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1、本 科 生 毕 业 论 文论文题目:椰壳混凝土力学驰豫现象的研究姓 名：张波专 业：物理学（师范类）年 级：2015级学 院：物理与电子工程完成日期：2019年5月指导教师：王德波（高级工程师）目 录1研究背景21.1混凝土与资源的关系21.2混凝土与环境的关系21.3混凝土的发展31.4椰壳与混凝土的关系32我国椰壳混凝土技术发展的现状42.1混凝土外加剂技术现状42.2复合型混凝土的发展现状42.3椰壳混凝土的制备理论52.4椰壳的副产品的发展53样品的制备与测量63.1准备原料63.2制备不加椰壳的样品63.3制备替代0.5-0.8mm沙子的样品63.4制备替代1-3mm的样品73.5制

2、备加椰丝纤维的样品73.6样品的测量74实验数据分析84.1椰壳替代细砂粒样品的蠕变行为84.1.1单一椰壳含量样品在不同应力载荷下的蠕变为84.1.2椰壳替代砂粒比例对样品蠕变行为的影响104.2椰壳替代粗砂粒样品的蠕变行为114.2.1单一椰壳含量样品在不同应力载荷下的蠕变为114.2.2椰壳替代砂粒比例对样品蠕变行为的影响134.3椰壳纤维对样品蠕变行为的影响144.3.1不同载荷下样品的蠕变行为145 结论15参考文献16致谢3椰壳混凝土力学驰豫现象的研究作者：张波 指导教师：王德波（海南师范大学物理与电子工程学院，海口，571158)摘要：本文主要研究的椰壳混凝土样品颗粒的应力松弛和

3、蠕变规律，并采用指数模型拟合了实验结果，再对实验的数据进行归一化的处理。结果显示，所以施加应力的增大蠕变的应变也逐渐增大，椰壳混凝土样品的弛豫时间变短。加入椰壳的量增大蠕变的应变变大，样品的硬度减小。加入椰丝对椰壳混凝土的整体特性没有过多地影响，当加入椰丝的长度增大蠕变应变增大。本文探索影响椰壳混凝土弛豫现象的因素，主要有椰壳加入量，替代沙粒的尺寸和加入椰丝纤维的长度。为发展椰壳混凝土技术提供了一定的参考数据，也验证了椰壳混凝土的可行性。本次实验主要采用的是动态热机械分析仪测量，指数拟合做数据处理。关键词：弛豫现象；蠕变；椰壳混凝土；动态热机械分析仪;Study on the mechanic

4、al relaxation of coconut shell concreteAuthor:Bo Zhang Tutor： DeboWang(College of Physics and Electronic Engineering, Hainan Normal University, Haikou, 571158)Abstract： In this paper, the stress relaxation and creep laws of coconut shell concrete sample particles are studied, and the experimental re

5、sults are fitted by exponential model, and the experimental data are normalized. The results show that the creep strain of the applied stress increases gradually, and the relaxation time of the coconut shell concrete sample becomes shorter. The amount of coconut shell added increases the creep strai

6、n and the hardness of the sample decreases. The addition of coconut silk does not have an excessive effect on the overall properties of the coconut shell concrete, and the creep strain increases as the length of the coconut shred increases. This paper explores the factors affecting the relaxation of

7、 coconut shell concrete, mainly the amount of coconut shell added, the size of the sand and the length of the coconut fiber. It provides some reference data for the development of coconut shell concrete technology and also verifies the feasibility of coconut shell concrete. This experiment mainly us

8、es dynamic thermomechanical analyzer measurement and index fitting for data analysis.Keywords:Relaxation;Creep;Coconutshellconcrete;Dynamithermomechanical ;Cocushell concreteanalyzer1研究背景1.1混凝土与资源的关系混凝土作为土木工程建设最主要的原料影响着我国的发展。随着经济飞快的发展，在制造和使用混凝土的同时也给我们的生活带来很多负面的影响，混凝土正默默地影响着我们的生活。据统计，每生产1吨的水泥熟料，耗费1.4

