温石棉纤维增强木塑材料在模板中的应用性能

结合表面修饰及振动磨处理工艺分散温石棉纤维(CAF),采用锟炼方法将CAF与木粉复合到聚丙烯基体中,热压成型CAF/木塑复合材料(CAF/WPC).通过三点弯曲法、摆锤冲击法、边缘/表面点燃法及表面磨耗量法分别表征其弯曲、冲击性能、阻燃性能和表面耐磨性能,并用显微镜观察试件断面形貌.结果表明:相比于空白WPC试样,掺有10%CAF的CAF/WPC的弯曲与冲击强度、阻燃时间和表面耐磨损量分别提高了38.95%、33.7%、20.17%、53.8%.质优价廉的CAF经预分散处理后能良好分散于WPC基体中,充当桥联增韧、延迟表面点燃时间及降低表面磨损量的增强相,满足CAF/WPC用作WPC建筑模板面层时的综合应用性能.     

工程木梁的受弯性能试验研究

以江苏速生意杨为原材料加工的工程木材,包括层板胶合木(Glulam)和旋切板胶合木(LVL)等,提出几种新型的构件截面形式,对受弯构件的结构性能影响因素进行了详细分析。研究的主要目的是充分利用我国速生林资源,并将其应用于现代木结构建筑。首先,通过材料的材性试验,探讨了Glulam和LVL的主要物理力学性能;在此基础上,对31个工程木梁模型试件进行了弯曲性能的试验研究,分析了工程木梁的破坏形态和破坏机理,探讨了其极限承载力和抗弯刚度等弯曲性能,并对构件性能进行了对比;最后,分析了影响工程木梁结构性能的各种因素,包括层板组合方式、荷载方向、单板厚度(LVL构件)以及构件尺寸等。结果表明:工程木梁的结构性能远远超出了建筑中常用锯材梁的结构性能,其强度比樟子松锯材构件高出39.0%~90.0%,刚度高出35.0%~45.0%,若将Glulam与LVL进行优化组合,会取得更好的效果;构件横截面平均应变基本上呈线性分布,构件的极限拉应变约为0.006,而其破坏时的压应变最大为0.009左右;     

核壳型丙烯酸酯乳液壳层性质对涂料耐沾污性的影响

通过改变核壳丙烯酸酯乳液核、壳单体组成及核壳比,在壳层聚合中掺加交联单体、有机氟单体、有机硅单体等多种措施,研究分析核壳丙烯酸酯乳液壳层性质对丙烯酸酯乳胶涂料性能的影响。     

废旧橡胶粉改性木塑复合材料耐海水侵蚀性能研究

以废旧胶粉(WTR)为耐老化稳定剂,经表面改性后掺入以木粉及HDPE为主组分的WPC体系中,制备WTR改性WPC复合材料(WTR/WPC).结合青岛本地环境和气候的特点,选取人工模拟海水浸泡环境对4种不同WTR掺量下WTR/WPC材色、质量变化、力学性能影响对比研究.结果表明:相比于空白WPC试样,人工海水浸泡6周后的WTR/WPC材料材色转变较慢,表面无翘曲现象;但其吸水率变化较大,WTR掺量10%的达4.30%;WTR掺量15%的弯曲强度也下降了近17%.     

纤维编织网增强ECC的拉伸和弯曲性能

通过拉伸和四点弯曲试验,研究了纤维编织网的层数及种类、纤维编织网表面浸胶粘砂处理以及聚乙烯醇(PVA)纤维体积分数对纤维编织网增强工程水泥基复合材料(TRE)拉伸和弯曲性能的影响,结果表明:和单层网TRE试件相比,双层网TRE试件的极限拉应力提高了将近1倍,极限弯曲荷载从单层碳纤维-玻璃纤维编织网TRE试件的0.73 kN增大到1.62 kN,极限拉应力和极限弯曲荷载明显提高,刚度增大;与碳纤维-玻璃纤维混编网TRE试件相比,玄武岩纤维-玻璃纤维混编网TRE试件的拉伸和弯曲性能均较低;将碳纤维-玻璃纤维混编网表面进行浸胶粘砂处理后,TRE试件的极限拉应力和极限弯曲荷载均降低,但极限拉应变和极限挠度增大;当PVA纤维体积分数从1.0％增加到2.0％时,单层碳纤维-玻璃纤维混编网TRE试件的极限拉应力从4.15 MPa增至7.05 MPa,弯曲开裂荷载从0.08 kN增至0.21 kN,试件的拉伸和弯曲性能提高.     

