PVA纤维增强快硬硫铝酸盐水泥基ECC材料性能的研究

针对快硬硫铝酸盐水泥基快速修补材料易开裂的问题,为了提高其韧性,增强其抗裂能力,设计并制备了PVA纤维快硬硫铝酸盐水泥基ECC材料(CSA-ECC),开展了PVA纤维不同体积掺量下CSA-ECC材料的工作性,抗压、抗折强度,单轴拉伸性能及弯曲韧性的试验研究,通过SEM观察分析了PVA纤维在CSA-ECC材料中的作用机理.研究结果表明:CSA-ECC材料浆体的流动度随纤维体积掺量的增多而降低,在掺量为2％时会出现结团现象;当纤维体积掺量高于1％时,抗压强度会出现略微下降;抗折强度随纤维体积掺量的增多而增大,纤维掺量为2％时,抗折强度可提高333％;当纤维体积掺量大于1.5％后材料在单轴拉伸下呈多缝开裂的破坏形式,在弯曲荷载作用下表现出良好的韧性特征和变形能力.     

玻璃粉粒度对复合胶凝材料性能的影响

用激光粒度分析仪测定不同细度的玻璃粉粒度分布,以灰色关联方法( GIA)和扫描电子显微镜( SEM)研究了玻璃粉粒度对复合胶凝材料性能的影响。研究结果表明,玻璃粉中10μm以下的颗粒关联性均为正,说明这些颗粒对复合胶凝材料强度发展有积极贡献,其中以5~10μm的关联度为最大;而?45μm的颗粒呈负关联,其火山灰活性没有得到充分发挥;玻璃粉经适当物理磨细(35 min)后,能更有效地分散到复合胶凝材料的孔隙中,使复合胶凝材料的结构更加密实,从而提高了复合胶凝材料的抗压强度。     

ECC动力学性能及动态本构关系研究进展

从ECC优异的力学性质出发,综述了国内外学者对ECC动态性能以及动态本构关系方面的研究进展,总结分析大量学者的试验结果得出温度、应变率、纤维类型以及纤维与基体之间的界面黏结力是影响ECC动态力学表现的主要因素,并从微观的角度分析了ECC各个组分与应变率的依赖性,为ECC动态本构关系的研究提供了依据.当前关于ECC动态本...     

再生玻璃作为辅助胶凝材料制备ECC的力学及变形性能

为考察再生玻璃作为辅助胶凝材料对ECC的影响,开展了一系列力学性能试验,研究其抗折与抗压强度、弯曲性能和单轴拉伸性能.结果 表明:采用再生玻璃作为辅助胶凝材料可显著提高ECC的抗压强度,同时抗折强度略有降低;再生玻璃作为辅助胶凝材料或细骨料制备的ECC在弯曲荷载下可呈现出明显的多缝开裂和假应变硬化特征;通过良好的配合比设计,再生玻璃粉仅作为辅助胶凝材料制备的ECC平均极限拉伸应变接近3％,具备良好的变形能力.     

粉煤灰组成与其胶砂活性的灰色关联分析

采用不同化学成分的粉煤灰试样,通过遴选试样及粉磨,使它们的细度及颗粒群分布基本一致,以50％的比例掺入纯硅酸盐水泥中,制成粉煤灰硅酸盐水泥。参照水泥标准测其各龄期的胶砂强度。采用灰色关联分析的方法,以粉煤灰水泥各龄期胶砂抗压强度为母序列,以相应的粉煤灰各组分含量为子序列,分析了粉煤灰各组分与其水泥胶砂宏观强度的关联度。本文进一步以XRD物相鉴定、酸溶解法等测试手段研究了粉煤灰矿物成分以及玻璃体含量与化学成分的关系,证实了灰色关联的分析结果。     

高掺量粉煤灰PVA-ECC的力学性能研究及粉煤灰作用机理分析

主要研究了高掺量粉煤灰对PVA-ECC力学性能的影响,对粉煤灰掺量分别为40%、50%、60%情况下PVA-ECC的抗压强度、薄板四点弯曲性能等进行试验研究,并分析了粉煤灰在ECC中的作用机理.结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,ECC的抗压强度呈降低趋势,四点弯曲试验中ECC试件的初裂荷载和峰值荷载降低,跨中挠度增加,且裂缝宽度减小;高掺量粉煤灰下,纤维长度对ECC抗压强度和延性有较大的影响,掺12 mm纤维的PVA-ECC在保证强度的同时,可获得较高的延性和韧性.     