9、1.5吨石灰质原材料，0.20.3吨粘土质原材料，还有一部分辅助原材料。就我国而言，水泥产量约每年7亿吨，每年耗费石灰质原材料10亿吨，粘土质原材料1.4到2.1亿吨左右。除此之外，在加工制造混凝土的时候还会耗费大量的电力，燃料等资源。在生产制造水泥的时候消耗的能源占据啦我们国家总的能源消耗的十分之一左右。我国混凝土年产量约占世界总产量的40%，每年生产混凝土12亿立方米左右。每生产1立方米的混凝土约消耗1吨粗骨料、0.7吨细骨料。一年消耗12亿吨粗骨料和8.4亿吨细骨料。如果粗骨料中有一半是用石灰石碎块来充当，每年也要消耗6亿吨左右的石灰石1。混凝土和水泥生产制造每年共消耗16亿吨左右的石灰

10、石，另外还需要消耗河砂8.4亿吨左右，黄土3.0亿吨左右。据统计，我国石灰石矿产的工业储量为500亿吨左右。如果水泥工业的可采量为250亿吨，只够水泥生产制造使用40年到50年。如果再加上混凝土制造所消耗粗细骨料，那样我国石灰石资源只够水泥混凝土工业使用30年到40年。等到这些储备的工业原料全部被消耗殆尽，那我们人类的发展将受到致命的影响。1.2混凝土与环境的关系如果制造混凝土的细骨料，一律都采用河砂来计算的话，每年因为制造混凝土至少消耗8.4亿吨的河沙(忽略不计砌筑砂浆及抹灰用的河砂)。长久下来，河砂终究会被挖光。这样会导致河床两岸因为挖掘河砂而塌陷并且河床位置发生偏移，自然景观遭到毁坏，引

11、起水土流失，给生态环境造成严重的毁坏。每制造1吨水泥熟料的过程中约排放1吨CO2气体，世界水泥总产量约20亿吨，每年便产生20亿吨的CO2。除此之外，还排放大量的NO2，SO2，含铬废水等有害物质。于此同时每年约有2%至3%的水泥变成灰以粉尘的形式散落到空气中。因为CO2的大量排放，导致地球温室效应愈演愈烈，加速两级冰川的融化，全球气候变暖已经是人类不可小觑的问题。我们不能因为生产混凝土给环境制造这么大的压力。地球上的资源是有限的，并且环境安全与社会发展的矛盾都成为了当今社会最棘手的问题，混凝土的生产已经对社会经济的可持续发展和人类的生存构成严重的阻碍和危害。所以迫在眉睫的任务是去解决混凝土生

12、产与环境污染的问题，开创混凝土可持续发展事业。通过外加剂来改良混凝土是目前发展混凝土的一种方法，对混凝土性能的提高具有很好的帮助，并且还可以增强混凝土的性能，对于混凝土来说，添加外加剂绝对是一个很好的辅助材料2。1.3混凝土的发展目前为止各省、各地区紧随国建政策为指引，陆续发布了预拌混凝土绿色生产及管理技术规程，对节地、节能、节材、节水和环境保护，做到技术先进、 经济合理、安全适用，为可持续发展指明了方向。当下“绿色中国”理念深入人心，混凝土建筑行业也需要向着“低能耗”、“绿色化”可持续方向转变3。混凝土行业的发展，也将变得“绿色”，虽然生产混凝土污染环境但是不能停止生产，我们还没有找到可以完

13、全取代混凝土的东西。混凝土的外加剂对于实现绿色环保混凝土具有很大的可行性，因此混凝土外加剂的研发和实际运用是当前的首要问题。混凝土的生产也应该被规划为产业化。同时新型复合材料在混凝土中的使用对混凝土性能和强度的提高和改良也将具有很大的意义，因此也应该加速研发新型复合材料在混凝土中的使用。“绿色混凝土”概念的提出进一步的加快了混凝土向着可持续的发展方向发展。1.4椰壳与混凝土的关系椰壳因为自身的优良属性可以作为混凝土的外加剂。椰子(Cocos nucifera L.)属棕榈科单子叶多年生常绿乔木， 典型的热带木本油料作物， 主产国为印尼、菲律宾、印度和斯里兰卡等国家， 我国椰子98 %集中在海南

