超细钢-聚丙烯混杂纤维混凝土力学性能研究

为研究超细钢-聚丙烯纤维对混凝土力学性能的影响,进行了9组超细钢-聚丙烯混杂纤维混凝土试件的立方体抗压强度和劈裂强度试验,分析了超细钢纤维、聚丙烯纤维体积掺量对混凝土力学性能的影响。结果表明:混杂纤维的掺入使混凝土的立方体抗压强度、劈裂强度及拉压比均有提高,混杂纤维混凝土破坏产生明显延性特征;超细钢纤维体积掺量对混凝土力学性能的影响最大,混凝土强度及拉压比随超细钢纤维掺量增加而增大;聚丙烯纤维体积掺量增加对混凝土力学性能的影响并非线性提高,混掺0.1%聚丙烯纤维和1.5%超细钢纤维的混凝土获得最佳力学性能,抗压强度提高19.42%,劈裂抗拉强度提高56.78%,拉压比提高30.16%。     

超高性能混凝土抗压性能尺寸效应研究

为研究尺寸效应对超高性能混凝土（UHPC）抗压性能的影响,通过对比分析3组不同钢纤维掺量的立方体试块抗压强度,确定最佳掺量为2%,在此基础上以70.7mm、100mm、150mm边长为变量,分析不同尺寸下其抗压强度的变化规律。结果表明：钢纤维对UHPC抗压强度具有显著的提升,掺入1%、2%钢纤维后抗压强度分别提升了40%、70%;钢纤维掺量2%时,UHPC尺寸效应较为明显,100mm边长立方体为基准,边长70.7mm、150mm换算系数分别为0.98、1.16。     

水泥-铁尾矿泡沫混凝土的性能研究

研究了铁尾矿掺量对水泥-铁尾矿泡沫混凝土的干体积密度和抗压强度的影响,以及孔结构对泡沫混凝土导热系数的影响.测试了泡沫混凝土的导热系数,用显微镜和图像分析软件分析了泡沫混凝土的气孔结构,建立泡沫混凝土的抗压强度与干体积密度的关系模型,分析导热系数随孔结构的变化规律.结果表明铁尾矿取代水泥后泡沫混凝土的抗压强度降低,且其影响程度随混凝土气孔率的增大而减小.泡沫混凝土的抗压强度与干体积密度呈对数关系,与铁尾矿掺量成指数关系.泡沫混凝土密度相同时,气孔孔径越大抗压强度越高.随着气孔孔径的增大,泡沫混凝土的导热系数逐渐增大;随着孔隙率的增大,泡沫混凝土的导热系数逐渐减小;当孔隙率一定时,气孔孔径越小导热系数越小.     

超高性能混凝土立方体抗压强度尺寸效应

通过5种几何尺寸、3个强度等级和4种钢纤维掺量的超高性能混凝土(UHPC)立方体试件的抗压试验,研究了强度等级和钢纤维体积掺量等对UHPC立方体抗压强度及尺寸效应的影响,结果表明:UHPC立方体试件抗压强度的尺寸效应随强度等级的增加而趋于明显,R160级UHPC基体抗压强度尺寸效应度约为R120级UHPC基体的1.72...     

油茶粕绿色发泡剂制备泡沫混凝土的试验研究

以天然植物组织油茶粕为原料，通过水提法制备绿色发泡剂，并采用物理发泡方式制备泡沫混凝土，研究混泡时间、水胶比和泡沫掺量对泡沫混凝土干密度、抗压强度及孔结构的影响。结果表明：绿色发泡剂泡沫稳定性高，可用于制备低密度泡沫混凝土，是一种优质的新型绿色发泡剂；当泡沫掺量为750 mL、混泡时间为180 s、水胶比为0.45时，所制备的A05密度等级泡沫混凝土的吸水率为45%,抗压强度为1.52 MPa,并且绿色发泡剂制备的泡沫混凝土孔径分布均匀，孔径小(最大气孔孔径d_max<0.6 mm),气孔形态完整。     

