剑麻纤维增强水泥基复合材料研究进展

剑麻纤维具有环保、经济、力学性能良好等特点,近些年备受水泥基复合材料研究学者青睐.剑麻纤维具有较高的抗拉性能,弥补水泥基复合材料的脆裂的缺点;在水泥基复合材料中掺入较少的剑麻纤维可以较大提高水泥基复合材料抗拉性能和韧性.总结了剑麻纤维增强水泥基复合材料中剑麻纤维表面处理、制作工艺、宏观力学性能、微观结构的研究现状、未来发展动向、经济效益,并对剑麻纤维目前存在问题做了总结以及前景展望.     

养护龄期对大掺量粉煤灰UHTCC力学性能和变形能力影响试验研究

通过测定7 d、28 d、56 d和90 d四个龄期的立方体抗压性能、薄板四点弯曲性能、直接拉伸性能,对大掺量粉煤灰超高韧性纤维增强水泥基复合材料(UHTCC)的力学性能和变形能力随龄期的变化进行了实验研究.结果表明:在UHTCC基体中掺入大量粉煤灰能增加材料的变形能力,但由于火山灰效应发挥滞后,使得材料前期强度较低;随着养护龄期的增长,UHTCC的抗压强度、薄板四点弯曲强度和抗拉强度基本呈增长趋势,56 d后各强度趋于稳定;随着养护龄期的增长,纤维与基体的粘接强度增大,纤维对材料变形能力的贡献减小,UHTCC弯曲挠度和拉伸应变降低.     

纳米粒子和PVA纤维增强水泥基复合材料抗裂性能研究

采用两种纳米粒子(纳米SiO2和纳米CaCO3),通过水泥基复合材料抗裂性能试验,探讨了PVA纤维和纳米粒子单掺和复掺两种情况下PVA纤维用量、纳米材料种类和用量对水泥基复合材料抗裂性能的影响.研究结果表明,在PVA纤维增强水泥基复合材料中掺入纳米SiO2,可以显著提高水泥基复合材料抗裂性能,而且在本文试验纳米粒子掺量范围内,水泥基复合材料抗裂性能随着纳米SiO2掺量的增加不断增强;在纳米SiO2水泥基复合材料中掺入PVA纤维,可以提高水泥基复合材料的抗裂性能,当纤维体积掺量不大于1.2%时,PVA纤维体积掺量较大的纳米水泥基复合材料具有较高的抗裂性能;纳米CaCO3与纳米SiO2均能增强水泥基复合材料的抗裂性能,纳米SiO2的增强效果略优于纳米CaCO3.     

PVA纤维对水泥基材料性能的影响研究

通过对不同纤维掺量的PVA-ECC试件进行抗压强度和抗折强度试验以及干缩试验,探究PVA纤维对水泥基复合材料基本力学性能和干缩性能的影响。结果表明:PVA纤维的掺入,可以提高水泥基复合材料的抗折强度,在0～3.6kg/m~3的掺量区间内,PVA纤维掺量越大,P水泥基复合的抗折强度越大;PVA纤维的掺入可以提高水泥基材料的抗压强度,但是不显著;PVA纤维掺量1.8kg/m~3时,其对水泥基材料的干缩有抑制作用。     

玄武岩纤维及其增强水泥基复合材料研究进展

玄武岩纤维是一种新型无机绿色环保高性能纤维材料.综述了玄武岩纤维及其玄武岩纤维增强水泥基复合材料(basalt fiber reinforced cement-based composite)国内外最新研究进展,简要介绍了玄武岩纤维国内外研究进展,玄武岩纤维表面处理技术对界面性能的影响以及对提高复合材料整体性能的必要性,并重点介绍了玄武岩纤维增强水泥基复合材料力学性能研究和纤维增强机理以及玄武岩纤维水工混凝土及BFRP加固应用.最后对玄武岩纤维增强水泥基复合材料的发展研究方向进行了展望.     

超高韧性喷射混凝土研究进展

使用超高韧性水泥基复合材料(简称为UHTCC)连续喷射施工,可以有效改善喷射混凝土后期强度低、易收缩开裂、韧性差等问题。简要介绍了喷射UHTCC在流变性能、力学性能、耐久性及应用方面的研究进展,对今后我国喷射UHTCC的研究方向提出了几点思考。     

再生石墨增强水泥基复合材料的力学性能和电学性能研究

水泥的水化过程复杂,生成的产物也较复杂,因此其微观结构难以控制,水泥基复合材料的力学性能和电学性能较差。为了改善水泥基复合材料的力学性能和电学性能,采用搅拌的方式将再生石墨粉加入到水泥砂浆中,最终制得再生石墨-水泥基复合材料。通过对再生石墨-水泥基复合材料的抗折强度、抗压强度以及电阻率的测试,发现掺入适当的再生石墨,可以增强水泥基复合材料的力学性能和电学性能。     