14、种植， 广东和云南省有少量种植4。椰子壳的化学成分:含灰分0.61%，木质素36.51%，纤维素53.06%，戊聚糖29.27%（总量）。纤维素含戊聚糖20.54%，灰分中主成分为氢氧化钾。椰子壳的物理性状:角质薄片状，褐棕色，质极坚硬。椰子壳的硬度很高并且富有弹性，椰壳中的纤维丝具有非常好的韧性。并且椰子壳的来源途径很广泛，也很容易加工和运输，不需要像石灰石与沙子那么样去开采，并且椰子壳的价格很低廉。用椰壳做混凝固体的外加剂，可以降低混凝土的生产成本。还可以使丢弃在大街小巷的椰子壳变废为宝得到合理的利用，减少了生活垃圾并且使环境得到了美化和清洁。如果大量收购椰壳做混凝土原料可以给当地居民带来

15、良好的经济效益，促进当地椰子种植产业的发展和经济的发展。椰壳获取和运输比较方便并且便于加工可以节省很多像混凝土生产过程中的人力与物力。椰壳按照一定比例替代了天然的河砂，让自然资源的枯竭和水土流失等环境问题得到改善。所以发展椰壳混凝土技术是一个很有前景的项目，对环境、经济、自然资源储备、人类的持续发展都有很大的好处。我们应该大力发展椰壳混凝土技术，让椰壳混凝土尽快的成熟并运用到实际生产中。2我国椰壳混凝土技术发展的现状2.1混凝土外加剂技术现状椰壳属于混凝土的外加剂的一种。目前的外加剂行业还处于一个萌芽阶段，仍然存在高价格、加工工艺难度过于繁杂，所以对于外加剂的研制，还有很长的路要走。而对于混凝

16、土外加剂的选择也不是随随便便的、也会面对很多新的问题，如改良性能过程中外加剂的用量与加工工艺等问题。但是总体而言，混凝土的外加剂领域的发展是一片光明的，并且在以后还会更大的发展空间，对于混凝土性能的改良与质地的减轻等方面，也将会因为外加剂的研究技术的成熟和运用变得更加成功。2.2复合型混凝土的发展现状混凝土的生产技术在土木工程的牵制下产业化程度还不是很高。但是目前，已经兴起了多种的复合型混凝土，复合材料技术在近几年的发展比较迅速。复合材料也得到了良好的运用。其中高强度的碳纤维材料尤其受到重用，已经被运用到混凝土的生产之中。高强度碳纤维在将来复合型混凝土的生产中处在主导的地位，椰壳富含碳元素，椰

17、壳本身的硬度也比较可观。并且，在椰壳中还含有大量的椰丝纤维，当前我国对椰丝纤维的研究相对比较少，王威等人研究了碱处理对椰壳纤维形态结构的影响。P.M.Katkar 等发现煮沸的椰壳纤维非织造材料增强，利用椰壳纤维知道的水泥板在耐热性、抗弯强力能力和抗压强度能力等方面非常的优秀5。椰丝纤维对改良混凝土的性能具有很大的帮助。在新型混凝土中加入椰丝纤维后，其抗折强度均有所增强，平均可以增强23%左右。2.3椰壳混凝土的制备理论 目前已有人提出来混凝土的配比配方，但是还不是特别成熟。经过试验的验证发现，有五个主要影响椰壳混凝土性能的因素，其分别为：外加剂的取代骨料的比例、粉煤灰的取代量、椰丝纤维的掺杂

