水泥基材料弹性模量预测

水泥基材料弹性模量预测

论文摘要

众所周知,由于水泥颗粒分布受集料表面的影响,在混凝土集料与水泥石之间形成特殊的结构一界面,正是由于界面的存在,可以将混凝土看成是一种由集料、水泥石基体和界面所组成的三相复合材料。这样,混凝土的宏观性能在很大的程度上取决于这三相组分的体积率、弹性模量及其相互作用。所以,研究水泥石基体的弹性模量以及界面的不均匀性对混凝土弹性模量的影响,对于进一步了解混凝土宏观物理力学性能具有重要的理论和实际意义。本文主要提出了硬化水泥石和考虑不均匀界面时混凝土弹性模量的预测方法。基于两相复合材料弹性模量的精确解,提出了硬化水泥石弹性模量预测的分级模拟方法。通过与文献中的实验结果进行比较,初步验证了本文方法的有效性。在考虑界面不均匀性的基础上,提出了混凝土弹性模量预测的解析法,与文献中所报道的两组实验结果比较,验证了本文方法的有效性。通过进一步的数值分析,定量地讨论了最大骨料直径、最大水泥颗粒直径、水灰比和骨料级配对混凝土弹性模量的影响。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 混凝土中的界面
  • 1.2 界面对混凝土弹性模量的影响
  • 1.3 硬化水泥石弹性模量
  • 1.4 混凝土弹性模量预测
  • 1.5 本文的主要工作
  • 第二章 混凝土细观结构与力学基本理论
  • 2.1 水泥石基体中各组分的体积率
  • 2.2 界面体积率
  • 2.3 两相复合材料的广义自洽模型及其解
  • 2.3.1 两相复合材料的有效体积模量
  • 2.3.2 两相复合材料的有效剪切模量
  • 2.4 本章小节
  • 第三章 硬化水泥石弹性模量预测的分级模拟方法
  • 3.1 硬化水泥石的化学组成及其弹性性质
  • 3.2 纳米压痕技术简介
  • 3.3 硬化水泥石弹性模量的分级模拟
  • 3.4 实验验证
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 考虑不均匀界面时混凝土弹性模量预测
  • 4.1 界面层上的孔隙率分布
  • 4.2 混凝土弹性模量
  • 4.2.1 界面球壳单元和水泥石基体的弹性模量
  • 4.2.2 混凝土弹性模量
  • 4.3 实验验证
  • 4.4 影响因素分析
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 结论和建议
  • 5.1 基本结论
  • 5.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表的学术论文
  • 相关论文文献

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