纳米碳纤维增强混凝土耐久性试验

为研究纳米碳纤维对混凝土耐久性的改善效果,进行了不同体积掺量(0.1%,0.2%,0.3%,0.4%和0.5%)下纳米碳纤维增强混凝土的冻融循环实验、渗透实验以及碳化实验,另外通过SEM实验进一步探讨了纳米碳纤维对混凝土耐久性的微观改性机理。结果表明,纳米碳纤维能够通过纤维桥接、孔隙填充两种方式改善了混凝土的微观形貌,显著提高了混凝土的耐久性;掺量为0.3%时,纳米碳纤维增强混凝土的抗冻融性能、抗渗性能和抗碳化性能均达到最佳;冻融循环次数相同,随着纳米碳纤维掺量的增加,混凝土的质量损失率和抗压强度损失率均先减小后增大;混凝土的渗水高度和相对渗透系数均随纳米碳纤维掺量的增加呈现先减小后增大的趋势;相同碳化龄期下,随着纳米碳纤维掺量的增加,混凝土的碳化深度先减小后增大;但掺量为0.5%的纳米碳纤维增强混凝土的抗冻融性能、抗渗性能和抗碳化性能仍优于素混凝土。     

纳米碳纤维增强混凝土抗冻性能试验

对六种不同纳米碳纤维掺量的72个纳米碳纤维/混凝土试件进行了慢冻融循环试验,通过测量纳米碳纤维/混凝土经不同冻融循环次数作用后的抗剥落能力、质量损失率、相对动弹性模量和抗压强度损失率,研究了纳米碳纤维掺量对纳米碳纤维/混凝土抗冻性能的影响。另外进行了纳米碳纤维/混凝土的FE-SEM试验和压汞试验,分析了纳米碳纤维对纳米碳纤维/混凝土抗冻性能的微观改性机制。结果表明:纳米碳纤维通过改善混凝土的微观形貌,细化其孔隙结构,提高其整体性和密实度,显著改善了混凝土的抗冻性能;纳米碳纤维掺量为3vol%时,纳米碳纤维/混凝土的抗冻性能最佳。同普通混凝土相比,300次冻融循环后,纳米碳纤维/混凝土的相对动弹性模量提高了33.2%,抗剥落能力显著增强;相同冻融次数下,随着纳米碳纤维掺量的增加,纳米碳纤维/混凝土相对动弹性模量和抗压强度损失率均先增大后减小,质量损失率先减小后增大。但纳米碳纤维掺量最大为5vol%时,纳米碳纤维/混凝土的抗冻性能仍优于普通混凝土;冻融循环次数越多,纳米碳纤维对混凝土抗冻性能的改善作用越显著。      

碳纤维增强复合材料筋混凝土梁非线性力学性能

为了研究碳纤维增强复合材料(CFRP)筋混凝土梁的非线性力学性能,基于非线性理论推导了CFRP筋梁的有限元分析模型：对4个预应力CFRP筋混凝土梁进行了非线性全过程分析,考察了预应力CFRP筋、GFRP筋和普通钢筋的应力发展规律。与试验资料对比可知,计算结果与试验数据吻合良好,说明采用弥散裂缝模式、Owen屈服准则和Hinton压碎准则能较好地描述混凝土开裂、屈服和压碎特性,同时也说明了CFRP筋及其力学效应用组合单元模拟的有效性以及本文中研制程序的正确性。CFRP筋具有高强度性能,梁试件破坏时CFRP筋均未失效;与受拉区配筋为钢筋相比,GFRP筋在全过程中处于弹性阶段。     

聚合物改性碳纤维增强混凝土的动态压缩力学性能

为探究聚合物改性碳纤维增强混凝土(PMCFRC)的动态压缩力学性能,利用直径Φ100 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,分别对碳纤维增强混凝土及聚合物体积分数为4vol%、8vol%、12vol%的PMCFRC进行了5组不同气压下的冲击压缩试验,获得了混凝土在不同应变率下的动态应力-应变曲线和破坏形态,分析了应变率和聚合物掺量对PMCFRC动态压缩强度、变形和韧性的影响规律。结果表明：PMCFRC的动态压缩强度、变形和韧性均具有明显的应变率强化效应,聚合物对PMCFRC的动态压缩力学性能既有强化效应,也有劣化效应。随着应变率的增大,PMCFRC的动态抗压强度、动态强度增长因子(DIF)、动态峰值应变、冲击韧性均逐渐增大。随着聚合物掺量的增大,PMCFRC的动态抗压强度、DIF、冲击韧性均先增大后减小,动态峰值应变不断增大。相同应变率水平下,4%PMCFRC的动态抗压强度、冲击韧性最大,破损程度最轻;8%PMCFRC的应变率敏感性最佳,DIF最大时达到1.94,对混凝土强度的增幅最大。聚合物一方面在混凝土基体中发挥着填充、阻裂、增韧作用,另一方面改善碳纤维-混凝土基体界面的粘结...     