18、比例、水胶比，高效率减水剂。其中对混凝土的强度影响最大的是水胶比，其次，是椰丝纤维的加入量。就抗折能力而言已经配制出啦一套比较理想的配方，当粉煤灰取代量达到20%，替代骨料量占40%。并且掺杂椰丝纤维每立方米0.5克左右。水胶比约等于0.42，再放入每立方米0.30千克的高效缩水剂。按着这样的配方调制出来的混凝土可以广泛的运用到实际的施工当中。通过回归方程来看这样的混凝土精度比较高，拟合分析出来的结果证实啦椰壳作为新骨料椰丝纤维作为外加剂是可行的。 2.4椰壳的副产品的发展现状我国混凝土目前向着性能高，绿色环保，骨料可以再生的方向发展。因为混凝土本身就可以回收利用。我国目前已经开始把拆迁改造形

19、成的混凝土碎渣，砖头瓦块再次加工作为再生的骨料来使用6。再生骨料发展的比较快速和顺利。而椰壳作为一种高强度碳纤维材料，我国已经开始用椰壳生产肥料并且已经具备了很成熟的技术，椰壳生产的肥料已经发展到产业化水平。海南已经有公司利用椰壳脱落下来的椰糠制作肥料和床垫，并用椰壳肥料种植出来的农产品在产量和营养成分上都很优良。椰壳所制作的肥料是绿色无公害肥料，用这种肥料培育出来的产品也更绿色健康7。另外用椰壳制造活性炭也具有成熟的技术，通过对椰壳进行脱灰处理可以生产出比较理想的活性炭产品。用椰壳生产的活性炭性能高，吸附性好在全国得到热销8。而椰壳混凝土还处在一个发展的初期阶段，已经研究出了比较可行的生产配

20、方。但是，技术还没有完全的达到成熟。各方面能否满足国家混凝土的质量标准还需要逐步去验证。所以目前我国还没有把椰壳混凝土发展到工业化水平进行大规模的生产制造。因为椰壳混凝土的很多性质还需要我们去进一步的研究与改良，我们当前应该重视并加快椰壳混凝土的研究速度。让椰壳混凝土在不久的将来成为绿色混凝土的代表。图1样品制备3样品的制备与测量3.1准备原料本文所研究的样品为椰壳混凝土原材料在不加水的情况下构成的混合物，其中不同尺寸沙子为直接可以使用的现成原料。沙子是通过网络购买来源于河北石家庄的河沙，而椰壳与椰壳纤维需要我们自己去制备。制备不同比例的椰壳，首先要将完整的椰壳用锤子敲成块状，然后再用烘干机将

21、其烘干。再将烘干后的椰壳放入粉碎机中进行粉碎，然后再用不同孔径的筛子对粉碎后的椰壳进行筛选。同样最后我们筛选出0.5-0.8mm的椰壳、1-3mm的椰壳，2-4mm的椰壳。最后所有椰壳用最细的筛网第二次筛选滤掉椰壳灰粉。这样就得到啦椰壳原料作为备用。同样我们把完整的椰壳破开之后可以看到贴敷在椰壳表层的椰壳纤维，我们将其从椰壳表面取下来烘干之后备用。所有原料准备齐全之开始制备样品。3.2制备不加椰壳的样品第一个样品不加椰壳，首先用电子秤称量5g的1-3mm的沙子放在准备好的纸杯中。再用同样的方法称量出2g的0.5-0.8mm的沙子放入纸杯中，然后用小勺慢慢的搅拌让两种沙子混合混匀。放在准备好的纸

22、包中备用。3.3制备替代0.5-0.8mm沙子的样品第二种样品我们首先用电子秤称量5g的1-3mm的沙子放在纸杯中，称量四份放在旁边备用。然后我们按着25%、50%、75%、100%的替代比例加入椰壳。如替代25%时我们需要加入0.5-0.8mm的椰壳2g*25%=0.5g，加入0.5-0.8mm的沙子1.5g。同样用电子秤分别称量出相应质量的椰壳与沙子，然后在将椰壳和沙子全部倒入刚才的纸杯中。用小勺子轻轻搅拌注意不要把样品搅出来，等完全搅拌均匀后放在纸包中备用。按着同样的方法制备出四种不同替代比例的样品。3.4制备替代1-3mm的样品第三种样品我们首先用电子秤称量2g的0.5-0.8mm的沙