磁化水钢纤维再生混凝土早期强度研究

为研究磁化水和钢纤维对再生混凝土早期强度的影响,以C40强度为基准,研究分析不同磁场强度(0 mT、200 mT、260 mT、320 mT)的磁化水和不同体积掺量的钢纤维(0%、0.6%、1.2%)对再生混凝土立方体早期抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,并对其微观结构进行观察分析。试验结果表明:钢纤维能够显著提高再生混凝土早期抗压强度和劈裂抗拉强度;磁化水对于再生混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度均有不同程度的提升,其中劈裂抗拉强度增幅较小;在0.6%钢纤维掺量和260 mT磁场强度下再生混凝土早期抗压强度增幅较为明显。     

钢纤维改善混凝土力学性能和微观结构的研究

研究了水胶比为0.45,钢纤维掺量为0、0.5％、1.0％、1.5％和2.0％的五种混凝土的力学性能以及其水化28天后的微观形貌.结果表明:钢纤维对混凝土的抗压强度改善并不明显,当钢纤维掺量为1.5％时,混凝土的抗压强度仅比普通混凝土提高了7.4％;但钢纤维的掺入大大提高了混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度,当钢纤维掺量为1.5％时,混凝土劈裂抗拉强度提高了80％,当钢纤维掺量为2.0％时,混凝土抗拉强度提高了近一倍.混凝土的宏观力学性能特征与微观结构分析结果相吻合.     

物理发泡泡沫混凝土的制备与性能研究

利用正交试验确定了物理发泡泡沫混凝土的配比,制作泡沫混凝土保温板.分析了几种外加剂对水泥抗压强度的影响,并研究了泡沫掺量和稳泡剂对泡沫混凝土强度的影响.结果表明,外加剂对抗压强度的影响由大到小依次为:加水量＞硫酸钠＞水玻璃＞木钠＞硫铝水泥;随着泡沫掺量的增大,泡沫混凝土的抗压强度逐渐减小;随着稳泡剂掺量的增大,泡沫混凝土抗压强度逐渐增大.     

粉煤灰对超轻发泡混凝土孔结构及吸声性能的影响

以化学发泡法制备泡沫混凝土试样,并结合图像分析软件(Image-Proplus 6.0)测得了不同粉煤灰掺量时试样孔隙率、平均孔径和孔径分布等孔结构参数,并研究了粉煤灰掺量对试样28 d抗压强度和吸声性能的影响.结果表明:随着粉煤灰掺量的增大,试样孔隙率和平均孔径逐渐减小,28 d抗压强度先增加后降低,试样的吸声性能有一定程度的提高.     

泡沫掺量对发泡碱激发矿渣聚合物性能和孔隙特征的影响

以水玻璃激发矿渣为胶凝材料,采用压缩空气发泡方式制备了泡沫矿渣聚合物材料,通过Image-Pro plus(IPP)表征了不同泡沫掺量下泡沫矿渣聚合物的孔隙结构特征,并研究了泡沫掺量对泡沫矿渣矿物聚合物干密度、抗压强度和导热系数的影响.结果表明:当泡沫掺量为4.45%~10.70%(质量分数)时,随泡沫掺量增加,泡沫矿渣聚合物的孔隙率增加、平均孔径及孔圆度值增大,泡沫矿渣聚合物相应的干密度、抗压强度和导热系数均呈负指数关系降低且相关性强;当泡沫掺量为4.45%~12.00%(质量分数)时,所制备碱激发矿渣聚合物泡沫材料的干密度389~1325 kg/m3、抗压强度1.12~17.81 MPa、导热系数0.0813~0.2211 W/(m·K),其综合性能优于通用水泥泡沫混凝土制品.     

