连续相组分梯度分布对水泥基材料力学性能的影响

采用有机聚合物和水泥在连续相层次局部使组分呈现梯度分布,并加压成型,可以使水泥浆连续相的物理力学行为得到明显改善：抗压强度提高10％,抗折强度提高78％,塑性变形显著增大,材料韧性得到明显改善。分析表明：在受弯折条件下,聚合物组分为梯度分布并主要集中在弯曲受拉侧,聚合物组分可以自成网络体系而使体系明显提高了抗拉能力,同时由于其自身的变形能力较大而使整个体系具有较大的塑性变形能力,增韧效果较好。     

石膏对掺高钙粉煤灰水泥基材料力学性能的影响

试验研究了石膏对掺高钙粉煤灰的水泥水化的影响。结果表明,石膏可以促进掺高钙粉煤灰水泥基材料的水化,但也会导致其自由膨胀率增大,石膏掺量过大时还会使其早期强度下降,但对后期强度影响不大。在利用高钙粉煤灰作为水泥混合材料或混凝土掺合料时必须通过试验确定适宜的石膏掺量,以达到最佳的力学性能和好的体积稳定性。     

不同分散剂对复掺GO/CNFs水泥基复合材料力学和导电性能的影响

新型碳纳米材料氧化石墨烯(GO)和纳米碳纤维(CNFs)在分散性良好的前提下可用于改善传统水泥基材料的性能.采用聚羧酸减水剂(PCs)、十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)3种不同分散剂对复合GO和CNFs在水泥基材料中进行分散,研究分散剂种类对复掺GO/CNFs水泥基复合材料的力学及导电性能的影响,...     

高延性水泥基材料纤维分布及其影响因素研究进展

纤维在基体中的分布和取向情况对高延性水泥基材料(ECC)的应变硬化、多缝开裂、裂缝自愈合等特征具有显著影响。在归纳近年来有关ECC纤维分布研究的基础上,简要介绍了纤维分布的表征参数和方法,从微观和宏观的层面详细阐述了纤维分布对ECC材料力学性能的影响,从纤维本体特征、基材特征及成型工艺等3个方面重点分析了ECC纤维分布的关键影响因素。最后,对目前ECC纤维分布研究中存在的问题进行评述,并提出了对未来研究的建议。     

高分散石墨烯改性水泥基材料力学性能的研究

通过改性Hummers法制备出高分散性的石墨烯,并以不同的比例掺入到水泥基复合材料中进行力学试验研究。结果表明,掺入一定量的石墨烯能够有效地提高水泥基复合材料的抗折、抗压强度,当石墨烯掺量为0.03wt%时,28d龄期抗折、抗压达到最大值,分别为9.6MPa和62.8MPa,比普通空白样提高了10.3%和18.9%。分析水泥石的SEM、FT-IR及XRD等微观结果发现,石墨烯在水泥水化过程中,通过调控水化晶体的生长形态和聚集状态,改善了硬化水泥石内部微观孔隙分布,使材料密实度增加,从而提高其强度。     

现代水泥基复合材料

两种或者两种以上不同化学性质或不同组织相的物质,以微观或宏观的形式组合而形成的材料,均可称为复合材料。在工程上所称的复合材料主要是指一种材料以人工均匀地分散在另一种材料中,以克服单一材料的某些弱点,具有综合性能的材料。     

PVA纤维对超高韧性纤维水泥基改性复合材料力学性能试验

超高韧性纤维水泥基复合材料通过加入PVA纤维增强性能,通过实验方法,具体分析PVA纤维对超高韧性纤维水泥基复合材料力学性能的影响。主要分析PVA纤维类型和掺量对水泥基复合材料拉伸强度、抗压强度和弯曲强度的影响。结果表明,添加相对较多的PVA纤维时能够增强材料的阻裂增韧效果,进口的PVA纤维具有更高的拉伸强度;相比于抗拉强度,PVA纤维的类型和添加量对超高韧性纤维水泥基复合材料的抗压强度影响比较小;PVA纤维的弹性模量越大时,加入PVA纤维之后的复合材料具有更强的抗弯能力,另外PVA纤维掺量并不是越多,材料的抗弯性能越好。     

石墨烯/水泥基复合材料的性能研究进展

石墨烯是一种具有二维晶格结构的碳纳米材料,其力学、热学、电学性能都非常优异,成为近几年材料领域的研究热点。据统计,将石墨烯应用到生物医学、电子工业中的研究较多,而近年来对于石墨烯在水泥基材料中的应用也有了一些研究进展。本文主要对石墨烯/水泥基复合材料的力学、电学、热学以及耐久性能进行了概述,以利于进一步开展石墨烯水泥基复合材料的研究工作。     

纳米级SiOx与硅灰对水泥基材料的复合改性效应研究

用TEM测试评价了纳米级SiOx与硅灰的颗粒形貌，在分别研究纳米级SiOx硅灰的活性和其对水泥基复合材料改性的基础上，将纳米级SiOx与硅灰复合作为高活性的组合料，探索了对水泥基材料的复合改性效应，除进行宏观力学性能测试评价之外，用DTA，XRD和SEM分析了水泥基材料的组成、显微结构。研究表明，纳米级SiOx和硅灰具有很高的活性和表面效应，水泥石基体相的显微结构致密，CSH凝胶交织成致密的网状结构，结构缺陷显著降低。DTA，XRD分析表明，水泥石中Ca(OH)2明显减少，由Ca(OH)2带来的砂浆和混凝土集科界面过渡区的缺陷将大大改善。此外，纳米级SiOx与硅灰复合后对砂浆的力学性能改善效果比水泥净浆更为显著。     

纤维水泥基材料中纤维分布均匀程度与弯曲性能关系的研究

对配合比和加工制作过程完全相同聚乙烯醇(PVA)纤维增强水泥基复合材料,通过采用一种对试件断面抛光,涂荧光粉的显微成像法对PVA纤维在水泥基材料中的分布状况进行量化测定;通过3点弯曲试验并结合测定结果研究了纤维分布对材料弯曲性能的影响.纤维测定结果表明:荧光显微成像法在划分网格适当的条件下可以准确的量化测定PVA纤维的分布,3点弯曲试验和纤维分布测定结果表明:纤维分布对材料的开裂强度没有影响,但是却决定了开裂强度到弯曲强度的提高幅度和弯曲韧度.纤维分布越均匀,提高幅度和弯曲韧度越大,同时材料的弯曲强度及相应的挠度也越大.     