23、子放在纸杯中，称量四份放在傍边备用。然后我们按着25%、50%、75%、100%的替代比例加入椰壳。如替代25%时我们需要加入1-3mm的椰壳5g*25%=1.25g，加入1-3mm的沙子3.75g。同样用电子秤分别称量出相应质量的椰壳与沙子，然后在将椰壳和沙子全部倒入刚才的纸杯中。用小勺子轻轻搅拌注意不要把样品搅出来，等完全搅拌均匀后放在纸包中备用。按着同样的方法制备出四种不同替代比例的样品。3.5制备加椰丝纤维的样品 首先我们按着沙子比5：2,替代比25%1-3mm沙子制造出三份样品放入三个纸杯中。制造的方法与上文相同。这三份样品的总质量应该是相等的为7g，然后我们按着总质量的5%称量出三

24、份质量为7g*0.005=0.035g的椰丝纤维。然后把这三份椰丝纤维用刻度尺与剪刀分别制作成3mm、6mm，10mm的长度。再分别加入三个纸杯中用筷子搅拌混合至均匀，因为加入了椰丝纤维比较难混合搅拌需要耐心操作。（后在实际操作中发现因为椰丝质地轻体积大制成的样品压缩夹具放不下超出啦夹具自身容量，所以后三种样品需要整体按比例缩小为原质量的3/1倍）图2动态热机分析仪原理图3.6样品的测量1）本文采用的仪器是采用美国 TA Q800 动态热机械分析仪（DMA）对样品进行蠕变与应力松弛的测量，我们使用的夹具是压缩夹具。第一步，打开空压机进行排污。排污时气阀先开的小一些防止气体喷溅受伤。（阴雨天气，

25、湿度大时使用前要排污）2）开机启动，先打开空压机预热待压力达到60-65空压机停止鸣响打开动态热机械分析仪后的开关与计算机。3)仪器校正：先对仪器进行位置校正，从电脑打开操作软件点击Frame Temp:显示ok后打开炉门-然后将活动夹具锁死-点击Calibraee选择Position点击Calibrate（等待5min）炉门自动打开后-点击Next可以看到测量结果0.6Typical为正常情况-点击Frnish结束位置校正4)力的校正，先进行与位置校正一样的操作，结束之后锁死活动部分-在活动部分放上一个100g砝码（位置居中，不要触碰焊点毁坏仪器）-关上炉门点击Calibrete-取下砝码测

26、量完毕5)夹具校正：先安活动夹具，安装完毕后按着上文同样的操作方法执行操作。然后再安装固定夹具，安装时要对角拧螺丝并调整夹具上下盖之间的位置让它们不能相撞。锁死关炉门重复上文的操作最后校正完成。测量样品，拆开活动夹具放入样品。设置好参数，本文实验的参数设置是蠕变参数是应力0.001Mpa-0.005Mpa、温度30度、测量时间30分钟，仪器施加0.5N预加载力。应力松弛的参数是0.5N预加载力、温度30度、测量时间30分钟。待每次测量完毕要收好样品依次整理实验仪器。4实验数据分析4.1 椰壳替代细砂粒样品的蠕变行为4.1.1 单一椰壳含量样品在不同应力载荷下的蠕变行为对椰壳替代比例为25%的样

27、品分别施加0.001MPa、0.003MPa和0.005MPa的应力，保持恒定应力测试30min以观察样品的蠕变，每次测试完成后卸载应力使样品静置恢复10min，达到充分平衡后之后再进行下一次的测试。将测量结果通过单指数拟合呈现出来。如图3所示。对测量结果采用指数拟合，拟合结果如图3中点线所示，拟合参数列于表1。图 3：椰壳替代0.5-0.8mm沙子25%的单指数拟合曲线表 1:椰壳替代0.5-0.8mm沙子25%的单指数拟合曲线参数应力0.001Mpa0.003Mpa0.005MpaY00.180.430.62A10.010.010.04T133.75 6.713.75R20.97290.9