FRP筋异强混凝土叠浇梁挠度与延性研究

为提高纤维增强聚合物(FRP)筋异强混凝土叠浇梁的抗弯性能与延性,研究了钢纤维掺量、钢纤维混凝土叠浇层厚度对FRP筋异强混凝土叠浇梁的影响。以钢纤维体积掺量(0%、0.5%、1.0%、1.5%)与钢纤维混凝土叠浇层厚度(0 mm、180 mm、210 mm、300 mm)为变量,对6根FRP筋异强混凝土叠浇梁进行三分点弯曲试验,并对试验梁的破坏过程、破坏形态、裂缝宽度以及跨中挠度进行分析。研究结果表明：钢纤维的掺入改善了FRP筋异强混凝土叠浇梁的受力性能,使其由脆性破坏向延性破坏发展;随着钢纤维掺量、钢纤维混凝土叠浇层厚度的增加,FRP筋异强混凝土叠浇梁的极限承载力提高了9%～33%,抗弯性能提升了4%～21%,延性提升了22%～89%。基于试验与理论分析,建立了钢纤维作用下的FRP筋异强混凝土叠浇梁挠度计算公式与延性评价方法。     

混合纤维增强树脂矿物复合材料研究

为了研究作为精密机床床身基础构件的混合纤维增强树脂矿物复合材料的性能,以钢纤维质量分数、丝瓜络纤维质量分数、钢纤维长径比为考察因素,采用正交试验设计方法开展16组钢–丝瓜络纤维混合增强树脂矿物复合材料试件压缩强度与阻尼比测试试验。结果表明,钢纤维质量分数对材料压缩强度的影响最大,丝瓜络纤维质量分数对材料阻尼比的影响最大。随着丝瓜络纤维的添加,试件压缩强度与阻尼比均出现先增大后减小的趋势,当丝瓜络纤维质量分数达到0.1%时,试件的压缩强度为98.095 0 MPa,阻尼比为0.172 7。钢纤维添加量与试件压缩强度呈线性递增趋势,且当钢纤维质量分数达到0.4%时,试件阻尼比达到最大值,为0.170 7,当钢纤维质量分数为0.8%时,试件的整体性能最优。当钢纤维长径比为60时,试件的压缩强度为100.063 0 MPa,阻尼比为0.170 9。混合纤维增强树脂矿物复合材料的最佳组分为:丝瓜络纤维质量分数0.1%,钢纤维质量分数0.8%,钢纤维长径比60。     

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。     

改性黄麻纤维增强聚氨酯硬泡性能的研究

采用碱处理工艺对黄麻纤维进行了表面改性,提高了纤维对基体树脂的浸润性,改善了纤维与树脂基体的界面粘结。研制了一种新型的黄麻纤维增强硬质聚氨酯结构泡沫材料。测试结果发现,碱处理后纤维表面出现沟槽和裂纹,拔出的单丝纤维表面包覆有聚氨酯基体,纤维与基体结合紧密。压缩性能实验结果表明,添加改性纤维的复合材料,其压缩强度明显提高,当纤维质量分数为3.0%时,复合材料的压缩强度达到最大值(8.01 MPa);纤维质量分数为3.0%、长度为3 mm的短切纤维的增强效果较好;随着纤维含量和长度的增加,复合材料的压缩模量亦随之增大。     

型钢与地聚合物混凝土粘结滑移性能研究

为了研究型钢与地聚合物混凝土之间的粘结滑移规律,对9个型钢地聚合物混凝土柱试件进行推出试验,研究地聚合物混凝土抗压强度、型钢的保护层厚度、型钢的锚固长度以及配箍率四个参数对型钢地聚合物混凝土试件荷载-滑移曲线、破坏形态以及粘结滑移性能的影响。结果表明:试件的荷载-滑移曲线具有相同的发展趋势,可将其划分为无滑移段、荷载上升段、荷载下降段和水平残余段四个阶段;试件的破坏模式为混凝土劈裂破坏,劈裂裂缝从加载端型钢翼缘产生,并向自由端发展;随着地聚合物混凝土抗压强度、型钢的保护层厚度和配箍率的提高,试件的特征粘结强度呈上升趋势;与普通水泥型钢混凝土不同,型钢的锚固长度增大也会使试件的特征粘结强度提高。根据试验结果,建立了特征粘结强度的计算公式,提出了型钢地聚合物混凝土的粘结-滑移本构模型,采用该模型计算得到的型钢地聚合物混凝土粘结-滑移曲线与试验曲线吻合度较高。     