结构用单板层积材的斜纹承压力学性能

为了研究纹理角度对结构用单板层积材(LVL)承压力学性能的影响,进行了180个不同纹理角度试件的承压测试.结果表明：随着纹理角度的增加,试件的斜纹承压强度和刚度均明显下降;斜纹承压共发生纤维的褶皱破坏、剪切破坏和横纹受压破坏3种破坏模式.将GB 50005—2003《木结构设计规范》中的斜纹承压公式与国外常用Hankinsion计算公式、Norris强度准则进行分析比较后发现,Hankinsion计算公式能够更好地预测LVL的斜纹承压强度值;在同时考虑斜纹承压破坏模式的前提下,采用最大应力强度准则亦能较好地预测LVL的斜纹承压强度.     

叠合复合材料板冲击性能的试验研究

对复合材料板的冲击性能进行研究。增加两种类型复合材料板(玻-碳及玻-环氧)的冲击能量直至完全成为一个试件。采用能量模拟方法建立冲击能和能量吸收的关系,结合荷载-挠度曲线确定组合构件的针入度和开孔阈值。通过比较荷载-挠度曲线以及冲击侧和非冲击侧破坏试件的图像,对不同冲击能下破坏试件的破坏过程进行评估。同时,对破坏试件的横截面也进行了检查和分析,对破坏程度,如纤维破坏、临界层的剥离范围,进行评估。研究表明:采用玻纤面层组合构件的开孔阈值比采用碳纤面层的组合构件大约高30%。     

空间格构腹板增强泡沫夹芯复合材料-试件准静态压缩吸能试验

采用聚氨酯泡沫作为填充材料,玻璃纤维增强复合材料作为面层和腹板,将双层正交格构腹板改变为双层错位格构腹板、多层错位格构腹板、六边形格构腹板和多层梯形格构腹板,制作空间格构腹板增强泡沫夹芯复合材料试件。对试件开展准静态压缩试验,记录试件的破坏过程,得到其荷载 位移曲线。分析试件产生不同破坏形式的原因,对比试件在压缩变形过程中承载力变化情况;引入能量吸收值、比吸能和平均压溃力3个指标比较试件的吸能性能。结果表明:改变竖直格构腹板的空间位置后,试件的准静态压缩破坏模式由竖直格构腹板突然屈曲失稳破坏改变为竖直格构腹板先产生倾斜再发生弯曲破坏,以及斜向格构与泡沫的剥离破坏和斜向格构与斜向格构的层间剥离破坏,有效减少了试件承载力的弹性突变,降低了试件的脆性;竖直格构腹板弯曲破坏比斜向格构的剥离破坏吸收更多能量,其能量吸收值波动幅度最大为16.6%;试件的能量吸收值随着压缩量增加呈线性增加,其耗能性能较为稳定。     

纤维增强复材混合芯层夹芯板受弯性能试验研究

纤维增强复材(FRP)夹芯体系具有质量轻、强度高、使用寿命长的优点,可使用混合芯层体系来制造性能更优的夹芯复合材料。采用真空辅助成型工艺,制备了腹板-酚醛泡沫混合芯层的纤维增强复材夹芯板玻璃纤维(GFRP)。对3种不同芯层配置的试件开展四点弯曲试验,研究纤维增强复材夹芯板的弯曲性能和破坏模式。试验结果表明:试件的破坏模式可分为腹板与面层剥离破坏和腹板屈曲破坏;增加中部纵向腹板能提高板件的抗弯承载力;增加横向腹板能降低板件的损坏程度。采用铁木辛柯梁理论,考虑弯曲和剪切变形的共同影响,分析了板的跨中挠度;考虑混合芯层中组成成分对剪切性能的贡献,预测了板件的极限承载力,两者的理论计算值与实测值均吻合较好。     

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%。