掺硅烷后应变硬化水泥基复合材料的吸水性能

应变硬化水泥基复合材料(SHCC)是近年发展起来的一种新型材料,材料中加入的PVA增强纤维可以约束裂缝的发展,具有很好的抗裂能力.通过毛细吸水试验,研究了SHCC试件成型面和底面的毛细吸水量及其吸水系数,以及内掺硅烷乳液和硅烷粉末后SHCC材料的吸水性能.结果表明,SHCC试件内掺硅烷乳液和硅烷粉末后能够一定程度上抑制水分向SHCC材料中的侵入,硅烷乳液的防水效果优于硅烷粉末.     

低成本、低碳SHCC的制备及力学性能研究

为了解决传统应变硬化水泥基复合材料（以下简称SHCC）高成本和高水泥用量的问题，用国产PVA纤维和河砂分别全部取代传统SHCC中广泛使用的进口PVA纤维、超细石英砂，并用粉煤灰等质量部分取代50.0%、62.5%、75.0%的水泥，制备了低成本、低碳SHCC，研究了粉煤灰掺量和砂胶比对SHCC力学性能的影响，并用SEM观察了其微观形貌。结果表明：用国产PVA纤维和河砂可以制备出低成本、低碳SHCC；随着粉煤灰掺量的增加，试件的抗压、抗折和拉伸强度降低，但延性提升；随着砂胶比的增加，试件的抗压、抗折强度降低，拉伸强度提高，延性降低。     

应变硬化水泥基复合材料(SHCC)弯曲韧性研究

砂浆、混凝土等水泥基复合材料易于开裂、耐久性低劣的主要原因是其抗拉强度低、韧性差。高模量聚乙烯醇（PVA）纤维的添加可以增强水泥基材料的韧性，使其呈现准应变硬化和多微缝开裂特性，从而显著改善结构的耐久性。通过四点弯曲试验研究了PVA纤维体积掺量分别为0、0.75%、1.5%的抗折强度，按照ASTM方法确定了SHCC的弯曲韧度指数，通过JCI方法得到了SHCC的弯曲韧性系数。结果表明，最大抗弯承载力和最大挠度均随纤维掺量的增加而增加。结果可由纤维增强材料的应变硬化特性来解释。同时，与数值模拟结果的比较也证实了上述结论。     

防水处理对应变硬化水泥基复合材料孔结构的影响

水泥基复合材料的抗渗性、耐久性乃至强度等与材料的孔结构密切相关。聚乙烯醇纤维(PVA)增强的水泥基复合材料(SHCC)具有应变硬化和多微裂缝扩展特征,材料具有高抗拉强度、韧性和耗能性,但纤维的添加引入了更多的界面与微裂隙。防水处理技术可以提高此类材料的抗渗性。通过压汞试验研究了硅烷防水剂对PVA-SHCC微观结构的影响,结果表明:最大骨料粒径为1.18 mm时,其总孔隙率约为0.3 mm时的50%,内掺型有机硅类防水剂具有使孔结构细化的作用,其平均孔径和最可几孔径下降为未添加防水剂时的二分之一左右,减少了水泥石中的较大孔隙,改善了水泥浆体孔结构、阻止外界气体、水分、离子向水泥基材料内部的渗透,对于提高SHCC抗渗性非常有效。     

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。     

PVA纤维增强纳米SiO2水泥基复合材料弯曲韧性研究

以初始弯曲韧度比Re,p、弯曲韧度比Re,k作为表征纳米水泥基复合材料弯曲韧性的评价指标,通过9组配合比共27个小梁试件的三分点加载弯曲试验,探究了PVA纤维掺量对普通水泥基复合材料和纳米SiO2水泥基复合材料弯曲韧性的影响.结果表明,随着PVA纤维掺量的增加,PVA纤维增强普通水泥基复合材料和纳米SiO2水泥基复合材...     

尾矿砂PVA水泥基复合材料弯曲韧性研究

针对项目组研发的环保型尾矿砂PVA纤维水泥基复合材料,通过薄板四点弯曲试验开展了该水泥基复合材料的弯曲韧性研究,获得了弯曲荷载-挠度位移以及韧性指数。研究了水胶比和PVA纤维掺量等因素对该复合材料韧性性能的影响。研究表明,该尾矿砂PVA纤维增强水泥基复合材料具有较好的韧性,有很好的应用前景。     

混杂纤维增强应变硬化水泥基复合材料的弯曲性能预测

基于混凝土断裂力学与细观力学理论,同时考虑钢纤维(SF)/聚乙烯醇(PVA)混杂纤维对应变硬化水泥基复合材料(SHCC)弯曲性能的影响,提出了一种适用于SF/PVA纤维混杂SHCC(SF-PVA/SHCC)弯曲性能的预测方法.开展了SF-PVA/SHCC弯曲性能试验,分析了纤维种类和掺量对SHCC抗弯强度、极限弯曲挠度及弯曲荷载挠度曲线的影响.结果表明所提出的弯曲性能计算方法可以较好地预测SF-PVA/SHCC的抗弯强度和极限弯曲挠度.     

