木浆纤维水泥基材料力学性能的试验研究

利用木浆纤维制备了水泥基复合材料,研究了木浆纤维掺量、水灰比等因素对水泥基复合材料力学性能及界面微观结构的影响。结果表明,木浆纤维对水泥基复合材料具有增强作用,且存在最佳掺量。当木浆纤维掺量一定,水灰比为0.3时,对基体的增强效果最为明显;当水灰比一定时,纤维的最佳掺量为1 kg/m~3,在此掺量下,水泥基复合材料抗折和抗压强度分别提高9.4%和15.3%。对木浆纤维进行了碱处理,测得其抗腐蚀能力较好。使用SEM分析发现木浆纤维的掺入可以有效改善材料的孔结构和微裂纹,从而提高了水泥基复合材料的力学性能。     

多壁碳纳米管水泥基复合材料的制备与力学性能研究

以多壁碳纳米管(MWCNT)为增强组分,采用分散剂和超声分散方法制备了碳纳米管水泥基复合材料。研究了水灰比、碳纳米管掺加量对水泥基复合材料抗折强度和抗压强度的影响。结果表明:在一定范围内,当碳纳米管掺量一定时,随着水灰比的增加,水泥基复合材料的抗折强度有所提高,但抗压强度随之降低;当水灰比一定时,碳纳米管的掺加量存在一个最优值,为0.4%。在此掺量下,水泥基复合材料的抗折、抗压强度最高可分别提高45.6%、28.5%。通过扫描电子显微镜对制品断面进行微观分析,表明适量碳纳米管的掺入可以有效改善材料的孔结构和裂纹,并起到桥联作用,从而提高了水泥基材的力学性能。     

竹炭纤维改性水泥基复合材料力学性能

采用竹炭纤维增强水泥基复合材料以提高其韧性。研究了竹炭纤维掺量对水泥基复合材料力学性能的影响规律,并与聚酯纤维增强水泥基材料进行了对比分析。研究结果表明:竹炭纤维增强水泥基复合材料抗压强度随纤维掺量的增加而降低;抗折强度随竹炭纤维掺量的增加而先增加后降低,竹炭纤维掺量为0.2%时,抗折强度达到最大。竹炭纤维掺量为0.2%时,复合材料韧性最佳。随着龄期增长,竹炭纤维腐蚀程度增加,其增强水泥基复合材料抗折强度降低,韧性亦降低。     

分级麦秸纤维水泥基复合材料性能研究

以分级麦秸纤维、水泥熟料、粉煤灰及其他辅助材料为原料制备麦秸纤维水泥基复合材料,详细介绍了复合材料制备工艺和纤维分级工艺,研究了未分级纤维的混杂效应,不同尺寸分级纤维在水泥浆体中的分散性,以及对水泥基复合材料力学性能的影响,研究发现,在水灰比为0.4,减水剂用量1%,分级麦秸纤维宽度在0.3~06 mm,长宽比介于5~10之间,其掺量在2%时,麦秸纤维分散性最优,且麦秸纤维水泥基复合材料的抗折强度相比于同掺量未分级纤维提高了18.3%。     

纳米SiO_2和PVA纤维增强水泥基复合材料抗冻性能

为研究纳米SiO_2和PVA纤维增强水泥基复合材料的抗冻性能,通过快冻法试验测得了各组试件经冻融循环后的相对动弹性模量,对单掺PVA纤维与复掺纳米粒子和PVA纤维水泥基复合材料的抗冻性能进行了对比,探讨了纳米SiO_2与PVA纤维对水泥基复合材料抗冻性能的影响。结果表明:在一定掺量范围内掺加PVA纤维可以提高水泥基复合材料的抗冻性能,但过大掺量(0.9%)的PVA纤维会对水泥基复合材料的抗冻性产生不利影响;在PVA纤维水泥基复合材料中掺入纳米SiO_2可以明显提高其抗冻性能,在本文试验纳米SiO_2掺量范围内,其抗冻性随着纳米SiO_2掺量的增加不断增强;在掺加2%纳米SiO_2的水泥基复合材料中掺加一定掺量(0.9%)的PVA纤维可以提高水泥基复合材料的抗冻性。     

尾矿砂 PVA 水泥基复合材料抗压和抗弯性能试验研究

研究了在不同尾矿砂替代率、纤维掺量和纤维长度对尾矿砂水泥基复合材料的增强和增韧作用。试验验结果表明,尾矿砂替代 PVA 水泥基复合材料中的细骨料工作性能和基本力学性能稳定,制备工艺满足要求;在纤维长度和掺量一定时,尾矿砂替代率为50%效果较好;纤维长度为12mm,掺量为26kg/m3时,PVA 可以使尾矿砂PVA 水泥基复合材料的延性明显增强。     