聚氨酯填充型泡沫混凝土复合材料的性能研究

将不同掺量聚氨酯（PU）加入泡沫混凝土（FC）,研究聚氨酯填充型泡沫混凝土（FC/PU）复合材料的性能。结果表明：随着PU掺量的增加,FC/PU复合材料的导热系数不断降低,阻燃性能变差。PU掺量为0～4%时,随着PU掺量的增加,FC/PU复合材料的浆体黏度逐渐降低,气孔特性变好,抗压强度不断增大。PU掺量超过4%时,FC/PU复合材料黏度开始增大,气孔特性变差,抗压强度逐渐降低。PU掺量为4%时,FC/PU复合材料的综合性能最优,与未掺入PU相比,黏度降低62.7%,气孔特性较好,抗压强度提高75.0%,导热系数降低18.7%,阻燃性能仍能达到A1级。     

Research on the mechanical properties prediction of carbon/epoxy composite laminates with different void contents

The influence of the porosity on the static mechanical strength of the carbon fiber fabric reinforced epoxy composites laminates was investigated. The tensile, compressive, bending, and interlaminar strength test on the CFRP laminates with porosity of 0.33% and 1.50% were conducted and simulated by a finite element analysis model. The article proposes the failure criterion of the static mechanical strength of the fabric fiber reinforced composites based on the improved Hashin failure criterion that is suitable for the undirectional composite laminates. The basic composite strength parameters are used to evaluate the mechanical properties of CFRP laminates with different porosities. A finite element analysis model is established by using software ABAQUS™ combined with the sudden stiffness degradation model. The experiment results show that the tensile, compressive, bending, and interlaminar strength decrease with the increasing porosities. The tensile, compressive, bending, and interlaminar strength of the fabric carbon fiber reinforced epoxy composites laminates are simulated accurately by the finite element model. POLYM. COMPOS., 14–20, 2016. © 2014 Society of Plastics Engineers     

Influence of fiber geometry on the properties of steel fiber reinforced concrete

The influence of fiber diameter, length and volume fraction on the properties of steel fiber reinforced concrete in the fresh and hardened states is reported. The compactibility of fresh fibrous concrete decreases linearly with fiber aspect ratio. There is no unique relationship between fiber aspect ratio and ultimate flexural strength or compressive strength. The dynamic modulus of elasticity of fiber reinforced concrete is little different from that of plain concrete. The fibers, however, show substantial improvements in damping when the concrete is wet. It is shown that the ultimate flexural strength can be predicted by a composite mechanics equation. A unique relationship is also shown to exist between ultimate flexural strength and an “effective spacing” concept.     

超声回弹综合法在剑麻纤维珊瑚混凝土 强度检测中的应用*

为了研究剑麻纤维增强珊瑚混凝土的抗压强度回归方程,本文利用超声回弹综合法和混凝土抗压试验,通过对掺有3 kg/m3剑麻纤维的珊瑚混凝土和未掺剑麻纤维的珊瑚混凝土试件分别进行试验,分别建立该试验中剑麻纤维珊瑚混凝土的超声声速、回弹代表值与抗压强度的之间的相关关系,给出该试验中相应的强度曲线,便于实际中为与剑麻纤维珊瑚混凝土抗压强度相关的研究提供参考。     

掺氧化铝小球钢纤维混凝土的自修复性能研究

采用真空吸附法将环氧树脂和固化剂分别吸入薄壁氧化铝空心球中,用黏土进行球面密封,制得包含修复剂的小球。以钢纤维增强混凝土为基体,加入不同掺量的修复小球制备自修复混凝土试样,对其力学性能和自修复性能进行了测试。综合考虑修复效果和自修复混凝土自身的性能,自修复混凝土中钢纤维和修复小球的最佳掺量分别占水泥质量的1.5%和9%。