28、6680.81 从图3可以看出不同的应力作用下的椰壳替代25%的0.5-0.8mm沙子的蠕变曲线，从蠕变曲线我们可以看出随着外加应力的增大应变也增大。说明样品颗粒之间存在着空隙，应力越大可以将样品压的越紧密减小样品颗粒间的空隙，这样应变就会发生一个大幅度的变化。在0.001Mpa应力作用下的蠕变与在0.003应力作用下的蠕变相差0.323个百分点，而0.003Mpa应力作用下的蠕变与0.005Mpa应力作用下的蠕变相差0.074个百分点。说明应变随着蠕变的变化呈先猛增后减小的趋势，这说明随着应力的增大样品颗粒之间的空隙减小的一定程度之后再增大应力减小的会比较微弱。因为此时的样品颗粒可以基本已经

29、被完全压紧，剩下的压缩空间已经很小了。如表1所示，为样品蠕变的单指数拟合，我们从中发现以下规律:1）随着应力的增大样品的应变也增大，样品的应变也越大。2）随着应力的增大表中的驰豫时间T1总体上呈现减小的趋势，说明随着应力的增大可以让样品更快的建立一个新的平衡。3）表中的R2数值上基本稳定在0.95左右呈现一种稳定的状态，说明我们的拟合数据与实际情况比较吻合有可信度。4.1.2 椰壳替代砂粒比例对样品蠕变行为的影响对椰壳替代比例分别为为25%,50%,75%,100%的样品施加0.001MPa的应力，保持恒定应力测试30min以观察样品的蠕变，每次测试完成后卸载应力使样品静置恢复10min，达到

30、充分平衡后之后再进行下一次的测试。将测量结果的应变除以最大应变进行归一化处理并做图，如图4所示。对测量结果采用指数拟合，拟合结果如图4中点线所示，拟合参数列于表2。图 4：不同椰壳替代比例在0.001Mpa下的蠕变归一化曲线表 2:不同椰壳替代比例在0.001Mpa下的蠕变归一化参数比例Y0A1T1R225%1.01-0.040.300.9650%1.00-0.040.900.9975%1.00-0.030.720.99100%0.9980-0.140.92970.9900从图4样品蠕变的单指数拟合归一曲线上我们可以看出椰壳加入量越多，样品的应变变化就越大。说明椰壳的加入量会影响混凝土的强度，

31、加入量越多混凝土的强度会降低9。从三张图像上我们还会发现替代率在50%于75%的图像是比较接近的，这说明当替代量大到一定程度之后对混凝土强度的影响会变得微弱一些。然后我们再分析三种应力不同比例椰壳下的拟合参数，当应力小的时候我们可以看出椰壳加入量越多驰豫时间越长。这体现了样品颗粒的内部结构，加入的椰壳量越大样品在受到压缩会颗粒之间发生滑动的过程就越长，达到新的平衡的时间就越长。我们还可以看出当加入比例在50%与75%的时候图像发生了跳跃75%的图像在上方50%的图像在下方，这说明样品在这两个比例附近存在一个最佳比例。这个比例下的样品的硬度应该是比较好的，我们研究的样品都是量值比较小的可能力学行

32、为的体现不明显让我们未能看到更好的规律。 然后我们参照表2中的数据从样品的应变Y0可以发现随着椰壳比例的增加Y0的数值差距比较小，说明0.001Mpa的应力对这几种样品的蠕变影响比较小。再从驰豫时间T1上我们能发现驰豫时间基本上呈现出增大的趋势，这说明椰壳的加入量越多构成样品的颗粒平衡被打破后建立新的平衡的时间越长。微观颗粒之间发生滑动的摩擦力越大，从R2分析我们的数据比较符合实际。4.2 椰壳替代粗砂粒样品的蠕变行为4.2.1 单一椰壳含量样品在不同应力载荷下的蠕变行为对椰壳替代1-3mm的沙子50%的样品分别施加0.001MPa、0.003MPa和0.005MPa的应力，保持恒定应力测试3

