锡粉/不饱和聚酯复合材料的力学性能研究

制备了锡粉/不饱和聚酯复合材料,研究了锡粉/不饱和聚酯复合材料的力学性能。实验结果表明,随着锡粉用量的增加,未经热处理的复合材料的拉伸强度和冲击强度都略有上升,但上升不显著,而235℃、热处理1h后,复合材料的拉伸强度、冲击强度显著提高。当锡粉用量大于18％对,拉伸强度提高3倍,冲击强度提高3.5倍。     

甘油用量对木粉/聚乳酸复合材料性能的影响

采用甘油对木粉/聚乳酸复合材料进行增容改性,通过熔融挤出法成型,制备了木粉/聚乳酸复合材料.研究了甘油用量对木粉/聚乳酸复合材料界面相容性、热稳定性、流变性、吸水性及力学性能的影响.结果表明:甘油用量增大有利于提高木粉与聚乳酸的相容性,当用量达到9%(质量分数)时,二者的相容性明显提高;当甘油用量为6%时,木粉/聚乳酸复合材料的吸水率最低,耐水性最好;随着甘油用量的增加,木粉/聚乳酸复合材料的拉伸强度和弯曲强度均呈现先增大后减小的趋势,且在甘油用量为6%时达到最大值.     

纳米CaCO3增韧聚氯乙烯复合材料的界面作用和拉伸性能

用熔融共混方法制备PVC/nano-CaCO3复合材料,研究了纳米CaCO3粒径、表面处理剂及含量对复合材料拉伸性能和界面作用的影响,用界面作用参数B和界面解键角θ表征了CaCO3纳米颗粒和PVC之间的界面作用大小.研究表明,相对于异丙基三(硬酯酰基)钛酸酯以及未改性的纳米COCO3颗粒,异丙基三(二辛基焦磷酰基)钛酸酯处理使得PVC/nano-COCO3复合材料有更高的拉伸强度和界面作用.PVC/nano-CaCO3复合材料的拉伸强度和界面作用随着表面处理剂含量的增加以及纳米碳酸钙粒径的减小而增大.     

聚乙烯／亚麻纤维复合材料的性能研究

研究了亚麻纤维（Flax-fiber,FF）含量、增容剂马来酸酐接枝聚乙烯（PE—g-MAH）对聚乙烯／亚麻纤维复合材料各项性能的影响。结果表明：随着FF含量提高,复合材料的密度未明显增大,拉伸和弯曲强度提高,硬度和维卡软化温度提高,但材料冲击强度有所下降;FF含量为20％时,复合材料综合性能较好;添加PE-g-MAH后,复合材料的力学性能提高,且材料吸水后仍保持较好力学性能。     

高密度聚乙烯力学性能试验研究

在两种低温条件下对高密度聚乙烯(PE100)进行了单轴拉伸试验,材料的拉伸屈服强度与最大拉伸强度相等,随着温度的降低,材料的拉伸屈服强度和弹性模量增大,拉伸屈服应变和拉伸断裂应变减小,温度的降低使得材料的延性变差。在动态(冲击)压缩试验中,材料随着应变率的增大,压缩名义屈服应力线性增大,压缩名义屈服应变总体上减小,弹性模量逐渐增大,材料应力应变关系曲线与弹塑性材料相似;在动态(冲击)拉伸试验中,材料随着应变率的增大,拉伸屈服强度线性增大,拉伸屈服应变在总体上有减小的趋势,弹性模量逐渐增大;通过回归分析给出了力学性能参数与应变率的关系式。动态(冲击)压缩和拉伸条件下,不同应变率所获得的压缩名义屈服强度和动态拉伸屈服强度在大小上差别不大,弹性模量也较为接近。     

玻璃纤维增强纳米CaCO3改性聚氯乙烯基复合材料力学性能研究

分别对纳米CaCO3、玻璃纤维、纳米CaCO3与玻璃纤维共填充增强的聚氯乙烯（PVC）复合材料的拉伸、弯曲、冲击强度进行了研究。研究结果表明,在PVC基体中同时加入纳米CaCO3和玻璃纤维时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度提高效果都比添加单一物质时好,但其冲击强度比只添加纳米CaCO3时差,可能是由于玻璃纤维的脆性造成的。     

微晶白云母／PE—g—MAH／PP复合材料制备及其力学性能研究

本文采用硅烷KH-550对微晶白云母改性,同时利用马来酸酐接枝聚乙烯作为相容剂及增韧剂,通过双辊挤出机制备微晶白云母／PE—g-MAH／PP复合材料。研究表明,硅烷KH-550的最佳改性量为微晶白云母质量的1．7％;所制得的复合材料冲击强度及拉伸强度都随微晶白云母及PE—gMAH添加量的增加先增加后降低,冲击强度最大增幅为30．79％,拉伸强度最大增幅为35．65％。     

高密度聚乙烯木塑复合管的研制

采用双螺杆挤出制各高密度聚乙烯/木塑复合材料,研究各组分及配比对复合材料性能的影响,并制备了木塑复合管材.结果表明,当木粉含量在60份以内时,木塑复合材料的拉伸强度变化不超过2MPa,弹性模量随木粉含量的增加而增大,但韧性有一定的下降,复合材料具有良好的加工流动性.增容剂对HDPE/木粉复合材料都起到了一定的增强效果,针状硅灰石的加入明显提高复合材料的拉伸强度和弯曲模量.所制备的木塑复合管材的线性收缩率为1.8%,拉伸强度为29 MPa,弯曲模量为1400 MPa,线膨胀系数为1.33×10-4/℃.     

