纤维品种、长度及掺量对道面混凝土的性能影响研究

采用四种纤维品种、六个长度及五个掺量,试验研究了纤维品种、长度及掺量对道面混凝土强度的影响。结果表明：纤维能显著提高道面混凝土的抗折强度,但对抗压强度无显著影响,其中改性聚酯纤维混凝土抗折强度最高,抗折强度并不是简单地随纤维长度及掺量的增大而增加,而是存在一个最佳长度及掺量范围,其最佳长度为8mm～16mm,最佳体积掺量为0．10％～0．16％。建议机场高强道面采用体积掺量为0．10％～0．16％、长度为8mm～16mm的改性聚酯纤维混凝土铺筑。     

废弃纤维再生混凝土框架中柱节点抗震性能试验研究

完成了再生骨料取代率为50%,废弃纤维长度分别为12 mm、19 mm、30 mm以及废弃纤维体积掺量分别为0.08%、0.12%、0.16%的5个废弃纤维再生混凝土框架中柱节点在低周反复荷载作用下的抗震性能试验研究。主要对不同废弃纤维长度、不同废弃纤维体积掺量下梁柱节点的破坏形态、滞回特性、延性性能、耗能特性等问题进行了对比分析。结果表明:废弃纤维再生混凝土框架节点的破坏均经历了初裂、通裂、极限、破坏四个特征阶段,当纤维长度为19mm,废弃纤维体积掺量为0.12%时,废弃纤维再生混凝土梁柱节点构件的滞回性能、延性性能及耗能性能较好;废弃纤维的体积掺量比废弃纤维长度对梁柱节点抗震性能的影响大。提出了废弃纺织纤维再生混凝土的抗剪承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。     

碳化硅／石墨混凝土的电磁屏蔽性能实验研究

通过实验研究，发现以普通磨料类碳化硅为骨料的混凝土也有一定的电磁屏蔽性能；通过加入石墨组分形成碳化硅。石墨吸收相，能进一步增强复合体的吸波性能。得出结论如下：碳化硅．石墨组合比例变化时，碳化硅，石墨=1：1的比例时综合性能较好，混凝土电磁屏蔽效能在0．3～1500MHz频带内达到22dB以上。     

基于钢纤维掺量的混凝土的冲击性能研究

为了研究钢纤维掺量对高性能混凝土冲击性能的影响,本试验通过改变纤维掺量,依照ACl544．2R的纤维混凝土性能测试方法,对不同钢纤维掺量的试件进行研究。结果发现：在纤维掺量从0-25kg／m3变化时,钢纤维高性能混凝土的冲击性能随纤维掺量的增加而增强,但超过25kg／m3后其冲击性能降低。     

碳化硅／手性体混凝土电磁屏蔽性能实验研究

实验研究了碳化硅．铁精矿砂组合比例改变对混凝土电磁屏蔽性能的影响，在0．3~500MHz频段，该组合获得的屏蔽效能均不超过7dB，在500MHz1．5GHz有7～15dB的屏蔽效果，并有屏蔽吸收峰出现；通过在碳化硅．铁精矿砂组合中引入手性体，在013～500MHz频段也获得了8～15dB的屏蔽效果。     

含粗骨料超高性能混凝土力学性能研究及机理分析

为探索含粗骨料超高性能混凝土的各项力学性能,研究了粗骨料体积掺量(0kg/m~3、280kg/m~3、400kg/m~3、480kg/m~3、560kg/m~3)、纤维掺量(2%、2.5%)以及纤维形态(平直型、端钩型)对超高性能混凝土抗压强度、弹性模量以及四点弯曲强度的影响,并引入纤维取向系数和纤维有效长度,探索粗骨料掺量对弯曲强度影响的微观机理。结果表明,粗骨料体积掺量对含粗骨料超高性能混凝土抗压强度的影响不大(0.4%~4.5%);对弹性模量的提高效果显著,最高可提高7.8%;对抗弯强度具有不利影响,并且随着粗骨料掺量增大,纤维取向系数下降,纤维有效长度减小,负面影响扩大。当粗骨料体积掺量为560kg/m~3时,弯曲强度下降了21.2%。增加纤维掺量或者掺入端钩型纤维可提高弯曲强度,掺入端钩型钢纤维可显著增大纤维有效长度,从而大幅度提高弯曲强度。     

电磁屏蔽泡沫混凝土的性能研究

研究了不同密度泡沫混凝土的电磁屏蔽性能,结果表明孔径较大时泡沫混凝土具有电磁屏蔽能。在泡沫混凝土制备过程中加入石墨和碳纤维,改善了泡沫混凝土的电磁屏蔽能。研究了石墨和碳纤维掺量对泡沫混凝土电磁屏蔽能的影响。结果表明,石墨不能增加泡沫混凝土电磁屏蔽能;碳纤维泡沫混凝土在0~100MHz频率范围内,屏蔽效能SE随着频率增加而迅速降低,在100~1500MHz频率范围内,屏蔽效能SE随着频率增加而增加,在100MHz附近,碳纤维电磁屏蔽砂浆的SE最小。     

