钢纤维长径比对水泥基复合材料力学性能的影响

为研究钢纤维长径比对水泥基复合材料立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和圆柱体轴心抗压强度的影响,进行了9组不同长径比镀铜微钢纤维水泥基复合材料立方体抗压强度、圆柱体劈裂抗拉强度和轴心抗压强度试验。试验研究表明:钢纤维水泥基复合材料的立方体抗压强度、圆柱体轴心抗压强度与劈裂抗拉强度随着钢纤维长径比的增大而提高。建立了钢纤维水泥基复合材料立方体抗压强度与圆柱体抗压强度比值K之间的关系,为钢纤维水泥基复合材料在土木工程的应用提供了理论依据。     

镀铜钢纤维水泥基复合材料强度影响因素分析

通过对不同掺量的水泥、镀铜钢纤维的试样进行试验分析,在保证一定强度的条件下,得出水泥和镀铜钢纤维的最优掺入量,从而得到拥有良好力学性能和较为经济的镀铜钢纤维水泥基复合材料。     

微钢纤维水泥基复合材料强度尺寸效应及相关性能的研究

为了确定微钢纤维水泥基复合材料强度尺寸效应及其力学强度之间相互关系,采用普通硅酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、外加剂、以及微镀铜钢纤维进行水泥基复合材料配合比试验。设计和制作了9组试件,通过试验,获得了水泥基复合材料的不同尺寸立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗折强度、抗拉强度,建立了微钢纤维不同尺寸间水泥基复合材料力学性能之间的相互关系,研究结果为普通水泥基复合材料的工程设计及工程应用质量评价提供理论依据。     

微钢纤维掺量对水泥基复合材料相关性能的影响

为了研究微钢纤维掺量对水泥基复合材料相关性能的影响,采用普通硅酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、外加剂、以及微镀铜钢纤维进行水泥基复合材料配合比试验。设计和制作了三种不同纤维掺量的27组立方体、棱柱体、抗拉和抗折试件,通过试验,获得了不同纤维掺量下水泥基复合材料的力学性能,分析研究微钢纤维掺量与水泥浆复合材料相关性能的关系,建立了相应的数学模型。研究结果为普通水泥基复合材料的工程设计及工程应用质量评价提供参考依据。     

胶凝材料与纤维种类对UHTCC性能的影响

对12组超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)进行流动性、抗压强度、劈裂抗拉强度和抗弯强度试验,探讨胶凝材料与纤维种类对UHTCC性能的影响。结果表明,单掺2.0%镀铜钢纤维时,抗压强度和劈裂抗拉强度最佳;镀铜钢纤维掺量的增加,拉压比、抗弯试验峰值荷载以及韧度因子明显增大,抗弯性能与韧性能力得到提升;随着硅灰掺量、镀铜钢纤维掺量增大以及聚丙烯纤维的掺入,拌合物的流动性变差;当水泥掺量为胶凝材料质量的70%,粉煤灰与硅灰掺量皆为15%时,拌合物流动性良好,有利于纤维发挥增韧作用;当镀铜纤维与聚丙烯纤维组合时,较单掺镀铜钢纤维,抗压强度与劈裂抗拉强度显著提升,特别是抗弯强度试验峰值荷载明显增大。     

混杂纤维增强延性水泥基复合材料力学性能与裂宽控制

为实现纤维增强延性水泥基复合材料高强度与高延性的匹配,在原有材料体系中附加钢纤维,试验研究了混杂聚乙烯醇(PVA)/钢纤维增强延性水泥基复合材料的轴拉、抗压性能.结果表明:随着钢纤维掺量的增加,混杂纤维增强延性水泥基复合材料开裂强度和抗拉强度不断提高,裂纹宽度显著降低,且钢纤维对高强基材的作用效果更加显著;当钢纤维掺量适量时,混杂纤维增强延性水泥基复合材料的极限拉应变得到有效提升,而钢纤维掺量对抗压性能的影响并不显著;PVA纤维和钢纤维混杂可获得高强度、高延性和低裂纹宽度的水泥基复合材料.     

