玄武岩纤维及其增强水泥基材料的研究进展

玄武岩纤维是一种极具应用前景的新型高性能无机纤维.概述了玄武岩纤维的物理力学性能、环境因素作用下玄武岩纤维及其复合材料的耐久性和表面修饰对纤维性能的影响.重点介绍了玄武岩纤维在水泥基材料中的应用研究进展,其中包括玄武岩纤维混凝土准静态力学性能和韧性的理论与试验研究以及玄武岩纤维布在混凝土结构加固方面的应用.并提出了当前玄武岩纤维增强水泥基材料研究中存在的问题和今后研究的方向.     

剑麻纤维增强复合材料的研究进展

综述了剑麻纤维和剑麻纤维增强复合材料的结构和性能及其应用.对剑麻纤维的综述主要包括剑麻纤维概况及与其他纤维的比较、剑麻纤维的表面处理方法和表征;对剑麻纤维增强复合材料的综述主要包括剑麻纤维增强热塑性树脂、热固性树脂、橡胶、水泥和石膏等其他基体复合材料的研究.     

麦秸纤维增强聚丙烯复合材料的熔融流变性

用挤塑模压的方法制备麦秸纤维增强聚丙烯复合材料, 研究了麦秸纤维添加量、尺寸及马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP) 添加量、温度对麦秸纤维增强聚丙烯复合材料熔融流变性的影响。麦秸纤维添加量从10 wt%增加至30 wt%时, 复合材料的熔融黏度增加。马来酸酐接枝聚丙烯的加入提高了体系的流动性, 熔融黏度降低。麦秸纤维以长纤维和纤维束作为增强材料时, 复合材料的熔融黏度降低, 以细小纤维作为增强材料时, 复合材料的熔融黏度增加。温度由170 ℃升高至190 ℃, 剪切速率由0. 01 s -1增加至0. 1 s -1 时, 麦秸纤维增强聚丙烯复合材料的黏度降低。      

纤维混凝土的应用研究

通常队为,混凝士强度越高,其韧性越差,脆性越高,结构廷性和抗裂能力越不足,给结构抗震性能带来的安全隐患。在混凝土中掺入微细纤维的纤维混凝土不仅能够提高混凝土本身的延性和韧性,增强混凝土的抗裂性,而且对原材料加工几乎没有特别的要求,成本增加不大甚至还有可能降低。聚丙烯纤维具有耐化学腐蚀性强、强度高、加工性好、质轻、蠕变收缩小、价格低廉和在低掺量下对混凝土的抗裂、增韧效果显著等优良的技术经济性能,因而在建筑工程中得到越来越广泛的应用。聚丙烯纤维混凝土是一种掺入少量短切聚丙烯纤维来增强或改善混凝土性能的复合材料。聚丙烯纤维混凝土在国外应用较多,在我国的工程中应用也日渐增多。低掺量的聚丙烯纤维掺人混凝土后可显著控制混凝土早期收缩裂缝,提高混凝土的耐久性。     

纤维增强水泥薄板及其复合梁抗弯性能研究

实验研究了纤维对水泥基复合材料抗弯性能的影响.结果表明,聚乙烯醇(PVA)纤维增强挤压脱水成型板材在弯曲荷载作用下呈现多点开裂、应变硬化的特性,具有良好的延性,聚丙烯(PP)纤维增强挤压脱水成型板材呈应变软化的特性,木纤维增强挤压脱水成型板材则呈脆性破坏;与普通混凝土梁相比,冷浇和热浇纤维增强板-混凝土组合梁的抗弯强度...     

