钢纤维水泥基复合材料增强作用的理论研究

本文全面考虑了纤维的阻裂作用和复合增强作用，并以损伤力学为基础对钢纤维混凝土材料的受力工作过程进行了研究。不仅推出了初裂温度、极限强度的计算公式，而且还给出了钢纤维混凝土的损伤本构方程。     

超韧性水泥基复合材料圆管横向压缩吸能特性

以公路护栏吸能特性为背景,对超韧性水泥基复合材料制成的圆管试件进行抗压吸能试验,研究不同配合比下各试件的抗压强度和荷载与变形能力的关系,研究纤维掺量对试件抗压强度的影响以及变形破坏和吸能特性,选出最适合的纤维掺量与配合比。试验结果表明：合理的配合比和纤维掺量使超韧性水泥基复合材料制成的圆管具有较高的抗压强度和良好的吸能能力。     

复合材料层板动态力学性能和本构关系研究

在不同温度环境下,利用ＭＴＳ材料试验机,在中等应速率（１／ｓ）下,对玻璃布－环氧层板的动态力学性能进行了实验研究,给出了一种较为可靠的复合材料拉伸试样设计方法,获得了杨氏模量,拉伸强度和泊松比等力学参数。实验结果表明,玻璃布－环氧层板具有明显的应变率相关和温度效应。采用Ｊｏｈｎｓｏｎ提出的温度、应变率相关的本构模型,根据实验数据拟合了玻璃布－环氧层板材料的本构关系,分析表明该本构关系可以很好地描述     

纤维混杂对超高性能纤维增强水泥基复合材料力学性能的影响

采用最紧密堆积理论对UHPFRC进行配合比设计,并通过应用Excel Solver Tool进行编程求解,实现了UHPFRCC符合体系的理论设计,利用石灰石粉改善流动性的作用得到最终配合比。基于基准配合比,研究了钢纤维与合成纤维混杂对UHPFRCC的力学性能的影响。试验结果表明：基于Dinger-Funk模型可实现自密实UHPFRCC的配合比设计;混杂纤维可增强UHPFRCC的抗压强度,但抗折强度有所降低;相比于单掺2%钢纤维的UHPFRCC,合成纤维的取代掺入均降低了UHPFRCC的抗压强度和抗折强度。     

剑麻纤维水泥基复合材料弯曲力学性能

通过在水泥基复合材料中掺入不同长度的剑麻纤维,研究剑麻纤维长度对水泥基复合材料抗折强度的影响。试验结果显示,剑麻纤维能有效抑制试件中的细小裂缝,提高试件抗折强度。试件的抗折强度会随掺入剑麻纤维长度的增加而出现先增大后降低的变化规律。剑麻纤维长度超过３ｃｍ时,在水泥基体中会出现较严重的结团、缠绕等现象,试件抗折强度增长率降低。当剑麻纤维长度为３ｃｍ,龄期为２８ｄ时,剑麻纤维水泥基复合材料试件的抗折强度达到最高。     

碳纤维—水泥基复合材料应力传感器的研究

本文探讨了碳纤维－水泥基复合材料应力传感器的制备，对其性能与碳纤维含的关系进行了实验研究，并对实验结果作了理论上的探讨与分析。     

碳—尼龙纤维混杂改性水泥基复合材料的力学性能研究

对碳纤维－尼龙纤维混杂改性水泥基复合材料研究表明，该方法是提高水泥基复合材料强度和韧性的最有效方法。进一步研究表明：在纤维总掺量较大情况下，水泥基复合材料中碳纤维－尼龙纤维混杂使抗弯强度，冲击性韧性呈负混杂效应，结合抗弯，抗拉条件下荷载－变形曲试验研究，作者对两种纤维混杂增强，增韧作用机理进行分析，认为：高弹纤维、低弹纤维各项参数相匹配及水泥基体改性可以获得更好的混杂改性效果。     

超高韧性水泥基复合材料的波传播试验研究

为了研究超高韧性水泥基复合材料（UHTCC）中应力波的传播特性,采用Hopkinson杆加载UHTCC试件,测得UHTCC在0.2、0.3、0.4、0.5 MPa冲击气压下的应力波信号. 通过对比入射杆波形,验证相同加载条件下加载波形的一致性. 分别采用两点法和峰值法计算每种冲击气压下UHTCC中应力波的波速,结果显示,两点法适用性较广,计算结果较稳定,利用峰值法测波速则需要入射杆和试件波阻抗相近. 计算结果显示,UHTCC中应力波波速、衰减系数随冲击气压均无明显变化,平均波速为3.060 km/s,平均衰减系数为2.777 m^?1. 可以利用朱-王-唐本构模型参数表达材料中应力波的波速和衰减,也可以利用实测的波速和衰减系数将UHTCC的朱-王-唐冲击本构模型表示为只含单个准静态参数的方程,从而提供通过试验直接确定UHTCC动态本构的方法.     