PVA-ECC的弯曲韧性方板法试验研究

主要研究了PVA纤维体积掺量对纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)弯曲韧性的影响,对PVC纤维体积掺量分别为0%,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%的PVA-ECC试件的抗压强度和方板法弯曲性能等进行试验研究,分析了PVA纤维在ECC中的作用机理,并对PVA-ECC方板进行能量评价。结果表明:PVA纤维体积掺量的改变对ECC材料的抗压强度影响甚微,PVA纤维体积掺量的增加对方板法弯曲韧性试验中ECC试件的初裂荷载影响不大,但峰值荷载有明显的提高,跨中挠度增加明显且裂缝宽度减小;PVA-ECC方板弯曲韧性随PVA纤维体积掺量增大而提高且体积掺量为2.0%时增韧的效果最佳。     

应变硬化水泥基复合材料收缩性能的试验研究

湿度变化引起的收缩开裂在工程裂缝中占很大比重,而裂缝是混凝土结构性能退化和使用寿命缩短的主要原因之一。高模量聚乙烯醇(PVA)纤维的添加可以增强水泥基材料的韧性,使其呈现准应变硬化和多微缝开裂特性,从而显著改善结构的耐久性。自由收缩试验结果表明,应变硬化水泥基复合材料(SHCC)14d龄期能完成80%以上的总收缩,但纤维掺量对自由收缩的影响不显著。限制收缩试验表明,纤维掺量为1.5%的SHCC裂缝控制率可以达到90%以上,同时最大裂缝宽度控制在40μm左右,成为工程上认为的无害裂缝。因此,SHCC作为修复材料或新建结构的永久性模板,可带来巨大的经济效益和社会效益。圆环试验给出了基于耐久性能优化设计SHCC材料的一种实用方法。     

钢渣粉对PVA纤维水泥基复合材料力学性能与韧性的影响

利用钢渣粉等质量替代20％、40％、60％、80％的水泥制备了PVA纤维水泥基复合材料胶砂试件,并进行了抗折、抗压试验和薄板四点弯曲试验,分析了钢渣粉对PVA纤维水泥基复合材料力学性能和韧性的影响.结果表明:随着钢渣粉掺量的增加,试件的抗折、抗压强度均呈下降趋势,且抗压强度损失较抗折强度快;当钢渣粉掺量为20％时,试件...     

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。     

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%。     

PVA纤维与织物复合增强水泥基材料弯曲韧性研究

水泥基复合材料掺入PVA纤维可以提升基体的韧性,定向分布的纤维织物也具有增韧效果。为了研究PVA纤维与织物复合对水泥基材料弯曲性能的影响,通过改变PVA纤维的掺量和织物配网率对方板试件进行抗弯性能试验,采用3种弯曲韧性的能量评价方法对试验结果进行分析和对比。试验结果表明,PVA纤维和织物在基体中产生协同作用;PVA纤维对基体弯曲韧性的贡献要优于织物;PVA纤维掺量和织物配网率的增加可以在一定程度上提高板在开裂过程中能量吸收的能力。     

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。     

纤维掺量对再生砖粉ECC流动性能及力学性能的影响

为更好地掌握再生砖粉超高韧性水泥基复合材料(ECC)的工作性能和力学性能,为再生砖粉ECC的研究与推广提供依据与参考,通过试验研究了不同聚乙烯醇(PVA)纤维体积掺量对再生砖粉ECC流动性能及力学性能的影响.结果表明:再生砖粉全取代石英砂会在一定程度上削弱ECC的力学性能;随着PVA纤维体积掺量在1.25％～2.0％范...     

纤维对尾矿砂水泥基复合材料韧性影响

针对尾矿砂进行了一系列的试验研究,从尾矿砂替代天然砂的比例到掺加不同的纤维,通过得出的数据最终确定了本次论文的数据。论文通过确定尾矿砂的替代天然砂的比例50%,绘制掺加不同纤维的尾矿砂水泥基复合材料的弯曲荷载-挠度曲线并根据曲线研究了尾矿砂PVA纤维水泥基复合材料有关弯曲的力学性能和弯曲韧性。研究表明,该尾矿砂水泥基复合材料在掺加日本纤维具有较国产安徽纤维更好的韧性,但是国产纤维在一定程度上也能达到日本纤维所能达到的优势,并且国产纤维造价低,因此国产纤维在尾矿砂水泥基复合材料中有很好的应用前景。     

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。     

偏高岭土对SHCC力学性能的影响研究

用偏高岭土(MK)取代0、5%、10%、15%水泥的配制应变硬化水泥基复合材料(SHCC),以研究MK对SHCC基本力学性能的影响。结果表明,MK作为掺合料能使SHCC的初裂强度、极限拉伸强度、极限拉伸应变、弹性模量和抗压强度等有不同程度的提高,较佳的MK掺量为10%。掺入适量的MK能改善SHCC的多缝开裂特性,细裂纹(宽度为几十微米)数量增加,裂纹平均宽度降低。MK的掺入还能改善PVA纤维与水泥基体的界面粘结性能,界面粘结强度得到提高。     

PVA掺量对海水腐蚀下水泥基复合材料力学性能的影响研究

选取PVA体积掺量在0~1%之间的水泥基复合材料为研究对象,在模拟海水浸泡后,进行抗压强度及抗折强度试验,探讨在海水(高强度硫酸盐、氯化物等)侵蚀前后抗压、抗折性能与PVA纤维掺量之间的相互关系。试验表明:同样体积掺量的PVA复合基水泥材料在海水的侵蚀下,力学性能明显降低,但与素砂浆相比,PVA的掺量对于对海水侵蚀下的材料的抗压抗弯性能及开裂情况有较为明显的改善作用。同时表明PVA水泥基复合材料完全可应用于沿海项目。