定向钢纤维水泥基复合材料起裂特性的细观数值模拟

基于细观数值模拟方法研究了定向钢纤维水泥基复合材料的起裂特性。应用ABAQUS软件对钢纤维水泥基复合材料进行有限元建模,利用J积分计算裂缝尖端应力强度因子,研究钢纤维分布位置、角度、长度和直径以及钢纤维掺量对水泥基复合材料应力强度因子的影响。计算结果表明:钢纤维分布位置及几何特性对裂缝尖端应力强度因子影响显著,从而改变了钢纤维水泥基复合材料的起裂荷载;钢纤维的定向使水泥基复合材料的起裂荷载有所提高;随着钢纤维掺量的提高,纤维分布密度逐渐增大,纤维间距逐渐减小,定向钢纤维水泥基复合材料的起裂特性明显增强。     

混杂纤维水泥基复合材料的声发射特性研究

采用普通硅酸盐水泥、硅灰、粉煤灰、外加剂、微镀铜钢纤维以及PVA纤维进行水泥基复合材料配比试验,设计和制造了尺寸为150mm×l50mm×300mm的棱柱体轴心抗压试件,通过实验和分析得到了三种不同应力条件下的声发射特征参数。     

钢纤维分布均匀性对水泥基复合材料断裂能的影响

在掌握了定向钢纤维水泥基复合材料制备方法的基础上,为研究钢纤维分布均匀性对材料断裂能的影响,通过在振捣过程中对试件受力位置施加外部磁场,使得基体中的钢纤维形成非均匀分布,由三点弯曲试验研究了不同钢纤维分布均匀性下水泥基复合材料的断裂能,建立了在钢纤维掺量为0.9%时,受力断面上钢纤维数量、方向系数与断裂能之间的关系式。     

龄期对定向钢纤维增强水泥基复合材料断裂性能的影响

通过开展不同龄期的预制缺口三点弯曲梁断裂试验,研究龄期对定向及随机乱向钢纤维增强水泥基复合材料断裂性能的影响。根据试验测得的荷载-裂缝口张开位移曲线,分析不同龄期的钢纤维增强水泥基复合材料裂缝扩展的全过程。结果表明:钢纤维增强水泥基复合材料的弯曲强度随着龄期的增加而增加;在7 d龄期内,随着龄期的增长,定向钢纤维增强水泥基复合材料的断裂能增长较快,在7 d龄期后,断裂能的增长放缓且趋于稳定;当钢纤维体积掺量由1.2%增加到2.0%时,断裂能明显增大,且定向钢纤维增强水泥基复合材料的断裂能增长幅度相较随机乱向钢纤维增强水泥基复合材料更为显著。     

碳纤维水泥基复合材料导热系数的研究

研究了碳纤维含量对水泥基复合材料导热系数的影响.试验结果表明:由于碳纤维加入水泥基材料中的同时也引入了气泡,导热系数随着碳纤维含量的增加而降低,碳纤维含量小于1.0%时,下降的幅度较大;含量大于1.0%时,下降的幅度变缓.通过对试验数据拟合得到了导热系数随碳纤维含量变化的函数关系.     

碳纤维-石墨复合水泥基材料导电性能的试验研究

在石墨水泥基材料中掺入低电阻率且具有阻裂功能的短切碳纤维可以提高材料的导电性能.试验研究了环境温度、碳纤维长度及组合长度碳纤维等对石墨水泥基材料电阻率的影响.结果表明,碳纤维可以改善石墨水泥基材料的性能,组合长度碳纤维的掺入有利于材料导电网络的形成.     

新型混杂纤维水泥砂浆抗冻性试验研究

抗冻耐久性是混凝土结构性能重要的指标之一。近几十年来,纤维混凝土迅速发展,且大都集中在其力学性能的研究,文中从抗冻耐久性着手,采用钢纤维(SF)、聚乙烯醇纤维(PVA)、碳酸钙晶须(CW)三种纤维混杂体系增强的水泥砂浆进行抗冻性试验研究。结果表明,这种新型的混杂纤维能够提升水泥基复合材料的抗冻耐久性,为工程应用提供依据。     

椰壳纤维增强水泥基复合材料综合性能研究

以水泥和砂为基体相,以椰壳纤维为增强相,制备椰壳纤维增强轻质水泥基复合材料。研究配合比和沸煮处理综合影响下椰壳纤维增强水泥基复合材料的密度以及抗弯强度和抗压强度性能。研究结果表明,椰壳纤维作为轻质增强相在建筑结构轻质墙体填充材料方面具有一定的研究价值和较好的应用前景。     