碳纤维及碳纤维增强复合材料的动向

1.PAN(聚丙烯腈)型碳纤维(CF)的动向目前,PAN型CF的主流,世界推定需要量的变化情况示于表1。美国及欧洲飞机的需要量占总需要量的二分之一强,但日本有四分之三用于体育用品。开发动向正朝以下方向发展: ①高强度化:350kg/mm~2→500～600     

碳纤维补强混凝土

日本鹿岛建设和住友金属工业两个公司,在世界上首先开发了碳纤维补强混凝土(CFRC=Carbon Fiber Reinforced Concrete)。 CFRC是在水泥砂浆中混入1～5％沥青类碳纤维(LHCF)。达到了一般混凝土的抗拉强度、抗弯强度的5～10倍,弯曲韧性     

碳纤维增强水泥复合材料

一、前言近年来用纤维增强剂来改善通用建材水泥和混凝的力学性能如抗张强度,延伸度,抗衡击性能等引起了人们极大的注意。多种多样的纤维包括钢丝、耐碱玻璃纤维、维尼纶、聚丙烯纤维、芳纶以及碳纤维等已被用于此途,并在建材工业中已经商品化了。这些增强纤维中,碳纤维尽管其价高,由于其高比强度及杨氏模量以及在高碱性环境下的化学惰性,还是吸引人们选它来增强水泥基脆性基体。它们在钢筋表面不像钢丝那样产生锈污染问题。其化学惰性带来的另一优点     

碳纤维增强木材复合材料

碳纤维增强木材复合材料(CFRW)是新一代建筑材料、修补材料和装饰材料之一。在土木工程建筑、旧建筑的加固修补等方面得到广泛应用。CFRW不仅可提高材料的抗拉强度、压缩强度等,而且还赋予木材防菌防蚁、防水防腐、导电和电磁波屏蔽等新的功能。同时,可综合利用破碎木材及边角料,通过复合使其变废为宝。本文主要论述CFRW的制造、性质及其应用。     

碳纤维增强橡胶复合材料

碳纤维与橡胶的性能差别甚大,各有千秋。如果用刚性碳纤维增强柔性橡胶,将彼此取长补短,相得益彰,使所制复合材料性能更臻完善。在制备碳纤维增强橡胶复合材料(CFRR)过程中,至关重要的问题是解决两相之间的粘接,使其能够形成承受外力的整体。CFRR主要用于非结构材料,其他应用正在开拓。     

内嵌碳纤维增强塑料板条抗弯加固混凝土梁试验研究

按照正常配筋浇筑了15根钢筋混凝土梁,在部分混凝土梁受拉区保护层内按照不同尺寸沿梁轴向开槽,在槽内嵌入碳纤维增强塑料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,简称CFRP)板条,用专用树脂对槽道进行充填,并对这些梁进行弯曲试验。研究了内嵌碳纤维增强塑料板条加固后混凝土梁的破坏形态、开裂弯矩、极限承载力情况,并与外贴等量碳纤维板条的混凝土梁进行了比较;分析了碳纤维板条加固量及开槽尺寸对承载力的影响及混凝土梁的变形和裂缝发展随加固量及开槽尺寸变化的情况。研究表明,与未加固梁相比,内嵌CFRP板条加固梁的极限承载力提高了11.2%―41.7%;与外贴CFRP板条加固梁相比,其极限承载力提高了15.5%―22.7%。     

新型聚合物乳胶粉对碳纤维增强混凝土力学性能的影响

为了更好地提升碳纤维混凝土的力学性能,通过加入VAE聚合物乳胶粉,研究4种碳纤维掺量(0,0.1%,0.2%,0.3%)下乳胶粉掺量对碳纤维混凝土性能的影响,并对混凝土的抗压强度、抗折强度、抗压峰值应变、抗折峰值应变和折压比进行分析。试验结果表明,随着VAE聚合物乳胶粉掺量的增加,乳胶粉对碳纤维混凝土性能的提升效果呈现先升高后下降的趋势,乳胶粉掺量在4%～8%范围内对碳纤维混凝土性能的提升最为明显,且碳纤维掺量和乳胶粉掺量之间存在交互作用。     

回收碳纤维混凝土导电性

碳纤维增强树脂复合材料从生产、服役到退役的整个生命周期都会产生巨量废弃物,带来了严重的环境污染与资源浪费问题。本文将生产过程中产生的废弃碳纤维掺加到混凝土中,研究其对混凝土强度及导电性的影响规律与机制。结果表明,回收碳纤维对混凝土强度改善效果不明显,这是由于工业碳纤维表面的涂层使其在混凝土拌合过程中更易聚集成束,不易分散。回收碳纤维的掺入可明显提升混凝土导电性,掺量为0wt%～0.3wt%时,干燥/吸水过程改变混凝土孔结构且C-S-H凝胶重新排列、局部收缩与部分不可逆特性使混凝土产生新的导电路径,电阻率随含水率降低呈现先升后降的趋势;掺量为0.4wt%～1.5wt%时,混凝土内部形成了稳定的物理接触导电网络,龄期及含水率对导电率无明显影响。     