稻草纤维水泥基复合材料力学性能试验研究

将稻草纤维掺入量定为0、2.5%、5%、7.5%、10%,并将稻草纤维分成丝状和粉末状,研究了不同形状、不同掺量的稻草纤维水泥基复合材料的力学性能。结果表明,随着丝状和粉末状纤维的加入,试件的抗压强度和抗折强度总体呈降低趋势,但抗冲击性能得到了明显的提升;随着稻草纤维掺量的增加,丝状水泥基复合材料的抗冲击性能增强会稳定在一个范围内,而粉末状水泥基复合材料的抗冲击性能会逐步增高并在掺量为10%时达到最佳。     

绿色水泥基复合材料的力学性能试验研究

绿色水泥基复合材料是一种可持续发展的新型建筑材料,通过对其抗压性能和抗折强度的试验研究,分析了纤维体积掺量和养护龄期对其力学性能的影响。结果表明:PVA纤维体积掺量在0%～1%时,纤维的桥联作用可提高绿色水泥基复合材料的抗压强度,改善其抗压韧性;养护龄期和纤维掺量对绿色水泥基复合材料的抗折强度的影响均较为显著。研究结论为绿色水泥基复合材料的制备和工程应用提供了参考。     

水泥基秸秆纤维复合材料力学性能研究

通过对秸秆纤维进行碱浸渍预处理,并与普通硅酸盐水泥拌和制备轻质复合材料,研究了秸秆纤维长度、水灰比和秸秆纤维掺量对水泥基秸秆纤维复合材料性能的影响。结果表明,用4%浓度的NaOH溶液浸渍12 h预处理的2～5 mm秸秆纤维掺量5%、体系水灰比0.60时,水泥基秸秆复合材料干表观密度为1 320 kg/m~3,吸水率为8.7%,28 d抗压强度为3.1 MPa。对秸秆的碱浸渍处理可以解决水泥凝结问题,在水泥基材料中掺入适量的预处理短秸秆纤维,可以制备出具有实用价值的轻质复合材料。     

碳纤维水泥基复合材料电性能的若干研究

着重探讨了碳纤维长度与掺量、水灰比、龄期及成型工艺对碳纤维增强水泥基复合材料导电性的影响,结果表明,采用振动压制成型工艺且碳纤维长度为10mm时,可以较小的纤维掺量（0.5%)使复合材料获得较强的导电性。     

掺镍纤维的水泥基复合材料导电性能研究

以镍纤维作为导电介质掺合到水泥砂浆中制成水泥基复合材料,研究了纤维长径比、砂浆搅拌工艺、外加分散剂种类及用量和纤维掺量等因素对水泥基复合材料导电性能的影响,采用四探针测试仪和扫描电镜表征了复合材料的电导率和纤维的分散状态。实验结果表明:采用干混搅拌工艺、镍纤维的长径比为750、甲基纤维素(MC)分散剂掺量为0.4%时,镍纤维在水泥基复合材料中的分散效果最佳;在此工艺条件下,当镍纤维掺量为5.0%时,水泥基复合材料电导率最大,达2.65×10-3 s/cm。     

混掺精细钢纤维/PVA纤维水泥基复合材料力学性能试验研究

对混掺聚乙烯醇纤维(PVA)与12 mm两端直勾型精细钢纤维的水泥基复合材料进行立方体抗压和哑铃试件轴向拉伸试验,分析纤维掺量对混掺纤维水泥基复合材料抗压、抗拉强度和韧性的影响规律。结果表明:混掺精细钢纤维可以提高水泥基复合材料的立方体抗压强度、抗拉强度和韧性;随着精细钢纤维的增加,其抗压强度、抗拉强度和极限拉应变呈先增大后降低的趋势,当精细钢纤维掺量为1.2%时,28 d立方体抗压强度平均值比单掺PVA纤维提高了61.9%;当精细钢纤维掺量为0.8%时,28 d抗拉强度和极限拉应变分别比单掺PVA纤维提高了56.9%和240%。     

石墨烯水泥基复合材料早龄期电学及力学性能的研究

本文采用改进的Hummer′s法制备了氧化石墨烯(GO),通过FTIR、XRD和SEM等微观表征技术对GO表面的官能团、结构进行了表征。研究了同一水灰比及早龄期的条件下,GO掺量的变化对水泥基复合材料的力学、电学性能的影响。研究结果表明:GO可以明显增强水泥基复合材料早期强度,当GO掺量为0.03wt%时,水泥基复合材料抗折、抗压强度达到最大值13.8、63.4MPa,比空白样品分别增加了近58%、47%。同时本研究利用四电极法测试了GO水泥基复合材料的电导率,发现GO水泥基复合材料的电导率随石墨烯掺量的变化符合渗流理论。当掺入GO的量约为0.03wt%时,水泥基复合材料的电阻率下降到了一个相对稳定的数值,并且具有良好的压敏效果。     