聚丙烯纤维混凝土的研究

近几年来,应用化学纤维掺于混凝土以提高混凝土性能的技术,已引进世界工程界的关注,化学纤维中,尤以质优、价廉的聚丙烯纤维应用最为广泛,聚丙烯由于能够均匀分散在混凝土中,化学性质稳定、施工简单,在国际上已得到广泛的应用,在国内的混凝土工程中也逐渐为人们接受,而聚丙烯作为一种新型的混凝土增强纤维,已赢得了混凝土的“次要增强筋”的美称。     

聚丙烯纤维网混凝土桥面铺装的性能研究

纤维增强混凝土简称纤维混凝土,是在素混凝土基体中掺入均匀分散的短纤维而组成的一种复合材料。其主要工作机理是利用均匀分散的短纤维来改善混凝土的脆性。在受力过程中,发挥纤维抗拉强度高、混凝土抗压强度高的各自优势,从而显著提高纤维混凝土材料的各项技术性能,使其具有优良的抗拉、抗弯、抗疲劳、抗冲击性能以及耐一磨耗、韧性高等特点。本文研究了聚丙烯纤维对桥面铺装混凝土的改性作用与机理。     

混杂纤维增强混凝土材料的力学性能和耐久性能研究

采用聚丙烯纤维和碳纤维掺杂的方法制备了单纤维和混杂纤维增强混凝土材料。利用电子万能试验机对单纤维和混杂纤维增强混凝土材料样品进行了抗弯强度和劈裂抗拉强度试验;采用扫描电子显微镜(SEM)对样品的拉伸断口形貌进行了观察;采用NEL扩散试验测试了样品的氯离子扩散系数。结果表明,混杂纤维增强混凝土材料HFRC-B的抗弯性能、劈裂抗拉强度和耐久性能均优于单掺聚丙烯纤维增强混凝土PFRC-A和单掺碳纤维增强混凝土CFRC-B,HFRC-B样品的抗弯强度可达8.4 MPa,劈裂抗拉强度平均值可达3.78 MPa,氯离子扩散系数为2.26×10~(-12) m~2/s,综合性能优异;SEM分析表明,碳纤维、聚丙烯纤维与混凝土基体结合良好,碳纤维的拔出效应以及聚丙烯纤维自身的韧性保证了混杂纤维增强混凝土材料的高强度和高韧性,提升了混杂纤维增强混凝土材料的抗拉强度和抗弯性能;混杂纤维增强混凝土材料的耐久性能优于单纤维增强混凝土材料,显示了混杂纤维的正混杂效应,混杂纤维有效降低了混凝土中微裂纹的生成和扩展,改善了混凝土的阻裂效应,提高了混凝土材料的耐久性能。     

碳化硅纤维及其复合材料

１９９５年５月参加了在美国阿纳汉召开的第４０届国际尖端材料学会年会，了解到国外碳化硅纤维及其复合材料最新情况。本文简述碳化硅纤维的制造工艺，性能，表面处理及其对性能的影响，并介绍了碳化硅纤维增强树脂基复合材料和陶瓷基复合材料以及它们的性能。     

聚丙烯纤维混凝土接触爆炸破坏效应的试验和数值分析

为研究聚丙烯纤维混凝土在接触爆炸条件下的破坏形态,进行有限厚度钢筋混凝土板和聚丙烯纤维混凝土板的接触爆炸试验.采用LS-DYNA中LOAD-BLAST方法,对聚丙烯纤维混凝土的动态破坏过程进行数值模拟,分析和对比聚丙烯纤维混凝土和钢筋混凝土接触爆炸条件下破坏效应的异同,确定出聚丙烯纤维混凝土的抗爆性能系数.研究表明,LOAD-BLAST方法简单高效,数值模拟和现场试验非常吻合,聚丙烯纤维混凝土抗接触爆炸性能良好.     

Effect of polypropylene fibers on shrinkage and cracking of concretes

The effects of admixed polypropylene (PP) fibers on the drying shrinkage of hardened concrete are presented in this paper. Concrete mixtures made with Ordinary Portland cement (OPC) and OPC/Slag blended cements containing various volume fractions of PP fiber were tested. The results show small but consistently higher drying shrinkages in concretes incorporating PP fibers than that without fiber. The effect is more pronounced in slag concretes and in concretes cured for only 1 day. An attempt to explain this phenomenon was made by water loss, nitrogen adsorption, sorptivity and scanning electron microscopy tests on the same concretes. Additional moisture loss and porosity are proposed as possible reasons. The results of early-age restrained shrinkage tests on slag concretes show that PP fiber concrete had higher cracking tendency than the concrete without fiber. This was found to be due to higher shrinkage and elastic modulus of PP fiber concrete.     