减缩剂对水泥基材料水化和孔结构的影响

通过对水泥净浆水化放热量、Ca(OH)2的含量和化学结合水量及水泥砂浆的孔结构的测定,研究减缩剂对水泥基材料水化和孔结构的影响.结果表明:减缩剂会延缓水泥的水化,且随着龄期的发展,延缓作用渐弱.具体表现为减缩剂会降低水泥水化放热的峰值,延迟峰值出现的时间,减小水化放热量;减缩剂能够减小水泥净浆的化学结合水量;龄期为3d时,掺减缩剂的净浆中Ca(OH)2的含量明显低于空白样的,28d时与空白样的相当;减缩剂能够减小水泥砂浆中多害孔和有害孔的孔体积,增加无害孔的孔体积.另外还对减缩剂在水泥基材料中存在的形态提出设想.     

碱对水泥基材料早期收缩性能的影响

用椭圆型开裂环自动测试装置和非接触式电阻率测定仪以及JAF量热计,分别测试不同水灰比、不同碱度水泥砂浆的初始开裂时间以及水泥浆体早期水化的电阻率与水化放热速率。结果表明：碱度增加虽然加速水泥的水化,但削弱了水泥基材料抵抗收缩变形的能力,在低水灰比下表现更为明显。水泥基材料的初始开裂时间与电阻率曲线上的特征点以及最大放热峰之间存在一定的联系。所提出的阻率步长与热率步长之比值K与水泥基材料的开裂敏感性及碱含量密切相关。     

水泥基材料复配减缩剂的减缩作用

研究了二元醇醚类减缩剂(SRA-1)和硅氧烷类减缩剂(SRA-2)复配对减缩效果的影响.结果表明:复配型减缩剂的减缩效果比单一型的更好.在此基础上对复配型减缩剂体系进行优化和乳化改性.SRA-1与SRA-2的最优质量比为7:3且乳化剂为吐温系列时改性效果较好.改性后减缩剂的自收缩减缩率提高了10%～30%.减缩剂对水泥砂浆的抗折强度影响不明显,但对抗压强度有一定的影响,当复配减缩剂的掺量(质量分数)为1%～3%时,水泥砂浆的抗压强度3d时增加了约10%,而28d时最大下降了9%左右.     

减缩剂外涂对水泥基材料性能的影响

对比研究了减缩剂内掺和外涂对砂浆收缩、抗裂及力学性能的影响.结果表明:减缩剂外涂对砂浆试件有比较明显的减缩效果;减缩剂外涂的溶液浓度越高,减缩效果越好,适宜浓度为50%:相比内掺,减缩剂外涂可提高砂浆的抗折强度和抗压强度,提高砂浆抗裂性能,开裂面积下降了35%;减缩剂外涂增加水泥石中C-S-H凝胶及钙矾石的生成量,减少了水泥石中20～50nm毛细孔的数量.     

基于高承载能力的梯度功能材料设计

本文首次提出了梯度功能材料梁的等效抗弯刚度概念,并给出了其理论表达式。利用梯度功能材料梁的等效抗弯刚度概念可计算外载作用下FGM梁滑梯度方向的应力分布,从而可方便地评价FGM的承载能力。等效抗弯刚度的提出为高承载FGM等热应力缓和以外的梯度功能材料的组成分布和结构设计提供了一条新途径。     

热循环对水泥基材料抗压强度的影响及机理研究

研究了硬化水泥基材料在20～180℃范围内热循环20次后强度的变化规律,经热循环试样强度较同龄期对比试样的强度有明显下降的结论.通过对水泥石和石英砂集料的线膨胀率的精确测定,对比两者线膨胀率的差异,找出热循环时导致水泥基材料内应力产生的原因,并解释硬化水泥基材料经热循环后强度性能降低的现象.     

THE EFFECT OF PRECURSOR PROPERTIES ON THE STRENGTH OF CARBON FIBER

In this article, lyocell fiber is used as a precursor for carbon fiber. The mechanical properties of lyocell fiber and tenacity of carbon fiber from this precursor have been determined. Gray-relation analysis is used to investigate the relation between precursor's properties and the strength of the carbon fibers. The results suggested that the strength, force at breaking, and fineness of precursor have greater influence on the strength of carbon fibers than precursor's elongation, and modulus.     

钢纤维高强水泥基复合材料的界面效应及其疲劳特性的研究

通过综合分析提出，钢纤维与水泥基体、集料与水泥浆的界面层不仅可以改善和强化，而且经有效地调整界面区的组成和结构，界面层及其薄弱特征完全能够消失，并且还有丙强化的可能，再强化程度则与界面区组成结构密切相关，这是扩大纤维效应范围、强化空间随机叠加、配制高性能水泥基复合材料的理论基础，本工作还研究了界面效应与高强混凝土，钢纤维高强水泥基复合材料在反复荷载作用下疲劳特性的关系，实验结果表明，因钢纤维与硅灰