组成材料对混凝土结构修补砂浆力学性能的影响分析

本文分析了石英砂颗粒级配、砂灰比、减水剂、水灰比、聚合物胶粉及消泡剂等对混凝土结构修补砂浆力学性能的影响.结果表明,当石英砂颗粒级配合理,砂灰比为1∶1,水灰比为0.266,减水剂、聚合物胶粉、消泡剂和纤维素醚掺量分别为1.4％、10％、0.5％及0.06％时,制备出的修补砂浆的力学性能优良,抗压、抗折及拉伸粘接强度分别达到51.7 MPa、15.1 MPa、2.98 MPa.     

缓凝砂浆流动性和力学性能试验研究

为研究水胶比、砂胶比和硅微粉掺量对缓凝砂浆流动性和力学性能的影响,分别测试了水胶比为0.30、0.40、0.45、0.50,砂胶比为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5和硅微粉掺量为0.0％、5.0％、10.0％共22组缓凝砂浆的稠度、立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和静弹性模量.研究结果表明:随着水胶比的增大,缓凝砂浆流动性增大;随着砂胶比增大,缓凝砂浆流动性较小;硅微粉掺量增加会降低缓凝砂浆流动性.采用灰色关联理论分析水胶比、砂胶比和硅微粉掺量对硬化后缓凝砂浆的力学性能影响规律,得到水胶比为影响硬化后缓凝砂浆力学性能的关键因子,而砂胶比次之,硅微粉掺量影响相对最小.     

水胶比对再生砖粉ECC工作性能和力学性能的影响

利用再生砖粉全取代石英砂制备工程用水泥基复合材料(ECC),深入研究和分析了材料的工作性能和力学性能,利用扫描电镜技术对相关机理进行了探讨。研究表明:水胶比变化范围在0.30~0.39(质量比,下同)时,再生砖粉ECC拌合物的坍落度均在200 mm以上,工作性能良好;水胶比相同的情况下,用再生砖粉取代石英砂后,ECC的力学性能有所下降;水胶比变化范围在0.30~0.37时,再生砖粉ECC的抗折强度随水胶比的增大而增大,水胶比变化范围在0.30~0.39时,再生砖粉ECC的抗压强度随水胶比的增大而减小;各组再生砖粉ECC均表现出良好的应变硬化特征,呈现多缝开裂状态,且极限应变均大于2%。在本文试验条件下,水胶比为0.37时再生砖粉ECC的弯曲性能和单轴拉伸性能最佳。     

ECC三轴压缩特性试验研究

为探究纤维增强水泥基复合材料(ECC)在复杂应力状态下的受压特性,通过常规三轴压缩试验得到了不同围压下的ECC应力-应变曲线,分析了ECC的强度特性、变形规律以及破坏模式.试验结果表明:PVA纤维的掺入、施加围压能够有效约束ECC的径向变形并提高其韧性,且ECC的轴向峰值抗压强度和峰值应变随围压的提高而增大.ECC的三轴受压变形过程表现为弹性变形-应变硬化-应变软化三阶段,且围压越大,应力-应变曲线的软化段变化越缓和.在三轴受压状态下,ECC的主压应力、轴向峰值应变与围压有较好的线性相关性.     

Material Composition and Properties of Refractory Bauxites

Data on the chemical and mineral composition and properties of bauxite in Russia and across the globe are reported. The material composition is shown to be a central factor that controls high-temperature properties of bauxites — refractoriness and melting point. __________ Translated from Novye Ogneupory, No. 8, pp. 66 – 73, August, 2005.     

Relationship Between Interphase Composition, Material Properties, and Residual Thermal Stresses in Composite Materials

A methodology for predicting the formation and influence of interphase regions in composite materials is illustrated through an investigation of the relationship of sizing-induced interphase regions to the development of residual thermal stresses in a carbon fiber epoxy-amine composite. Fiber surface and sizing induced concentration gradients in the epoxy-amine system were predicted. Material property data was measured for bulk epoxy-amine systems corresponding to the predicted interphase concentrations and the properties mapped into property profiles in the vicinity of the fiber surface. Micromechanical models were used to predict residual thermal stresses for carbon fiber epoxy-amine composites with these interphase properties. The analyses predict that the thermal stress state is significantly affected by modulus variations in the interphase region. The variations in the properties of the interphase material can be affected through processing conditions and/or material selections.     