苎麻纤维增强磷建筑石膏复合材料耐水性能和力学性能研究

通过吸水率、软化系数、抗折强度和抗压强度试验,并结合傅里叶红外光谱和扫描电子显微镜测试,探究不同长度和掺量的苎麻纤维对苎麻纤维增强磷建筑石膏复合材料耐水性能和力学性能的影响。研究结果表明,掺入适量苎麻纤维可改善苎麻纤维增强磷建筑石膏复合材料的耐水性能和力学性能,以及提高复合材料的延性。掺入0.5%(体积分数,下同)的10 mm苎麻纤维时,复合材料的软化系数达到最大,较空白组提高20.0%。苎麻纤维的掺入能有效提高复合材料的抗折强度,28 d时,掺入1.5%的10 mm苎麻纤维试样较空白组抗折强度提高39.5%。掺入小于20 mm的苎麻纤维会降低复合材料的抗压强度,掺入不超过1.5%的30 mm苎麻纤维可提高复合材料的抗压强度,28 d时,掺入1.5%的30 mm苎麻纤维试样较空白组抗压强度提高10.1%。苎麻纤维在复合材料基体内会发生水解,随龄期的增长水解程度加重,表面逐渐粗糙。     

稻草纤维轻骨料混凝土力学性能影响因素研究

为了研究稻草纤维、粉煤灰的工程应用,进行了稻草纤维掺入下轻骨料混凝土力学性能试验研究,探索了同一配合比条件下纤维长度、掺量、形状、粉煤灰掺量、纤维夹层因素对轻骨料混凝土力学性能的影响.结果表明:纤维掺入后,粉煤灰陶粒混凝土抗压、劈裂抗拉强度有所降低,但抗冲击强度有所提高;纤维经NaOH溶液处理后,混凝土抗压、抗冲击强度得到了提高;纤维长度对混凝土强度影响不显著;用水泥质量15％以内的粉煤灰替代水泥,能够获得良好的流动性能和力学性能;纤维夹层位置对强度影响显著,底层抗冲击性能好,中间层抗压、抗拉性能好.基于线性回归分析,得出了植物纤维混凝土强度影响因素中纤维掺量>纤维形状>纤维长度的结论.     

稻草纤维+矿渣微粉增强磷石膏基材料性能的研究

为了探究矿渣微粉和稻草纤维的掺入给磷石膏基复合材料带来的性能变化情况，采用定量分析方法，改变矿渣微粉、稻草纤维、生石灰的掺入比例及稻草纤维长度，对试验结果进行分析。结果表明：加入矿渣，改善了磷石膏基复合材料的吸水率以及力学性能；稻草纤维的掺入虽然会使得磷石膏基复合材料的抗压性能降低，但会增强磷石膏基复合材料在抗折方面的性能，同时减轻矿渣增加的自重。因此，掺入矿渣微粉和稻草纤维能解决磷石膏制品的物理性能低劣的问题，为建筑行业提供一种性能符合要求的复合材料。     

Mechanical Behavior of Fiber-Reinforced Cement-Based Composites

The use of fibers in a cement-based matrix can fundamentally improve its mechanical properties. Such improvement may lead to a new class of cement-based materials. Further developments depend on an understanding of the interaction between different fibers and cement-based matrices. The current knowledge on the mechanical behavior of fiber-reinforced cement-based composites is summarized. Toughening mechanisms, interface properties, and tensile response of fiber-reinforced cement-based composites are presented. Various theoretical approaches used to describe the mechanical behavior of fiber-reinforced composites are reviewed.     

Modification of Low-surface Energy Fibers used as Reinforcement in Cementitious Composites: A Review

This paper provides a review on the surface modification of low-surface energy fibers (polypropylene, polyethylene, and nylon) and discusses on the effects of these treatments toward the physical/mechanical properties of cement-based composite materials. These properties include the tensile, flexural, compressive strength and toughness, stress–strain behavior, modulus of elasticity, and workability. The effects of these treatments on the changes in the fiber/cement matrix interfacial properties are also presented. Studies have shown that various surface treatments have been used to improve the efficiency of the low-surface energy synthetic fibers in the cementitious composites. The modifications are on the basis of physical, chemical, and mechanical methods. The main achievements found have been the development of fibers with modified surface to optimize fiber–matrix adhesion. Moreover, the recently developed surface modifications will allow obtaining high-performance cementitious materials reinforced with the synthetic fibers.     