聚丙烯/木质素复合材料制备及性能

采用溴代十二烷接枝改性木质素,提高其与聚丙烯的相容性,并以此为原料成功制备了木质素含量高达70%的聚丙烯/木质素复合材料。研究了溴代十二烷接枝改性木质素的结构及木质素掺量对聚丙烯/木质素复合材料的力学性能和流变性能的影响规律。结果表明,聚丙烯/改性木质素复合材料冲击强度和拉伸强度在木质素掺量低于10%时,随着木质素掺量的增大而提高,而断裂伸长率则明显下降。动态力学分析(DMA)表明,加入改性木质素可降低聚丙烯复合材料的玻璃化转变温度(Tg)。此外,复合材料的非牛顿指数随着改性木质素掺量的提高而增大,材料的加工性能改善。SEM分析显示,改性木质素与聚丙烯基体的界面结合较好。     

HDPE/CF复合材料双壁波纹管的研制

利用双螺杆挤出制备了HDPE/CF复合材料,研究了各组分及配比对复合材料性能的影响,并制备双壁波纹管材。试验结果表明,HDPE-g-MAH对复合材料具有良好的增容作用。碳纤维(CF)对HDPE具有较好的增强、增刚作用,耐热性和密度略有增大,冲击强度有所下降。在碳纤维含量20%时,HDPE的拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量分别提高了23.0%、57.5%、118.0%,维卡软化点提高了2℃,密度增大了8%。CF对HDPE结晶无成核作用,也不影响HDPE的结晶度和晶型。复合材料具有良好的加工性能,通过合适配比制备的双壁波纹管,与同等级普通HDPE双壁波纹管材相比HDPE用量可减少约20%。     

改性LDH与IFR对聚苯乙烯的协效阻燃研究

制备由聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）和十二烷基单磷酸钾改性的锌铝双氢氧化物（ZnAl-LDH-PK）组成的复合阻燃剂与膨胀阻燃剂IFR协效阻燃聚苯乙烯（PS）,研究了二者不同配比下对聚苯乙烯的阻燃性能、燃烧性能。结果表明,适当比例的ZnAl-LDH-PK和IFR协同作用于复合材料,可使材料具有更优异的热稳定性和成炭能力;当组分为PS、22%IFR、3%ZnAl-LDH-PK时,氧指数（LOI）达35,总热释放和生烟总量较纯PS分别降低了28%和38%,提高了耐火性能;SEM结果证实ZnAl-LDH-PK与IFR的协效作用使复合材料形成了高度膨胀和连续致密的炭层。     

聚苯乙烯/高密度聚乙烯两次共混的研究(Ⅱ)——第二次共混条件的影响及不同共混方法对比

设计并采用两次共混方法，以使聚乙烯增韧聚苯乙烯．研究了第二次共混时温度、转速等因素对共混物性能的影响；对一次共混和两次共混的共混物热性能、流变性能进行对比，研究表明：两次共混在一定程度上克服了一次共混的缺点，提高了共混物的抗冲击性能．     

聚丙烯纤维对混凝土高温后性能的影响

为研究聚丙烯纤维对C80高性能混凝土（简称“HPC”）的高温后劈拉强度的影响,对素C80HPC及掺加0.1%和0.2%的C80HPC进行高温试验,观察记录混凝土的爆裂情况,并对试件进行劈拉强度试验,利用红外热像仪检测C80HPC试件断面的红外温升,分析HPC的劈拉强度、红外温升与受火温度的关系。结果表明,在C80HPC中掺入0.1%的聚丙烯纤维可以抑制爆裂的发生;HPC的劈拉强度均随受火温度的升高而不断下降,掺入聚丙烯纤维会降低HPC的劈拉强度;建立的受火温度与红外平均温升、劈拉强度的回归方程可用于火灾后HPC的火灾温度、剩余强度的鉴定及后期建筑恢复。     

Failure behavior of unbonded bi-directional prestressed concrete panels under RABT fire loading