Relationship Between Interphase Composition,Material Properties,and Residual Thermal Stresses in Composite Materials

A methodology for predicting the formation and influence of interphase regions in composite materials is illustrated through an investigation of the relationship of sizing-induced interphase regions to the development of residual thermal stresses in a carbon fiber epoxy-amine composite. Fiber surface and sizing induced concentration gradients in the epoxy-amine system were predicted. Material property data was measured for bulk epoxy-amine systems corresponding to the predicted interphase concentrations and the properties mapped into property profiles in the vicinity of the fiber surface. Micromechanical models were used to predict residual thermal stresses for carbon fiber epoxy-amine composites with these interphase properties. The analyses predict that the thermal stress state is significantly affected by modulus variations in the interphase region. The variations in the properties of the interphase material can be affected through processing conditions and/or material selections.     

油井水泥的粒度区间与其组成及性能的关系

从定量角度研究G级油井水泥不同粒度区间对其组成及性能的影响规律.对油井水泥进行精确分级后,测定不同粒度区间油井水泥的矿物、化学组成、微观结构和强度性能.油井水泥在分级过程中出现分相现象,细颗粒中C3S含量较高,粗颗粒中C2S含量较高.不同粒度油井水泥微观结构和强度性能差别大,细颗粒水化速度快,水泥石早期强度高,但后期发展不足;中颗粒水化速度适中,早期和后期强度均很高,G3水泥石比G级水泥3d抗压强度和抗折强度分别提高39.4％和25.7％;粗颗粒的水化程度低,强度发展慢.5～30 μm粒度区间对油井水泥的水化及强度的贡献较大,为指导G级油井水泥的生产和高性能复合固井水泥浆的制备提供理论依据.     

材料组分对UHTCC力学性能的影响研究

通过立方体抗压试验和薄板四点弯曲试验,研究了水胶比、粉煤灰掺量、石英砂粒径对超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)力学性能的影响,并结合扫描电子显微镜(SEM)分析了UHTCC薄板试件断面的微观结构.试验结果表明,UHTCC薄板最大跨中挠度可达46.3 mm,最大极限抗弯强度可达9.6 MPa,均出现了应变硬化与多缝开裂现象.随着水胶比的增大,UHTCC抗压强度降低,四点弯曲强度降低,但水胶比过低或过高都不利于提高材料的延性.大掺量的粉煤灰会显著降低UHTCC抗压强度和四点弯曲的初裂强度,但能极大的提高材料的延性.粒径小的石英砂能改善UHTCC材料的弯曲强度和延性.SEM微观结构表明,纤维与基体之间通过桥联作用抑制微裂缝的发展,水胶比过低,断面纤维易被拉断,水胶比过高,断面纤维大量拔出,两者都不利于提高UHTCC的延性.     

煤的表面疏水性与其组成之间的关系

笔者引用相对原子数概念,对表征煤表面疏水性的接触角与煤的工业分析、元素分析结果之间的关系进行了分析探讨。用最小二乘法建立了接触角与煤炭组成关系的多元回归方程和一元的回归方程,对影响煤表面疏水性的因素进行了分析,发现煤表面含氧官能团是影响疏水性的最主要因素。     

超高性能混凝土基体的组成与微结构关系研究

用交流阻抗、差热分析等技术研究了不同矿物掺合料组成和水胶比下,UHPC基体的组成与微观孔结构关系.结果表明,矿粉与硅灰的掺入可以极大地改善基体的孔隙结构.在粉煤灰和矿粉最密堆积下,UHPC基体的体积电阻随着硅灰掺量的增加而增加,当硅灰掺量大于20％,低水胶比时,基体的体积电阻达到相对最大值.当水胶比大于0.18时,UHPC基体的体积电阻随着水胶比的增大而减小.通过孔隙吸水率研究表明,在热养护2 d条件下,UHPC基体的孔隙吸水率总体上随着硅灰掺量的减少以及水胶比的增大而增加,在水胶比0.22以下孔隙结构可能开始不连通.差热分析的研究表明,硅灰的掺入降低了Ca(OH)2含量,增加了C-S-H凝胶含量,说明硅灰通过发生火山灰反应改善UHPC基体的孔隙结构,在掺量大于20％、水胶比相对较低的情况下连通孔隙最少,达到最优孔隙结构.     

RS-Si_3N_4/BN复合材料的组织与性能

利用硅粉氮化结合BN的反应烧结工艺制备出Si3N4／BN复合材料,并研究了BN含量对复合材料密度、抗折强度、抗热震性以及显微组织的影响规律。结果表明,随BN含量的增加,复合材料的密度和抗折强度均随之降低,而热震性则随之升高。