胶粉对纤维增强水泥基复合材料强度的影响

纤维对水泥基复合材料具有一定的增强增韧作用,同时,由废旧橡胶制成的胶粉以骨料形式掺入水泥基复合材料中也可增加基体韧性。研究了在聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料中,以不同掺量的可再分散乳胶粉部分替代纤维对其抗折强度和抗压强度的影响。结果表明,掺加体积分数0.5%胶粉后的纤维增强水泥基复合材料,较对比试件抗折强度提高了24.3%;掺加体积分数1%胶粉后的试件抗压强度提高了40.4%;掺加体积分数0.5%胶粉的试件在抗折强度和抗压强度大幅度提高的同时,保持了折压比不降低。因此,在水泥基复合材料中存在纤维的情况下,加入适当掺量的胶粉部分替代纤维可更大程度地提高构件的强度,并可节约材料成本,减少工程造价。     

硅灰和稻壳灰对竹浆纤维水泥基复合材料抗劣化性能的影响

以硅灰和稻壳灰作为掺合料（固定总掺量为40%）、竹浆纤维作为增强材，采用抄取法制备了纤维增强水泥基复合材料，并研究了干湿循环和热水浸泡老化试验下，不同硅灰和稻壳灰掺入比例对竹浆纤维水泥基复合材料力学性能的影响。结果表明：不同掺入比例的硅灰和稻壳灰均有效提高了竹浆纤维水泥基复合材料在干湿循环和热水浸泡老化下的抗弯强度和断裂韧性，其中，单掺40%硅灰的提高效果最好。     

石墨烯水泥基复合材料力学性能及增强机理研究

首先通过表面活性剂与超声波处理相结合的方式制备了石墨烯(GNs)水性分散液,进而探究了不同浓度石墨烯掺量对水泥基复合材料力学性能的影响。结果表明:石墨烯(GNs)的掺入可以有效改善水泥基复合材料的力学性能,当石墨烯(GNs)掺量为0.06%时,水泥基复合材料的3、7、28 d抗压和抗折强度较纯水泥试样分别提高了19.7%、15.1%、14.0%和9.9%、11.4%、15.4%。微观分析表明,石墨烯可加速水泥水化反应,使基体微观结构更加致密,从而显著提高水泥基复合材料的力学性能。     

国产PVA纤维用于高韧性纤维增强水泥基复合材料的试验研究

采用正交试验设计方法,以国产聚乙烯醇(PVA)纤维作为增强纤维,研究了水胶比、粉煤灰掺量和胶砂比对高韧性纤维增强水泥基复合材料单轴拉伸性能的影响。研究结果表明:在较大水灰比和粉煤灰掺量达到70%的情况下,选用国产PVA纤维,仍然可以配制出成本低/单轴拉伸应力应变达到1%,且具有多微裂缝开裂特征的高韧性纤维增强水泥基复合材料。     

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.     

PVA纤维增强水泥基复合材料抗氯离子渗透性能

为了研究PVA纤维对水泥基复合材料抗氯离子渗透性能的影响,测定了不同掺量的PVA纤维增强水泥基复合材料的电通量。结果表明,PVA纤维增强水泥基复合材料具有明显优于普通水泥基复合材料的抗氯离子渗透性能。掺量0.5%～2.5%的PVA纤维使材料的电通量降低了15.6%～42.2%。根据试验数据,评价了不同纤维掺量的试件的氯离子渗透性,分析了PVA纤维掺量对水泥基复合材料电通量的影响规律,并基于灰色系统理论建立了电通量与PVA纤维掺量之间的函数关系模型。     

胶粉掺量对PVA-ECC力学性能与韧性的影响

试验选用7组不同胶粉掺量的配比,测定7组配比的抗压强度、抗折强度与断裂能等指标,探讨不同胶粉掺量对高贝利特硫铝酸盐水泥纤维水泥基复合材料力学性能与韧性的影响。结果表明,随胶粉掺量的增加,纤维水泥基复合材料的抗折强度、极限挠度、弯曲断裂能均逐渐呈先升后降的趋势,胶粉掺量为4%时,韧性达到最佳。与此同时,材料的抗压强度下降明显。由此可知,适当掺量的胶粉有助于材料韧性提升,但对力学性能有明显影响。此外,选定胶粉掺量为1%的配比为最佳配比。