Although the number of terror-and explosion-related incidents associated with military and terrorist activities is increasing globally, the existing design procedure for civil infrastructures does not consider a protective design for extreme loading scenarios such as blast, impact, and fire loading. Major infrastructure, for example bridges, tunnels, prestressed concrete containment vessels (PCCVs), and liquefied natural gas (LNG) storage tanks are often constructed using prestressed concrete, because it enhances the structural capacity. Concrete is often used as a construction material because of its low thermal conductivity, which makes it a good fire resistant material. However, the fire-resistant behavior of the high-strength concrete (HSC) and prestressing (PS) tendons used in prestressed concrete (PSC) is different than that of ordinary reinforced concrete (RC). Also, there has been limited research comparing PSC to RC under extreme loading conditions. This study presents experimental testing of unbonded bi-directionally prestressed concrete panels with dimensions 1000×1400×300 mm³ that were tested under RABT fire loading to simulate a jet aircraft crash-fire accident. A prestressing force of 430 kN was applied to the PSC specimens using unbonded threaded bars. After a RABT fire test, residual flexural strength tests were performed on the fire-damaged PSC and on RC specimens for comparison. Results of the RABT fire and residual flexural strength tests indicated that the fire-damaged PSC specimens showed severe thermal spalling damage induced by PS relaxation and deterioration of strength/stiffness, respectively. These study results can be used as basic research data for future research in numerical simulation of fire and the design of PSC structures under the fire scenario.     

混凝土火灾损伤本构模型研究

混凝土材料在高温作用下的力学性能研究对混凝土结构防火设计和火灾损伤评估具有重要意义。构建了混凝土火灾损伤本构模型,引入热损伤反映温度对混凝土弹性模量、抗拉强度、抗压强度等力学参数的影响,考虑到混凝土受拉和受压状态下的不同的损伤特性,将混凝土材料的损伤分为受压损伤、受拉损伤和热损伤三种。建立了损伤演化、塑性流动以及内变量演化方程,通过塑性-损伤耦合,描述了不同温度和应力状态下混凝土的应力-应变特性,证明了模型严格符合热力学定律。利用所建立的本构模型对不同温度下的混凝土单轴拉伸、压缩试验进行了模拟计算,计算结果与试验结果能较好地吻合,证明了模型的合理性。     

不同受火方式下混凝土柱耐火性能的试验研究

通过5根高强混凝土柱和2根普通混凝土柱的足尺明火试验,考察了不同受火方式对混凝土柱破坏形态、轴向变形和耐火极限的影响。结果表明:(1)非四面受火柱的耐火极限较四面受火柱有很大提高,同时三面受火柱的耐火极限小于两面受火柱;(2)相同受火方式和相同轴压比下高强混凝土柱的耐火极限远低于普通混凝土柱;(3)相同受火方式下大轴压比普通混凝土柱的耐火极限可能小于中等轴压比的高强混凝土柱。在实际结构的抗火设计中,合理考虑受火方式、混凝土强度等级和轴压比的影响是十分必要的。     

钢纤维改善轻骨料混凝土力学性能的试验研究

研究了钢纤维掺量不同(体积分数分别为0,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%)的钢纤维轻骨料混凝土(SFLWC)静态力学性能和自由落锤抗冲击性能,其中的静态力学性能包括立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折初裂强度、抗折强度、静力受压弹性模量、抗折模量和弯曲韧性等.试验结果表明:掺入钢纤维能显著提高轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度、抗折强度、弯曲韧性和抗冲击性能,但对轻骨料混凝土的抗压强度和弹性模量影响较小.另外,钢纤维的掺入提高了轻骨料混凝土的拉压比,很大程度上改善了轻骨料混凝土的脆性.     

高温后陶粒混凝土性能试验研究

分常温,200,350,500,650,800℃六个温度水平,对陶粒轻骨料混凝土分批进行高温加热。待自然冷却后,观察试块经不同温度水平加热后的颜色变化、裂缝发展等表观特征,分析质量变化、抗压强度和抗拉强度随加热温度的变化规律,并通过扫描电子显微镜对高温后陶粒混凝土的微观结构特征进行观测分析。试验结果表明:陶粒混凝土的外观颜色、表面裂纹及微观特征随温度的升高发生一定规律的变化;与普通混凝土相比,陶粒混凝土的抗压和抗拉强度随着加热温度的升高,其下降变化趋势较为平稳缓慢,且残余抗压与抗拉强度比明显大于普通混凝土的。研究表明,经过缓慢升温与自然冷却后,陶粒混凝土具有良好的抗火性能。     

高温对钢筋混凝土构件受力性能影响的研究现状及存在的问题

在高温(火灾)条件下,钢筋混凝土构件(结构)的受力性能将发生重要的退化,比如抗压、抗拉、抗剪强度等。通过对国内外相关研究结果的整理和分析,就高温对钢筋混凝土构件(结构)的性能影响的研究成果方面进行概括总结,并提出了存在的问题,为进一步研究钢筋混凝土结构的高温(火灾)性能及其损伤评估提供参考。     

Critical factors governing the fire performance of high strength concrete systems

High strength concrete (HSC), is being increasingly used in a number of building applications, where structural fire safety is one of the major design considerations. Many research studies clearly indicate that the fire performance of HSC is different from that of normal strength concrete (NSC) and that HSC may not exhibit same level of performance (as NSC) in fire. This paper discusses the material, structural and fire characteristics that influence the performance of HSC under fire conditions. Data from earlier experimental and numerical studies is used to illustrate the impact the concrete (material) mix design and structural detailing (design) has on fire performance of HSC systems. An understanding of various factors influencing fire performance will aid in developing appropriate solutions for mitigating spalling and enhancing fire resistance of HSC members.