钢纤维几何尺寸对钢纤维混凝土损伤变形特性的影响

钢纤维混凝土是在普通混凝土中均匀掺入一定量钢纤维而组成的一种多相复合材料。利用空间应力状态下的损伤统计本构方程,得出了钢纤维掺量和钢纤维几何尺寸不同时的分布参数和临界损伤值,并定性分析了钢纤维掺量和钢纤维几何尺寸对损伤变形参数的影响。研究结果表明:(1)钢纤维的掺入显著降低了混凝土的脆性,提高了混凝土的宏观平均强度;(2)分布参数m能综合反映钢纤维混凝土的脆性;其倒数1/m可以反映其延性,即反映钢纤维的增韧作用;(3)分布参数ε*可以综合反映钢纤维混凝土的宏观平均强度,即可以综合反映钢纤维的增强作用;(4)钢纤维的几何尺寸(如长度、长细比)对钢纤维的增强和增韧作用有显著影响。     

碳纤维—硫铝酸盐水泥复合材料的制备及其性能研究

本文以硫铝酸盐水泥为基体材料,以改性后的碳纤维为功能导电组分,采用浇筑成型制备出碳纤维—水泥基导电复合材料,并对该种材料的力电性能进行了研究。扫描电子显微镜分析发现,改性后的碳纤维表面纤维层部分被腐蚀,并在表面出现了凹坑。能谱分析发现,改性后碳纤维表面成分中多了钾、钠、钙等元素。该复合材料的抗压强度随碳纤维的掺入量增加而增加。当掺入量为0.6%时,强度达到最大值。试样的电阻率随碳纤维掺入量增加而逐渐降低,当掺入量达到0.8%时,其电阻率达到最小值。其中,重铬酸钾改性后碳纤维的性能优于高锰酸钾改性后碳纤维的性能。     

ZMQ纤维混凝土模卡节能防灾砌块的研究

研究了不同掺量ZMQ纤维、ZMQ防水黏结添加剂对ZMQ砌块的抗折、防裂、抗渗性、吸水率和热工性能的影响。探讨和分析了水泥基纤维复合材料抗折防裂、抗渗性、热工性能提高的机理。试验证明,掺ZMQ纤维和防水黏结剂能显著降低混凝土的脆性,提高混凝土抗折强度、抗渗性和热工性能。     

玻璃纤维增强水泥基复合材料耐水性能的研究

文章研究了掺加外加剂和聚合物乳液对玻璃纤维增强水泥基复合材料耐水性能的影响。通过分析实验数据,发现同时掺加适量的外加剂A和聚合物乳液K,可以显著提高玻璃纤维增强水泥基复合材料的耐水性能。     

基于改性磷酸盐水泥的CFRP网格加固钢筋混凝土板的受弯试验

采用碳纤维(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)网格增强无机改性磷酸盐水泥基材料(Magnesium Phosphate Cementitious,简称MPC)加固钢筋混凝土板,MPC是对磷酸盐水泥在配合比和矿物掺合料两个方面进行改性优化,该加固方法充分利用了MPC具有早期强度高、低收缩、与旧混凝土黏结力强、良好的耐久性、防火防老化等优点。主要开展了CFRP网格增强MPC水泥基体加固混凝土板的抗弯试验,试验结果表明,破坏模式为混凝土板与加固层界面的剥离破坏;加固后板的开裂荷载提高了133%,极限荷载提高了108%。CFRP网格增强无机磷酸盐水泥基体复合材料加固技术不仅能够有效地提高混凝土板的抗弯承载力,还可以提高构件的刚度和抗裂性能。     

水泥基流态土固化剂的试验研究

为制备性能优良水泥基流态土固化剂,通过研究水泥基流态土固化剂中拌合用水与回填土的比例、固化剂掺量与回填土质量的比例和水泥基流态土固化剂的组成,确定水泥基流态土固化剂的最佳掺量,探讨增强固化土抗压强度的方法。采用扫描电子显微镜(SEM)观测水泥基流态土固化剂的微观结构和水化产物,分析水泥基流态土固化剂的加固机理。研究表明,在一定钢渣的情况下,选择硫酸钠(掺量4%)作为碱激发剂材料,调整合适比例的水泥-矿粉产生饱和Ca(OH)2,可保证强度有效增长。钙矾石膨胀填充固化土中的孔隙是提高固化土强度的主要因素。