目錄
前言
第1章 綜述 1
1.1 相關(guān)背景及意義 1
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3
1.2.1 碳纖維和碳納米管分散性研究現(xiàn)狀 3
1.2.2 纖維增強(qiáng)混凝土研究現(xiàn)狀.7
1.2.3 碳纖維表面改性研究現(xiàn)狀 11
1.2.4 碳納米管–碳纖維復(fù)合多尺度纖維研究現(xiàn)狀 16
1.2.5 混凝土本構(gòu)模型研究現(xiàn)狀 19
1.2.6 混凝土界面過渡區(qū)研究現(xiàn)狀 20
1.2.7 分子模擬研究現(xiàn)狀 22
1.3 現(xiàn)有研究存在的問題與不足 24
1.4 本書研究內(nèi)容 24
第2章 碳納米管–碳纖維復(fù)合多尺度纖維的制備及性能表征 26
2.1 引言 26
2.2 試驗(yàn)原料與儀器設(shè)備 26
2.2.1 原材料及試劑 26
2.2.2 試驗(yàn)儀器及設(shè)備 26
2.3 電泳沉積制備CNT-CF 28
2.3.1 電泳沉積技術(shù) 28
2.3.2 碳纖維表面沉積碳納米管 29
2.3.3 超聲輔助電泳沉積機(jī)理分析 32
2.4 CNT-CF的性能測試與表征 33
2.4.1 CNT-CF表面形貌特征 34
2.4.2 CNT-CF表面化學(xué)狀態(tài) 35
2.4.3 CNT-CF微觀界面剪切 37
2.4.4 CNT-CF的界面增效機(jī)制 38
2.5 小結(jié) 41
第3章 多尺度纖維增強(qiáng)混凝土力學(xué)試驗(yàn)設(shè)計(jì) 42
3.1 引言 42
3.2 混凝土試件的制備 42
3.2.1 原材料及其性能 42
3.2.2 配合比設(shè)計(jì) 46
3.2.3 試件制備 47
3.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法 51
3.3.1 試驗(yàn)方案 51
3.3.2 試驗(yàn)設(shè)備及方法 52
3.3.3 動力試驗(yàn)應(yīng)變率的選擇 55
3.4 SHPB試驗(yàn)原理與相關(guān)技術(shù) 57
3.4.1 SHPB試驗(yàn)基本原理 57
3.4.2 波形整形技術(shù) 58
3.4.3 平均應(yīng)變率的確定 59
3.5 小結(jié) 60
第4章 多尺度纖維增強(qiáng)混凝土靜態(tài)力學(xué)特性研究 62
4.1 引言 62
4.2 靜力強(qiáng)度特性分析 62
4.2.1 抗壓強(qiáng)度 62
4.2.2 抗折強(qiáng)度 64
4.2.3 折壓比 66
4.3 破壞失效模式分析 67
4.3.1 立方體壓縮破壞 67
4.3.2 棱柱體斷裂破壞 70
4.4 與CFRC的對比分析 71
4.5 機(jī)理分析 72
4.6 小結(jié) 74
第5章 多尺度纖維增強(qiáng)混凝土動態(tài)壓縮力學(xué)特性研究 76
5.1 引言 76
5.2 CMFRC的動態(tài)壓縮力學(xué)特性 76
5.2.1 應(yīng)力–應(yīng)變曲線 78
5.2.2 強(qiáng)度特性 80
5.2.3 變形特性 82
5.2.4 沖擊韌性 83
5.2.5 破壞形態(tài) 85
5.3 分析與討論 87
5.4 CMFRC 的動態(tài)壓縮本構(gòu)關(guān)系.88
5.5 小結(jié) 93
第6章 多尺度纖維增強(qiáng)混凝土界面過渡區(qū)研究 95
6.1 引言 95
6.2 試驗(yàn)方法 95
6.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析 99
6.3.1 試驗(yàn)結(jié)果 99
6.3.2 物相體積分?jǐn)?shù)分析 101
6.3.3 界面過渡區(qū)物相分析 107
6.4 混凝土界面過渡區(qū)均勻化模型 108
6.4.1 均勻化理論簡介 108
6.4.2 均勻化模型 109
6.5 小結(jié) 113
第7章 多尺度纖維增強(qiáng)混凝土界面拉拔模擬研究 115
7.1 引言 115
7.2 分子力場 115
7.2.1 分子力場的能量項(xiàng) 115
7.2.2 常見的分子力場 118
7.3 分子系綜 120
7.4 溫度控制方法 121
7.5 動力學(xué)模型的建立 122
7.5.1 碳納米管模型 122
7.5.2 碳纖維初始模型 123
7.5.3 混凝土模型 123
7.5.4 環(huán)氧樹脂模型 125
7.5.5 多尺度纖維/混凝土界面模型 126
7.5.6 普通碳纖維/混凝土界面模型 127
7.5.7 多尺度纖維/環(huán)氧樹脂界面模型 129
7.5.8 普通碳纖維/環(huán)氧樹脂界面模型 130
7.6 相互作用能與界面作用力的計(jì)算 132
7.6.1 相互作用能 133
7.6.2 最大拉拔力 133
7.7 小結(jié) 134
第8章 多尺度纖維增強(qiáng)混凝土的微觀結(jié)構(gòu)及機(jī)理分析 136
8.1 引言 136
8.2 微觀結(jié)構(gòu)測試與分析 136
8.2.1 試樣準(zhǔn)備及測試儀器 136
8.2.2 基于SEM試驗(yàn)技術(shù)的微觀形貌特征分析 138
8.2.3 基于MIP試驗(yàn)技術(shù)的孔隙結(jié)構(gòu)特征分析 140
8.2.4 基于XRD試驗(yàn)技術(shù)的水化物相特征分析 153
8.3 CMFRC的微觀改性機(jī)理分析 156
8.3.1 纖維結(jié)構(gòu)的多尺度設(shè)計(jì) 156
8.3.2 CMFRC的微觀結(jié)構(gòu)物理模型 157
8.3.3 CNT-CF對混凝土的改性機(jī)制 158
8.4 小結(jié) 160
第9章 結(jié)論與展望 161
9.1 結(jié)論 161
9.2 展望 163
參考文獻(xiàn) 165