碳纤维增强水泥基复合材料的力学性能研究进展

碳纤维(Carbon Fibers, CFs)作为增强相运用在复合材料中一直是研究热点。综述了CFs的种类、分散方式及其在水泥基复合材料中分散性的评估方法、CFs表面涂层改性的制备工艺及其优缺点。通过改善CFs在水泥基体中的分散性和对CFs表面进行涂层改性处理,可以制备性能良好的碳纤维增强水泥基复合材料（CFRC）。同时,对CFRC力学性能的影响因素进行了系统的探讨及研究,包括水灰质量比、养护龄期、成型工艺、硅粉掺量、外加剂、CFs掺量和长度等。总结出进一步提高CFRC力学性能的关键在于改善CFs在水泥基体中的分散性和相容性,并为今后制备高性能CFRC提供参考。     

竹纤维/水泥复合材料力学性能和耐久性的试验研究

利用竹纤维制备了水泥基复合材料,采用正交试验法得到了纤维掺量、纤维长度、减水剂和水灰比四个因素的最佳试验条件.在此基础上测试了该复合材料在不同龄期抗压强度和抗折强度.针对竹纤维的机械性能在碱性水泥浆中会逐渐恶化的缺点,对竹纤维表面预涂了乳液并进行了耐久性对比测试.结果表明,加入预处理的竹纤维制备出的水泥基复合材料的力学性能和耐久性得到了显著改善.     

掺轻质砂超高性能混凝土的轴拉力学性能

为研究轻质砂对不同试件尺寸下超高性能混凝土（ultra high performance concrete,UHPC）拉伸应变强化性能的影响,采用轻质砂对原黄砂进行等体积替代,完成9组不同轻质砂体积率（0~35%）和不同试件厚度（30~100 mm）的单轴拉伸试验,并同步进行声发射实时探伤测试。结果表明:轻质砂体积率对UHPC弹性极限点对应应力和对应应变的影响较小,但轻质砂体积率由0增加到35%时,UHPC的极限抗拉强度和极限拉应变分别由10.6 MPa和2.35×10^-3提高到了19.4 MPa和4.3×10^-3;轻质砂体积率大于15%时,UHPC的应变强化程度得到显著提升,试件内部产生的损伤点数更多且分布更均匀,展现出良好的裂缝控制能力;在相同轻质砂体积率下,UHPC的应变强化程度随试件厚度的增加而降低,且试件内部的损伤点趋于集中,表现出明显的尺寸效应。     

超高性能轻质混凝土的循环拉伸力学性能

超高性能轻质混凝土(ultra-high performance lightweight concrete,UHPLC)是一种具有高拉压比和拉伸应变强化特性的轻质水泥基材料.为了阐述UHPLC与钢筋在钢筋屈服点之前的协同受拉机制,针对一种密度为1789 kg/m3、抗压强度为63.1 MPa、极限拉伸应变约为2.4×1...     

活性粉末混凝土基本力学性能试验研究

进行76组不同尺寸立方体试件和12组棱柱体试件的单轴受压力学性能试验，研究了活性粉末混凝土的强度标准，探讨活性粉末混凝土的基本力学性能指标(峰值应变、弹性模量、横向变形系数等)与棱柱体抗压强度之间的关系，建立了活性粉末混凝土应力一应变曲线上升段方程。     

铝酸钙水泥对氧化镁系包埋料性能的影响

以铝酸钙水泥作为结合剂、电熔氧化镁和电熔白刚玉作为原料以及刚玉球作为混磨介质,在聚氨酯滚筒中混磨2h后制得氧化镁系包埋料,研究结合剂铝酸钙水泥含量对氧化镁系包埋料性能的影响。结果表明,随着铝酸钙水泥含量的增加,氧化镁系包埋料的初凝时间缩短,流动性变差;对比110℃热处理试样,经900℃热处理试样显气孔率上升,体积密度下降。当铝酸钙水泥含量大于20％时,铝酸钙水泥的加入可明显地提高氧化镁系包埋料的耐压强度。     