33、0min以观察样品的蠕变，每次测试完成后卸载应力使样品静置恢复10min，达到充分平衡后之后再进行下一次的测试。将测量结果进行蠕变的单指数处理并做图，如图5所示。对测量结果采用指数拟合，拟合结果如图5中点线所示，拟合参数列于表3。图 5：椰壳替代1-3mm50%沙子在不同应力下的单指数拟合曲线表 3：不同应力应力下椰壳替代1-3mm沙子50%蠕变单指数拟合参数应力0.001Mpa0.003Mpa0.005MpaY00.390.620.65A1-0.19-0.27-0.29T127.4021.2119.76R20.97060.98060.98 根据图5所呈现的图像，我们与图3对比进行分析发现应变

34、随着应力的增大而增大是一种共性的规律。椰壳取代不同尺寸的沙子应变都随着应力的增大而增大，并随着力的增大这种变化的趋势是在减小的当应力达到一定成度的时候应变会比较接近，此时的样品已经被完全压实。从表3中我们也可以看出弛豫的变化量0.001Mpa与0.003Mpa之间变化了6.2而0.003Mpa与0.005Mpa之间变化了1.4，这说明整个弛豫时间的趋势是随着力的增大受到的影响越来越小的。4.2.2 椰壳替代砂粒比例对样品蠕变行为的影响对椰壳替代比例分别为25%，50%，75%的样品施加0.005MPa的应力，保持恒定应力测试30min以观察样品的蠕变，每次测试完成后卸载应力使样品静置恢复10m

35、in，达到充分平衡后之后再进行下一次的测试。将测量结果的应变除以最大应变进行归一化处理并做图，如图6所示。对测量结果采用指数拟合，拟合结果如图6中点线所示，拟合参数列于表4。图 6：应力0.005Mpa下椰壳替代1-3mm沙子不同比例的单指数拟合曲线表 3：应力0.005Mpa下椰壳替代1-3mm沙子不同比例蠕变归一化参数比例Y0A1T1R225%1.13-0.3828.871.000150%1.27-0.6238.090.99598100%1.41-0.8243.830.99675从图6蠕变的单指数曲线我们可以看出应力越大，应变就越大。三种不同椰壳加入量的图像区分的比较明显，图像很分散。说明

36、不同椰壳加入量对样品弛豫行为的影响是比较大的。而图4的几条曲线就分布的比较密集，这说明椰壳取代大的沙子比取代小的沙子对样品的弛豫行为的影响更大一些。加入的椰壳越多整个样品的内部结构就越蓬松。 我们从表4的数据来看，应变Y0逐渐增大这是符合我们的预期的结果。加的椰壳越多样品越松散，应变也就越大。再看驰豫时间T1也是增大的，这说明椰壳越多达到新的平衡需要的时间越长，因为椰壳的比例越多样品颗粒之间的滑动越严重摩擦力越大过程越长。4.3 椰壳纤维对样品蠕变行为的影响4.3.1 不同载荷下样品的蠕变行为对椰壳替代1-3mm沙子25%加入总质量5%的椰丝，椰丝长度为6mm的样品分别施加0.001MPa、0

37、.003MPa和0.005MPa的载荷，保持恒定应力测试30min以观察样品的蠕变，每次测试完成后卸载应力使样品静置恢复10min，达到充分平衡后之后再进行下一次的测试。将测量结果的进行单指数拟合处理并做图。如图7所示。对测量结果采用指数方程进行拟合。拟合结果如图7中点线所示，拟合参数列于表5。图 7：不同荷载下加6mm椰丝的样品单指数蠕变曲线表4：不同荷载下加6mm椰丝的样品单指数蠕变参数应力0.001Mpa0.003Mpa0.005MpaY05.497.4311.18A1-1.51-1.41-1.21T110.398.426.13R20.96360.95660.9425从图7我们会发现，三