不同长径比聚丙烯纤维增强混凝土的力学特性

纤维长径比对混凝土力学性能影响显著,而长径比变化的实质是纤维直径和形态均发生变化,因此现有研究多是通过改变聚丙烯（PP）纤维（包含粗、细PP纤维）直径或截面形态设置长径比梯度,从而导致变量不唯一。本文对粗PP纤维（d=700 μm）和细PP纤维（d=80 μm）长径比对混凝土力学性能的影响进行了试验研究,分析了粗、细PP纤维增强混凝土的力学特性。结果表明:粗、细PP纤维增强混凝土坍落度随所掺纤维长径比增大而先降低后趋于稳定,抗压、抗弯、劈拉强度随所掺纤维长径比增大而呈现出先增大后减小的趋势,700 μm粗PP纤维最优长径比为42,80 μm细PP纤维最优长径比为200。此外,提出了宏观力学拟合计算理论用于分析粗PP纤维长径比对PP纤维增强混凝土抗弯强度的影响,以此来增强试验结果的预测性和可控性;对粗、细PP纤维在混凝土中的摩擦粘结机制进行了力学分析,掌握了影响摩擦粘结力的具体因素。      

再生PET纤维/PP复合材料的结构及力学性能

为满足环境保护和可持续发展的需要,废弃无纺布的回收再利用已经成为材料领域的又一研究热点。本文以废弃无纺布为研究对象制得再生聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维,通过热压成型技术制备不同纤维含量的PET/聚丙烯(PP)复合材料。综合利用SEM、DSC、XRD、拉伸性能测试等手段对PET/PP复合材料的结构和性能进行了研究。结果表明:低含量的PET纤维均匀分散在PP基体中,与基体间界面结合紧密;PET纤维的异相成核作用促进了PP分子链的结晶,提高了结晶度,使晶粒细化;这些微结构的变化有利于PET/PP复合膜力学性能的提高,当PET纤维含量仅为0.1%时,PET/PP复合膜的拉伸强度提高了25.99%,断裂韧性提高了61.96%。     

码头面层纤维混凝土的抗冲击性能与增韧机理

在C30素水泥混凝土中分别添加聚丙烯纤维、尼龙纤维、钢纤维配制纤维混凝土,进行抗弯曲冲击试验。以初裂次数、终裂次数、冲击韧性评价混凝土抗冲击性能的优劣。试验结果表明:添加钢纤维、聚丙烯纤维、尼龙纤维混凝土的冲击韧性分别是素混凝土冲击韧性的15.1倍、3.4倍、2.7倍。结合冲击破坏断裂特征,分析了纤维混凝土承受冲击载荷作用的几种能量吸收机制,对增韧机理进行了分析。钢纤维、聚丙烯纤维、尼龙纤维混凝土,纤维拔出功消耗能量分别是纤维断裂功消耗能量的25倍、1.72倍、0.93倍。纤维的滑移、拔出、断裂是聚丙烯纤维、尼龙纤维混凝土提高抗冲击性能的主要因素,钢纤维混凝土的抗冲击能力提高幅度最大除了纤维的滑移、拔出因素外,还归功于钢纤维对裂纹面的桥接作用。     

R-PET短纤维增强PP复合材料的结构与性能

对再生聚对苯二甲酸乙二醇酯(R-PET)短纤堆增强聚丙烯(PP)复合材料进行了研究.通过扫描电镜(SEM)、熔融指数仅、差示扫描量热法(DSC)和万能试验机测定了材料的相结构、加工性能、热学性能和力学性能.采用甲基丙烯酸酸水甘油酯接枝乙烽-辛烯共聚物(POE-g-GMA)作为体系的增容剂.结果表明,POE-g-GMA显...     