萘系减水剂/氧化石墨烯复合材料对水泥石微观结构和性能的影响

采用Hummers法和超声剥离制备了氧化石墨烯(GO)纳米片层分散液,再与萘系减水剂(NS)复合得到NS/GO复合材料.研究了NS/GO复合材料对水泥净浆流动性和水泥石抗压耐折强度的影响.研究结果表明,当NS/GO的掺量为4.8g/0.06g(每100g水泥)时,净浆流动度可以达到204mm,所得水泥石的抗压强度为65.4MPa,且耐折强度达到10.6MPa,分别比对照样品提高了29.3%和41.4%.SEM形貌结果表明,GO能够促使水泥水化反应形成致密的片层状结构.这些结果对于提高混凝土的抗压耐折强度,以及抗裂性和耐久性等具有重要的意义.     

黄土状水泥土抗剪强度特性研究

为了探索水泥土加固技术对黄土地区的适宜性及可靠性,通过室内试验,对西北地区黄土中添加一定量水泥使其形成黄土状水泥土,研究黄土状水泥土含水量、掺入比、龄期等因素对其力学特性的影响.研究表明,黄土中掺入水泥搅拌后,土的性质得到改善,降低了土的含水量,提高了土的密实度及土的强度;同时,表明黄土状水泥土的水泥掺入比较大时,水泥土的强度随初始含水量增大而增大,但水泥掺入比较小时,只有在某一最优含水量下黄土状水泥土的强度可达到最大值.     

The mechanical properties of coastal soil treated with cement

The influences of cement type, cement content, and curing time on the unconfined compression strength （UCS） of soil-cement were investigated. The influence of groundwater on UCS of soil- cement was also studied. The experimental results indicate that the soil treated with high grade cement presents a higher UCS. Additionally, the UCS of soil-cement presents linearly increased with the cement content. A logarithm correlation between UCS and curing time presents to forecast the strength development. Compared with the UCS of samples immersed in distilled water, those immersed in groundwater oresent a hizher value.     

超高性能轻质混凝土的力学性能及微观结构

超高性能轻质混凝土(ultra-high performance lightweight concrete,UHPLC)是一种由高强水泥浆体、漂珠和纤维组成的密度低于1 950 kg/m~3的新型水泥基结构材料。本文研究了不同养护制度及养护龄期对UHPLC抗压强度、轴拉力学性能和弯曲性能的影响,最后利用扫描电镜观察了UHPLC中漂珠的微观形貌。结果表明:随着龄期增长,UHPLC的抗压强度、轴拉性能和弯曲性能均提高,并出现明显的应变强化现象,说明养护龄期对UHPLC基体强度和纤维-UHPLC基体的界面黏结强度均有显著提高作用;高温蒸汽养护3 d可促进UHPLC基体早期强度发展,使UHPLC的抗压强度和弯曲性能迅速达到标准养护28 d时的水平,显著缩短养护龄期,但对纤维-基体界面黏结强度的贡献不大,黏结强度仍主要受龄期影响;UHPLC实测密度为1 815.2 kg/m~3,100 mm立方体抗压强度达103.1 MPa,极限抗拉强度达7.60 MPa,极限拉应变达0.431%,出现明显的应变强化现象,弯曲峰值强度达22.43 MPa,满足了RPC160的抗折强度要求,实现了水泥基结构材料轻质高强的目标。     

玄武岩纤维-木纤维复合碱式硫酸镁水泥性能的改性机理

以碱式硫酸镁水泥（BMSC）为基质,以生物基循环木纤维（RWF）为轻质填料,并掺入玄武岩纤维（BF）为增强改性材料,开发出一种轻质高强、高韧性的碱式硫酸镁复合材料。从RWF填料和不同体积占比、不同长度的BF纤维出发,讨论其对改性后BMSC复合材料的流动性、分散系数（纤维）、密度、抗压强度和抗折强度的影响;通过SEM、EDS、XRD微观表征分析对复合材料微观结构的形成进行研究。结果表明：RWF的加入虽然显著降低了BMSC的材料密度,但RWF与BF结合形成复合纤维体系能明显提升BMSC复合材料的力学性能,尤其是抗折强度,较未添加RWF和BF的原生BMSC材料提升比例最高达80%以上;通过微观表征分析发现,RWF在BMSC中拥有良好的界面黏结性能,RWF与BF的共同存在使BMSC材料形成镁水泥基质-循环木纤维-玄武岩纤维体系,提升了复合材料的强度;采用基于图像识别技术的半定量化方法对碱式硫酸镁水泥5·1·7相晶体的发展程度进行辅助量化分析,为材料制备过程中BMSC产品性能的控制提供可能。