钢纤维和碳纤维的混合效应对高性能混凝土力学性能的影响

通过在混凝土基体中加入一种纤维和混合纤维,制备了高性能混凝土试件和混合纤维高性能混凝土试件。通过劈裂抗拉强度试验和落锤冲击试验,研究了单掺钢纤维、单掺碳纤维和混合纤维对高性能混凝土试件劈裂抗拉强度和抗冲击性能的影响,分析了混合效应对试件力学性能的增强作用。劈裂抗拉强度试验结果表明,只掺入碳纤维,且碳纤维掺入量为1%时,试样劈裂抗拉强度的提升系数最多增加了50%;只掺入钢纤维时,钢纤维的掺入量越多,试样劈裂抗拉强度的提升系数越小,而且减小了基体高性能混凝土的劈裂抗拉强度;当钢纤维掺量为4.0%、碳纤维掺量为0.5%时,试样的混合效应系数最大为1.35,此时产生正混合效应,提升了高性能混凝土试样的劈裂抗拉强度。抗冲击性能试验结果表明,单掺碳纤维减弱了高性能混凝土试件的抗压强度,单掺钢纤维虽然可以加强试件的抗压强度但试件的延性比提升率不高,而混合纤维比单一纤维有优势,更能够增强高性能混凝土试件的抗冲击性能。因此,钢纤维与碳纤维的混合效应提升了试件的劈裂抗拉强度与抗冲击性能,明显提升了高性能混凝土的力学性能。     

碳化硼／铁精矿砂混凝土电磁屏蔽性能实验研究

本文实验研究了碳化硼、硼砂与铁精矿砂作为混凝土骨料时,组合、比例对样品电磁屏蔽性能的影响,发现单纯的碳化硼或碳化硼-硼砂作为混凝土骨料时样品电磁屏蔽性能很差,0．3MHz-1．0GHz频段在0-8dB之间;碳化硼-硼砂样品中加入同比例的铁精矿砂,即比例为0．375：0．375：2x,样品在0．3MHz-10MHz频段获得了20—50dB的提升,该频段铁精矿砂与硼砂可能存在一定耦合关系,增强了样品磁吸收。另外,加入铁精矿砂的样品在10MHz-1.0GHz频段屏蔽性能几乎没有变化。     

粗骨料与钢纤维对超高性能混凝土单轴拉伸性能的影响

为了提高含粗骨料超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete,UHPC)的单轴拉伸性能,采用单轴拉伸试验和图像分析技术分别研究了粗骨料掺量、颗粒粒径对含粗骨料UHPC单轴拉伸性能和钢纤维在UHPC体系中分散性能的影响规律。结果表明,随着粗骨料掺量及颗粒粒径的增大,钢纤维在UHPC体系中的分散系数和取向系数显著降低,含粗骨料UHPC的单轴拉伸初裂强度、裂后强度和耗能也随之减小。根据粗骨料颗粒最大粒径与钢纤维体积分数、直径间的匹配关系式(Dmax=3df/(Vf)0.5),采用纤维混杂可以充分发挥多尺度纤维与具有不同粒径分布的骨料间的分级匹配关系;粗骨料体积分数和颗粒最大粒径分别为10%和10mm时,采用平直钢纤维(直径0.12mm、长度10mm、体积掺量1.2%)和端钩钢纤维(直径0.35 mm、长度20mm、体积掺量1.8%)混杂实现了含粗骨料UHPC的单轴拉伸性能的提升,其裂后强度和耗能分别为8.69 MPa和11.10J。     

钢纤维超高强混凝土动态力学性能

采用分离式霍普金森压杆装置对不同纤维体积率的钢纤维超高强混凝土进行不同应变率的冲击压缩试验,结果表明钢纤维超高强混凝土是应变率敏感材料,并测出其应变率敏感阀值,当应变率超过阀值后,钢纤维超高强混凝土的强度、韧度与弹性模量都随纤维体积率的增加而显著提高,在高应变率下,超高强混凝土基体成粉碎性破坏,而钢纤维超高强混凝土呈现出“裂而不散”的破坏形态。     

Electromagnetic shielding effectiveness of thin film with composite carbon nanotubes and stainless steel fibers