粉末浸渍长玻璃纤维增强聚丙烯的压缩模塑

采用粉末浸渍的方法制备连续玻璃纤维增强聚丙烯预浸料,经切割获得长纤维增强聚丙烯粒子,采用单螺杆挤出机挤出形成模塑料,探索了模塑料的压缩模塑成型工艺,研究了成型后材料的力学性能及其影响因素。结果表明:粉末浸渍的长纤维增强聚丙烯经压缩模塑后可获得力学性能优良的制品;随着预浸料切割长度的增大、纤维含量的增加,材料的力学性能提高;在基体聚丙烯中添加接枝极性基团的功能化聚丙烯,可改善体系的界面结合,提高材料的力学性能,但功能化聚丙烯的含量超过一定值后,材料的冲击强度有所下降;适当提高模具温度、模塑料温度及成型压力,可以提高材料的力学性能。     

基于细观力学的纤维沥青混凝土有效松弛模量

为了研究纤维沥青混凝土的本构模型,将其视为以沥青混合料为粘弹性基体,纤维为弹性夹杂的两相复合材料。对基于复合材料细观力学理论建立的有效模量表达式进行了修正,提出了纤维沥青混凝土的割线有效松弛模量。以聚酯纤维沥青混凝土为例进行了有效松弛模量的解析分析和模拟蠕变实验的有限元分析,分析结果与试验数据的比较表明,该文提出的割线有效松弛模量模型对于纤维沥青混凝土粘弹性力学行为具有很好的预测能力。应用该模型对路面弯沉变形进行了有限元分析,结果表明:纤维的加入有效的改善了沥青混凝土路面的粘弹性性能。     

新型偶联剂改性玻纤增强聚丙烯复合材料的研究

本文以硅烷偶联剂KH-560和硬脂酸为原料,通过阴离子开环反应合成出一种新的偶联剂,并将这种新型偶联剂用于玻纤增强聚丙烯。研究结果表明：这种新型偶联剂能够在玻璃纤维与聚丙烯之间引入化学键舍,明显提高了界面的粘结能力,并且使得复合材料的力学性能显著提高。     

纤维对混凝土的损伤、裂缝曲折度及裂缝恢复的影响

通过混凝土圆饼劈裂试验预制准确宽度的裂缝,研究了钢纤维（SF）、聚丙烯（PP）长纤维对荷载作用下混凝土的损伤、裂缝曲折度及裂缝恢复率的影响。使用数码显微镜（Supereyes）和Image Pro Plus图像处理软件对不同位置裂缝实际宽度进行测量。通过测量劈拉作用下穿过圆饼试件的超声波速,分析、对比了各组试件超声波速与裂缝宽度、损伤变量因子之间的关系。研究表明:纤维的桥接作用使裂缝扩展得以控制,同时提高了卸载时的裂缝恢复程度和裂缝曲折度。SF掺量为55 kg/m3的混凝土试件比SF掺量为25 kg/m3的混凝土试件,曲折度增加26.9%,混杂使用PP长纤维和SF对提高混凝土裂缝表面曲折度有显著的正混杂效应。桥接于裂缝处的SF有利于超声波的传播,减缓超声波速损失。超声波速随着裂缝宽度的增加而逐渐降低、且与裂缝之间存在较好的指数关系,可用于表征混凝土内部裂缝的扩展。      

光热转换纤维的蓄热性能研究

采用红外测温仪和点温计等手段测试了碳化锆和三氧化二铝的红外线吸收性能，以及含有不同重量的聚丙烯纤维的光热转换性能和热性能。结果表明，碳化锆具有良好的近红外线吸收性能，而三氧化二铝具有良好的远红外线吸收性。含有4％碳化锆的纤维具有最大近红外线吸收功能，近红外线照射下的升温速度明显大于普通丙纶。