单向钢纤维增强水泥砂浆的各向异性研究-结构工程专业论文.docx

Dissertation Submitted to Hebei University of Technology for The Master Degree of Structural Engineering STUDY ON THE ANISOTROPY PROPERTIES OF ALIGNED STEEL FIBER REINFORCED CEMENT MORTAR by Wang Cheng Supervisor: Senior Engineer Mu Ru October 2014 原创性声明 本人嚣凰阳明， 1li5l茸的学(iL艳宜，是本人在导师指导下，进行研咒 3 作所阻御 的成阜.跺宜1已经陆明等l刷的内在外.本维也埠主不包古任何他人域靠你已经在嚣 的侈品内称 也不包含本人为在得其他学位而幢用过的材料.时本埠文所带草的研咒 工作能出第脏的必饱个人戚，能f4.均 E位1ψ以明确武启明.本气，您也宜院副馁 1 I的酷幢货任由本人组. 也 λ战 日期，..，川、 11:/ 关于学位论文版权使用授权的说明 本人完全 f嗣博北工业大学虫子帽能.酷 4. 使用学位 ii宜的以下规监学段有 权果酶1)印、蜡印、妇捕、酷l lt辑we;乎自保非iè宜。学4虫4，权提供本学位埠芷盘 文戒习筋骨肉串的阅览服务 z 学位布扭将续性论文份全阳或部分内曹植入有提矗楠依 ilt行植置、里班; 步控 r缸向留草 Ir帽f丁琪If 制 茸茸谙宜的直印件扣且也弓1. 学位埠宜作者础， 日JlI!l，1 Il.1 l 提忽， 1，;.像 EI JOf， 2届牛/)，.)1)，- 摘 要 对钢纤维水泥基拌合物施加磁场，可使其中钢纤维方向与磁感应方向趋于一致， 硬化后制备出单向钢纤维增强水泥基材料。单向钢纤维水泥基材料在纤维增强方向上， 韧性、延性、强度等得到极大增强和提高。然而，由于钢纤维的规律性分布，单向钢 纤维水泥基材料成为一种各向异性材料。目前的研究主要集中在纤维增强方向上的性 能变化，非纤维增强方向上的性能尚待进一步分析研究。针对这种情况，本文对制备 的单向钢纤维水泥基材料力学性能的各向异性性能进行试验研究。主要内容如下： 1. 研究电磁定向阶段钢纤维在水泥基材料中的运动规律，分析了磁场强度、钢 纤维特征、水泥浆体粘度对钢纤维定向运动过程的影响，确定了控制水泥基中钢纤维 方向的方法。 2. 分析了钢纤维方向性对水泥砂浆劈裂抗拉性能的影响，测试了单向钢纤维砂 浆不同方向的劈裂抗拉强度，分析其各向异性，并对其破坏特征进行分析研究。钢纤 维掺量和不同基体强度时钢纤维增强砂浆的劈裂抗拉强度各向异性，分析了不同纤维 方向上的拉压比与抗压强度和劈裂抗拉强度之间的关系。 3. 分析了单向钢纤维对水泥砂浆抗弯性能的增强机理，根据机理建立单向钢纤 维增强砂浆的抗弯强度模型。对单向钢纤维增强水泥砂浆抗弯各向异性进行了试验研 究，测试了不同纤维方向时的弯曲荷载-挠度曲线、弯曲强度、弯曲韧度等性能。 4. 试验研究单向钢纤维增强水泥砂浆不同方向的抗剪性能，分析其抗剪各向异 性，同时与普通钢纤维水泥砂浆的抗剪性能对比，并对单向钢纤维水泥砂浆不同纤维 方向上的破坏形态进行分析研究。 5. 分析了钢纤维方向性对水泥砂浆抗压强度的影响机理，并对抗压强度各向异 性进行试验研究，测试了不同纤维方向时的抗压强度，同时与普通钢纤维水泥砂浆的 抗压性能对比，并对其破坏形态进行分析。 关键词：单向钢纤维增强水泥基复合材料，纤维定向，纤维方向效应系数，劈拉 强度，弯曲强度，抗剪强度，各向异性 I PAGE PAGE IV PAGE PAGE III ABSTRACT The aligned steel fiber reinforced cement based composites material can be prepared though a uniform constant magnetic field which can control the direction of the steel fiber， according to the direction of magnetic induction. In the fiber reinforced direction， its performance had great enhanced and improved such as toughness，ductility，and strength. However, due to the orientation of steel fiber, the aligned steel fiber reinforced cement based composi