玄武巖纖維混凝土：抗凍性及凍融環(huán)境下力學性能研究

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前言
第1章緒論1
1.1玄武巖纖維特性及應用1
1.1.1玄武巖纖維特性1
1.1.2玄武巖纖維的應用領域2
1.2玄武巖纖維混凝土的力學性能3
1.2.1玄武巖纖維混凝土基本力學性能3
1.2.2玄武巖纖維混凝土動態(tài)力學性能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凍融后混凝土孔結構研究現(xiàn)狀7
1.5.1混凝土孔結構的分類7
1.5.2混凝土孔結構與強度的關系8
1.5.3混凝土孔結構與抗凍性能的關系9
1.6數(shù)字圖像相關技術及應用10
1.6.1數(shù)字圖像相關方法的基本原理及優(yōu)勢10
1.6.2數(shù)字圖像相關方法的應用11
參考文獻13
第2章玄武巖纖維混凝土抗凍性能研究20
2.1試驗概況20
2.1.1試驗原材料20
2.1.2試驗配合比及成型方法21
2.1.3試驗方法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量損失33
2.2.3快速水凍融后玄武巖纖維混凝土相對動彈性模量34
2.2.4快速水凍融后玄武巖纖維混凝土抗壓強度37
2.2.5快速水凍融后玄武巖纖維混凝土單軸受壓應力應變曲線影響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量損失42
2.3.3單面水凍融后玄武巖纖維混凝土相對動彈性模量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試驗設備及方法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量損失57
3.1.3快速鹽凍融后玄武巖纖維混凝土相對動彈性模量58
3.1.4快速鹽凍融后玄武巖纖維混凝土抗壓強度60
3.1.5快速鹽凍融后玄武巖纖維混凝土單軸受壓應力應變曲線61
3.1.6快速鹽凍融后玄武巖纖維混凝土抗折強度62
3.2水與鹽凍融循環(huán)后混凝土損傷對比分析62
3.2.1水凍融與鹽凍融對混凝土外觀形貌的影響62
3.2.2水凍融與鹽凍融對質量損失率和相對動彈性模量的影響64
3.2.3水凍融與鹽凍融對損傷度的影響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量損失67
3.3.3單面鹽凍融后玄武巖纖維混凝土相對動彈性模量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構分析75
參考文獻77
4.1試驗概況79
4.1.1光學法測試混凝土微觀孔結構試驗過程79
4.1.2光學法測試混凝土微觀孔結構試驗的基本原理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構82
4.2.1凍融前后試件微觀孔結構表觀形貌82
4.2.2凍融循環(huán)后玄武巖纖維混凝土微觀孔結構84
4.2.3抗壓強度、凍融損傷度與孔結構參數(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構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構特征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構特征94
4.3.3單面水、鹽凍融后玄武巖纖維混凝土孔結構分形分析99
參考文獻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試驗概況105
5.1.1試驗材料105
5.1.2試驗方法105
5.2基于DIC的混凝土彎曲損傷破壞性能分析109
5.2.1彎曲破壞過程109
5.2.2水平應變場統(tǒng)計分析110
5.2.3破壞過程應變雙因子表征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玄武巖纖維對損傷程度因子表征曲線的影響115
5.3.2凍融對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玄武巖纖維對損傷局部化因子表征曲線的影響119
5.4.2凍融對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損傷局部化因子表征曲線的影響121
參考文獻122
第6章凍融條件下玄武巖纖維混凝土斷裂性能123
6.1試驗概況123
6.1.1試驗材料123
6.1.2試驗方法123
6.2基于DIC的混凝土的斷裂性能分析124
6.2.1試件三點彎試驗斷裂過程分析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)時等效裂紋長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、纖維摻量對臨界開口位移的影響130
6.3.2凍融、纖維摻量對斷裂韌度的影響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算模型133
參考文獻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試驗概況134
7.1.1試驗材料134
7.1.2試驗方法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全場應變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玄武巖纖維摻量對混凝土抗沖擊性能影響140
7.2.5凍融循環(huán)對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纖維微觀增強機制145
7.3.4凍融循環(huán)的微觀損傷機制146
參考文獻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試驗概況148
8.1.1試驗材料148
8.1.2試驗方法148
8.2凍融環(huán)境下玄武巖纖維混凝土疲勞試驗結果分析150
8.2.1疲勞壽命試驗結果150
8.2.2疲勞壽命統(tǒng)計分析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程157
8.3.1水平位移全場分析157
8.3.2豎向位移全場分析159
8.3.3裂縫寬度分析159
8.3.4水平應變分析162
參考文獻166
彩圖