纳米碳纤维增强混凝土动态劈拉破坏的能耗规律研究

采用Φ100 mm SHPB试验装置对纳米碳纤维(CNFs)体积掺量为0、0.1%、0.2%、0.3%、0.5%的纳米碳纤维增强混凝土(CNFRC)进行了动态劈拉试验,分析了CNFRC动态劈拉破坏的能耗规律,并与碳纤维(CFs)体积掺量为0.3%的碳纤维增强混凝土(CFRC)进行了对比分析。结果表明：在动态劈拉破坏过程中,随着入射能平均变化率的增大,混凝土的应变率不断增大。采用二次多项式能较好地拟合应变率随入射能平均变化率的变化规律。CNFs可“加固”混凝土内部结构,从而使得CNFRC的应变率较普通混凝土小。CNFRC的吸收能具有明显的应变率效应和入射能平均变化率效应。在分析混凝土内部能量耗散时,建议采用入射能平均变化率作为自变量。CNFs可以提高混凝土的吸能特性和强度。入射能平均变化率相同时,随着CNFs掺量的增大,CNFRC的吸收能和动态劈拉强度均先增大后减小。CNFs掺量为0.3%时,CNFRC的吸收能和动态劈拉强度均最大。入射能平均变化率相同时,CNFs对混凝土强度的提高效果较CFs差,对混凝土吸能特性的提高效果接近CFs。     

碳纤维增强热塑性树脂复合材料

扩大碳纤维复合材料的应用研究势在必行。特别是扩大碳纤维增强热塑性树脂复合材料(CFRTP)在民用工业中的应用尤为重要。如果说航天航空工业是碳纤维复合材料发展的推动力,那么民用工业则是它长期稳定发展的经济基础。换言之,宇航工业的用量毕竟有限,大量的市场仍需在潜力无限的民用工业中开拓。作为复合材料的基体树脂有两大类:一类是热固性树脂(TS),另一类是热塑性树脂(TP)。TP 为线型分子链,由两官能团     

碳纤维增强聚醚醚酮复合材料研究进展

近年来,碳纤维增强热塑性复合材料（CFRTP）,尤其是碳纤维/聚醚醚酮（CF/PEEK）复合材料以其优异的综合性能受到了大量关注。高性能碳纤维/聚醚醚酮复合材料具有强度大、韧性好、使用温度高等诸多优点,在航空航天、机械、电气、汽车工业和生物工程等领域得到了广泛的应用。针对近年的研究热点,对碳纤维/聚醚醚酮复合材料在界面性能、力学性能、生物相容性、成型工艺、失效机理等方面的研究进展进行了综述,为材料的制备技术研究及产业化应用奠定基础。      

轻质碳纤维增强结构棒

一、结构状况轻质结构材料的薄壁管利用了碳纤维增强塑料的优良性能,诸如高比强和高比刚。在许多情况下,由于局部的不稳定性,以致在材料的实际强度未被充分利用之前,就达到它们承受负荷能力的极限。为此,发展了一种特殊的轻型结构棒。     

碳纤维增强铜基复合材料研究进展

本文综述了碳纤维在铜基复合材料中的作用及其表面处理技术的发展现状。总结了近年来碳纤维表面改性方法以及存在的主要问题,分析了碳纤维对铜基复合材料组织的形成及其性能的影响。最后展望了碳纤维的发展前景。     

碳纤维增强水泥的分散剂

碳纤维增强水泥的分散剂Ｐｕ－ＷｏｅｉＣｈｅｎ，Ｄ．Ｄ．Ｌ．Ｃｈｕｎｇ引言短切碳纤维加入水泥基体中可以增加其挠曲强度及挠曲韧性、耐冻裂性能、降低干收缩率及电阻，要使纤维能有效地发挥增强作用，分散性是极为重要的。虽然各种分散剂如甲基纤维素（１）、胶乳液（...     

碳纤维增强混凝土的拉敏特性及梁构件的机敏监测

碳纤维具有良好的导电性,电阻率变化率与所处应力场具有稳定的对应关系,在混凝土结构中构造一定厚度的碳纤维增强混凝土机敏层,并通过实时监测电阻率变化率,可对结构的实时荷载和变形程度进行预报.本工作研究了碳纤维增强混凝土本征拉敏特性规律,并将其应用于钢筋混凝土梁构件中,实现了对构件实时荷载和变形的在线监测.     

北九州王子饭店采用三菱化成的碳纤维增强混凝土做外墙材料

三菱化成于今年4月7日宣布它与特种混凝土工业公司共同成功地开发了采用普遍混合器,可大量处理并现场混炼、施工的碳