后玄武巖纖維混凝土微觀形貌73
3.4.3鹽凍融循環(huán)后玄武巖纖維混凝土基體/纖維界面微觀形貌75
3.4.4玄武巖纖維混凝土微觀結(jié)構(gòu)分析75
參考文獻(xiàn)77
4.1試驗(yàn)概況79
4.1.1光學(xué)法測(cè)試混凝土微觀孔結(jié)構(gòu)試驗(yàn)過(guò)程79
4.1.2光學(xué)法測(cè)試混凝土微觀孔結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的基本原理80
4.2基于快速凍融方法的水、鹽凍融后玄武巖纖維混凝土微觀孔結(jié)構(gòu)82
4.2.1凍融前后試件微觀孔結(jié)構(gòu)表觀形貌82
4.2.2凍融循環(huán)后玄武巖纖維混凝土微觀孔結(jié)構(gòu)84
4.2.3抗壓強(qiáng)度、凍融損傷度與孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的灰熵分析89
4.3基于單面凍融方法的水、鹽凍融后玄武巖纖維混凝土微觀孔結(jié)構(gòu)93
4.3.1不同纖維摻量下單面水、鹽凍融后玄武巖纖維混凝土孔結(jié)構(gòu)特征93
4.3.2不同凍融次數(shù)下單面水、鹽凍融后玄武巖纖維混凝土孔結(jié)構(gòu)特征94
4.3.3單面水、鹽凍融后玄武巖纖維混凝土孔結(jié)構(gòu)分形分析99
參考文獻(xiàn)104
第5章凍融環(huán)境下玄武巖纖維混凝土的彎曲損傷破壞
5.1試驗(yàn)概況105
5.1.1試驗(yàn)材料105
5.1.2試驗(yàn)方法105
5.2基于DIC的混凝土彎曲損傷破壞性能分析109
5.2.1彎曲破壞過(guò)程109
5.2.2水平應(yīng)變場(chǎng)統(tǒng)計(jì)分析110
5.2.3破壞過(guò)程應(yīng)變雙因子表征111
5.3凍融環(huán)境下玄武巖纖維混凝土的損傷程度因子分析115
5.3.1玄武巖纖維對(duì)損傷程度因子表征曲線的影響115
5.3.2凍融對(duì)損傷程度因子表征曲線的影響116
5.3.3纖維和凍融共同作用對(duì)損傷程度因子表征曲線的影響117
5.4凍融環(huán)境下玄武巖纖維混凝土的損傷局部化因子分析119
5.4.1玄武巖纖維對(duì)損傷局部化因子表征曲線的影響119
5.4.2凍融對(duì)損傷局部化因子表征曲線的影響120
5.4.3纖維和凍融共同作用對(duì)損傷局部化因子表征曲線的影響121
參考文獻(xiàn)122
第6章凍融條件下玄武巖纖維混凝土斷裂性能123
6.1試驗(yàn)概況123
6.1.1試驗(yàn)材料123
6.1.2試驗(yàn)方法123
6.2基于DIC的混凝土的斷裂性能分析124
6.2.1試件三點(diǎn)彎試驗(yàn)斷裂過(guò)程分析124
6.2.2起裂荷載Pini的確定126
6.2.3起裂韌度Kini的確定127
6.2.4失穩(wěn)時(shí)等效裂紋長(zhǎng)ac與失穩(wěn)韌度Ku的確定129
6.3凍融循環(huán)作用下玄武巖纖維混凝土的斷裂性能分析130
6.3.1凍融、纖維摻量對(duì)臨界開(kāi)口位移的影響130
6.3.2凍融、纖維摻量對(duì)斷裂韌度的影響130
6.3.3凍融循環(huán)條件下玄武巖纖維混凝土的斷裂韌度計(jì)算模型133
參考文獻(xiàn)133
第7章凍融環(huán)境下玄武巖纖維混凝土沖擊性能134
7.1試驗(yàn)概況134
7.1.1試驗(yàn)材料134
7.1.2試驗(yàn)方法135
7.2基于DIC的凍融循環(huán)作用下的玄武巖纖維混凝土的沖擊性能分析138
7.2.1全場(chǎng)應(yīng)變138
7.2.2DIC確定初裂沖擊次數(shù)方法139
7.2.3初裂沖擊次數(shù)與最終破壞沖擊次數(shù)140
7.2.4玄武巖纖維摻量對(duì)混凝土抗沖擊性能影響140
7.2.5凍融循環(huán)對(duì)混凝土抗沖擊性能影響142
7.3凍融后玄武巖纖維混凝土抗沖擊性能機(jī)理142
7.3.1纖維摻量的沖擊能量提高率142
7.3.2沖擊能量的凍融損失率與損失速率143
7.3.3纖維微觀增強(qiáng)機(jī)制145
7.3.4凍融循環(huán)的微觀損傷機(jī)制146
參考文獻(xiàn)147
第8章凍融環(huán)境下玄武巖纖維混凝土疲勞性能148
8.1試驗(yàn)概況148
8.1.1試驗(yàn)材料148
8.1.2試驗(yàn)方法148
8.2凍融環(huán)境下玄武巖纖維混凝土疲勞試驗(yàn)結(jié)果分析150
8.2.1疲勞壽命試驗(yàn)結(jié)果150
8.2.2疲勞壽命統(tǒng)計(jì)分析150
8.2.3彎曲疲勞方程153
8.3基于DIC的凍融環(huán)境下玄武巖纖維混凝土疲勞破壞過(guò)程157
8.3.1水平位移全場(chǎng)分析157
8.3.2豎向位移全場(chǎng)分析159
8.3.3裂縫寬度分析159
8.3.4水平應(yīng)變分析162
參考文獻(xiàn)166
彩圖