38、条蠕变曲线只有高低的变化整个曲线的形状基本上是一样的。这说明加入椰丝后的样品保持了应力影响应变的特点，但是椰丝让样品在受力上更均匀所以蠕变曲线形状很相似。由于椰丝比较蓬松，加入后样品整体密度下降，孔隙率上升，因此随着加入量的增加，Y0增加。同时，椰丝加入之后会让在整个样品颗粒之间连接起来形成一个整体，在受到外界的影响的时候表现的更整体化。通过实验我们发现，椰丝的加入可以让样品的受力更均匀，提高样品对外力的冲击时的缓冲作用，可能对提高混凝土的韧性和受冲击性能有益10。 根据表7所显示的数据我们可以看出随着应力的增大弛豫时间呈减小趋势，所以说施加的力越大可以让样品颗粒更快的建立起新的平衡。5结论.

39、 本文采用DMA测量不同椰壳加入量和不同沙粒替代尺寸以及加入不同长度的椰丝纤维的混凝土样品的蠕变和应力松弛行为得到以下结论1）实验得出，随着应力的增大样品的应变也增大，样品颗粒之间的空隙减小样品发生收缩。2）实验得出，随着应力的增大混凝土样品蠕变弛豫时间减小。3）实验得出，椰壳的替代比例越大混凝土的强度越小，样品的内部结构越蓬松。4）通过指数拟合数据得出，替代的椰壳尺寸大的要比替代的椰壳尺寸小的受到力的对驰豫行为的影响更大。5）通过分析得出椰丝的加入不会改变椰壳混凝土的整体特性，会使硬度降低。受力的时候更均匀，缓冲能力增强。参考文献：1卢汝生 1 , 吴秋飞 2编著.混凝土 人类的伟大发明J.

40、中山大学学报 。1007-1792 (2001)01-0296-042陆远荣.中国混凝土的可持续发展D.东南大学材料学院 。3张军会.绿色混凝土释义J .Beton Chinese Edition Ready-mixed Concrete .2018年第6期。2-34卢 琨.20152016年我国椰子产业的生产与贸易发展形势分析 J.世界热带农业信息.2017 年第 9-10 期.5 赵玉青，陈爱玖，马军涛，王慧贤 .椰壳纤维再生混凝土抗折强度试验研究J.MATERIAL AND ADMINICLE.2018 年 第 2 期（ 总 第 340 期 ）.64-71。6陈建华.探讨中国预拌混凝土的

41、绿色发展之路 . 绿色环保建材J.2018.06.017.26-28。7本报记者 李浩源 通讯员 陈艺茹 罗朝连.“废物”椰壳成循环经济新宠J. 新农村商报/2018 年/8 月/8 日/第 B13 版 海南8姚伯元, 黄广民, 窦智峰, 林白云 .Demineralization of Hainan coconut shell and its residue for preparing high surface area activated carbon。JJo urnal o f Chemical Industry and Enginee ring (China).2006年第 57 卷

42、第 6 期。1458-1463。9 Shahiron .Suitability of Coconut Shell Concrete for Precast Cool Wall Panel-A ReviewDOI: 10.1051/ ENCON 2016 MATEC Web of Conferences matecconf/2017870100510黄小琴.椰壳纤维增强水泥基复合材料力学性能研究 JSHANXI ARCHITECTURE.第 43 卷 第 29 期.2 0 1 7 年 1 0 月.120-121。致谢：本论文在王德波导师的悉心指导下完成的。导师渊博的专业知识、严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严于律己、宽以待人的崇高风范，朴实无法、平易近人的人格魅力对本人影响深远。不仅使本人树立了远大的学习目标、掌握了基本的研究方法，还使本人明白了许多为人处事的道理。本次论文从选题到完成，每一步都是在导师的悉心指导下完成的，倾注了导师大量的心血。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！在写论文的过程中，遇到了很多的问题，在老师的耐心指导下，问题都得以解决。所以在此，再次对老师道一声：老师，谢谢您！17