纳米二氧化硅/氧化石墨烯复合物对普通硅酸盐水泥力学性能的影响

氧化石墨烯(GO)在水泥中的分散性较差,限制了其提高水泥基复合材料性能。采用溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化硅/氧化石墨烯复合物(GOS),在模拟的水泥孔隙溶液中对比了GO和GOS的分散稳定性;同时,制备了添加纳米片的水泥浆体,研究了GO和GOS对其力学性能的影响。结果表明:GOS在水泥环境中的分散稳定性明显优于GO;与对照组相比,GO/水泥基复合材料的28 d抗折和抗压强度分别提高了20.48%和13.14%,而GOS/水泥基复合材料分别提高了35.42%和23.90%。微观分析表明,GO/水泥基复合材料内部形成花状水化晶体,GOS/水泥基复合材料内部的水化晶体彼此交联,结构致密,降低了水泥脆性,提高了韧性。     

Effect of fiber type on mechanical properties of short carbon fiber reinforced B4C composites

In order to enhance the mechanical properties of B₄C without density increase, the short carbon fibers M40, M55J and T700 reinforced B₄C ceramic composites were fabricated by hot-pressing process. The addition of the carbon fibers accelerates the densification of the B₄C, decreases their densities, and improves their strength and toughness. The enhancement effects of the three kinds of carbon fibers were studied by investigating the density, Vickers hardness and the mechanical properties such as flexural strength, flexural modulus and fracture toughness of the composites. The fiber type has a great influence on the mechanical properties and enhancement of the short carbon fiber reinforced B₄C composites. The flexible carbon fiber with high strength and low modulus such as T700 is appropriate to reinforce the B₄C matrix ceramic composites.     

β成核剂和纳米SiO_2复合改性PP/POE复合材料研究

研究了纳米SiO2和β成核剂对PP/POE复合材料力学性能的影响,并用广角X射线衍射仪(WAXD)对其进行了表征。结果表明:纳米SiO2的加料方式影响PP/POE复合材料的力学性能,先将PP和纳米SiO2共混挤出,再与POE共混制备得到的复合材料冲击强度最高。当纳米SiO2含量为4%时,PP/POE/纳米SiO2复合材料的综合力学性能最好。在PP/POE/纳米SiO2复合体系中的加入β成核剂后,复合材料的拉伸强度和弯曲强度下降,而韧性进一步提高,当β成核剂含量为0.4%时,复合材料的缺口冲击强度和断裂伸长率达到最大值,拉伸强度也明显提高。XRD表明,β成核剂在纳米SiO2改性PP/POE复合体系中能显著诱导β晶的生成。     

改性方法对PP/纳米CaCO3复合材料性能的影响

分别采用熔融共混法和原位聚合法制备了聚丙烯(PP)／纳米CaCO3复合材料，比较了用两种方法制备的PP／纳米CaCO3复合材料的力学性能及纳米CaCO3的分散状况。结果表明：当纳米CaCO3质量分数分别为5％和0．73％时，两种方法制备的复合材料的冲击强度达到最大值，分别为纯PP的2．2倍和2倍；两种方法中CaCO3均可达到纳米级分散；原位聚合法制备的复合材料的韧性断裂比熔融共混法更为明显，且综合性能与共混法相近，并有工艺上的优越性。     

改性尼龙6复合材料力学性能的研究

通过熔融共混制备了PA6/OMMT、PA6/Zn-EAA、PA6/OMMT/Zn-EAA三种复合材料,研究了OMMT、Zn-EAA(Zn-中和乙烯-丙烯酸)含量对复合材料力学性能的影响。结果表明:OMMT的加入提高了复合材料的拉伸强度,但冲击强度有所下降;Zn-EAA的加入可以提高复合材料的冲击强度,改善其韧性。     

玻璃纤维增强尼龙复合材料的力学、耐油脂及耐渗透性能研究

基于尼龙6、尼龙66、透明尼龙61、聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)、玻璃纤维和成核剂通过熔融共混法制备了一系列玻璃纤维增强尼龙复合材料,并对常温下复合材料的力学性能进行了对比研究,此外还考察了材料在不同组成时的耐热老化性能、耐油性能及耐渗透性能.结果显示,材料刚性随MXD6加入比例提升而明显增大,而冲击韧性并未出现明显...     

聚乳酸/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/碳酸钙复合材料的性能研究

采用熔融共混法制备了聚乳酸/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/碳酸钙（PLA/EVA/CaCO3）复合材料,利用差示扫描量热仪、X射线衍射仪、偏光显微镜、扫描电子显微镜、力学性能测试和热变形温度测试等手段,研究了EVA和CaCO3对复合材料的结晶性能、断面形貌、力学性能和耐热性能的影响。结果表明,EVA 具有增韧作用,但降低了复合材料的强度和耐热性;而CaCO3可以提高复合材料的强度、韧性、结晶性能和耐热性能;CaCO3与EVA的加入对PLA有协同增韧作用,且不改变PLA的晶型;当PLA/EVA=90/10,加入10 %（质量分数,下同）的CaCO3时,复合材料有最佳的综合性能。     

碳纳米管水泥基复合材料的研究进展

近年来,碳纳米管(CNTs)在传统胶凝材料中的应用愈来愈受到人们的重视。通过添加适量的CNTs,可以使胶凝材料的一些性能得到有效改善。本文综述了国内外有关CNTs在水泥基材料中的应用研究进展,主要探讨了CNTs对水泥基材料的力学性能、耐久性及微观结构的影响,掺加活性物质对CNTs/水泥基复合材料性能的影响,并且总结了当前研究中所存在的一些问题,为今后的研究前景提出了一些建议。