Using the polymer blending method, conductive materials and waterborne polyurethane (WPU) were mixed to fabricate conductive composite films for application in electromagnetic shielding. First, nitric acid was used to purify the multi-walled carbon nanotubes (MWCNT). Second, sodium dodecyl sulfate (SDS) was utilized to disperse the carbon nanotubes, and then they were mixed with 8 microm diameter and 2 mm long stainless steel fibers (SSF) in the WPU by the polymer blending method. Finally, the thickness of 0.25 mm of conductive composite film was fabricated by means of coating. According to the ASTM D4935-99 standard, a coaxial transmission line was used to measure the electromagnetic shielding effectiveness (EMSE) of conductive composite film within the range of 50 MHz approximately 3.0 GHz. Moreover, the influence of the prior and posterior dispersion of carbon nanotubes dispersed on electromagnetic shielding was dealt with in the paper. Results demonstrated that the conductive composite film, within 50 MHz approximately 3.0 GHz, fabricated by the 15 wt% of the multi-walled carbon nanotubes and 30 wt% of the stainless steel fibers can achieve the maximum of the electromagnetic shielding effectiveness, 34.86 dB, and its shielding effect, 99.9%.     

纤维复合材料电磁屏蔽效能分层多尺度计算

为建立复合材料宏细观尺度之间电磁响应的关联性,将分层多尺度计算方法应用于纤维复合材料电磁屏蔽效能计算。为准确描述复合材料宏细观之间的联系,以电磁屏蔽效能为衡量标准,确定了复合材料细观结构的代表性体积单元(RVE)。根据电磁场媒质本构方程计算了RVE的等效电磁参数。采用分层多尺度方法计算复合材料宏观构件的电磁屏蔽效能。结果表明工作频率越高则复合材料的RVE越小;所设计的纤维复合材料结构在工作频率2～18GHz范围内具有38dB以上的电磁屏蔽效能,且电磁屏蔽效能随工作频率增加而下降。研究方法适用于求解细观结构相分散均匀或分布有规律的任意形状复合材料宏观构件电磁屏蔽效能。     

镀银玻璃微珠/炭纤维填充导电硅橡胶的电磁屏蔽性能

分别研究了用镀银玻璃微珠,炭纤维和镀银玻璃微珠/炭纤维复合填料填充的硅橡胶的电磁屏蔽效能。结果表明,在2.6 GHz~3.95 GHz频段内,镀银玻璃微珠填充量越大,导电硅橡胶的电磁屏蔽效能越高,镀银玻璃微珠填充量为180份时,样品的屏蔽效能的峰值为-115.2 dB。添加少量炭纤维能够提高镀银玻璃微珠/炭纤维复合填料填充橡胶的电磁屏蔽性能,当炭纤维添加量增加到20份时,镀银玻璃微珠/炭纤维复合填料填充硅橡胶(镀银玻璃微珠填充量120份)的电磁屏蔽效能峰值达到-82.0 dB,高于填充量为150份的单纯镀银玻璃微珠填料样品的电磁屏蔽效能,并且能够提高导电硅橡胶的力学性能并降低成本。     

LDPE-Ni/多晶铁纤维电磁屏蔽包装材料研究

为制备一种性能优良,使用方便的电磁屏蔽包装材料,用多晶铁纤维和镍粉作为导电填料,填加到LDPE中,制备成了LDPE-Ni/多晶铁纤维电磁屏蔽材料.研究发现,该材料的屏蔽效能值为20dB;"渗滤阈值"为20%～25%;由于多晶铁纤维的复合磁损耗机理,材料的具有一定的吸波功能;当多晶铁纤维和镍粉的含量为18%时,复合材料达到最大拉伸强度12.5MPa,而其断裂伸长率呈下降趋势.     

镀金属炭毡/树脂复合材料的电磁屏蔽性能

采用镀金属炭毡与环氧树脂、聚丙烯（PP）、ABS、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）复合制备电磁屏蔽（EMS）复合材料,镀金属炭毡复合材料在1－1000MHz范围内的屏蔽效率可达40dB以上,不同的树脂体系对复合材料的屏蔽效率无显著影响,在炭毡纤维表面镀不同的金属对复合材料的屏蔽效率有较大的影响。     

金属手性材料复合水泥砂浆的电磁屏蔽性能

电磁屏蔽建筑材料在当今信息化社会中具有重要的应用价值。在水泥砂浆中添加金属螺旋圈材料,在10kHz～1500MHz范围内进行电磁屏蔽性能测试。结果显示,随着频率的增加,屏蔽性能一般逐渐增强,在550MHz、1050MHz附近都有2个明显的拐点;在10kHz～550MHz范围,屏蔽效能都小于4dB;但在900～1050MHz频率范围内,最大屏蔽效能都能够超过10dB。     

水性镍基电磁屏蔽涂料的研究

叙述了水性镍基电磁屏蔽涂料的制作及涂层的有关性能,探讨了水、温度、涂层厚度等因素对屏蔽涂层的电阻率及电磁屏蔽效能的影响规律。试验表明,在频率为9KHz-1000MHz范围内,屏蔽效能为45-60dB。