聚丙烯粗纤维对高强混凝土高温后性能影响

为研究聚丙烯粗纤维对高强混凝土高温后性能的影响,测试了不同目标温度(200℃、400℃、600℃和800℃)后高强混凝土的残余抗折强度、基体质量损失率及吸水率,同时结合超声波无损检测技术,分析了不同受火温度后高强混凝土的内部损伤.结果表明:聚丙烯粗纤维的掺入对HSC高温后抗折强度存在不利影响,其中聚丙烯粗、细纤维混杂协同作用的影响最小,400℃时粗、细纤维体积分数均为0.1％的混杂纤维混凝土抗折强度为基准组的90％.与细纤维相比,聚丙烯粗纤维熔化后形成的泄压通道更为粗化,高温后基体质量损失率及吸水率更大;粗纤维掺量过高,泄压通道将过于粗化,总孔隙率明显增大,即聚丙烯粗纤维的使用存在最佳掺量.不同纤维掺量下HSC的损伤度随受火温度演化结果相一致,通过对实验结果的非线性拟合,建立了聚丙烯粗纤维高强混凝土损伤度随受火温度变化的数学模型,根据该模型,可以依据受火后混凝土损伤度的测试结果,计算其受火温度.     

高温后玄武岩纤维高强混凝土的力学特性

本文研究了高温作用后玄武岩纤维高强混凝土的力学性能随温度和纤维掺量的变化规律.结果表明:高温后玄武岩纤维高强混凝土(BHSC)质量损失随温度的升高而逐渐增大;抗压强度随温度的升高呈现先增大后减小的趋势,200℃后强度略有增加;峰值应变随温度的升高而大幅增大,400℃和600℃后尤为明显;峰值韧性随着温度的升高显著提高,200℃时最为明显;常温、400℃和600℃时玄武岩纤维对高强混凝土峰值韧性的改善效果较为明显.0.2％为相对最优向纤维掺量.     

高温后C80高强混凝土的质量损失和抗压性能研究

对掺聚丙烯纤维的C80高强混凝土立方体试件模拟高温试验后,进行混凝土质量损失和抗压性能测试,研究分析了不同作用温度对聚丙烯纤维高强混凝土的质量损失和抗压强度的影响.结果表明,随着温度的升高,掺聚丙烯纤维高强混凝土的质量损失逐渐增加而抗压强度整体呈下降趋势,600℃高温后混凝土立方体抗压强度急剧下降,强度值仅为常温的25.05％;高温后聚丙烯纤维高强混凝土的相对质量损失和相对残余抗压强度的整体变化趋势基本相似.     

用玄武岩矿石为原料生产连续纤维工艺的研究

研究用陕西略阳玄武岩矿石原料生产连续纤维的工艺。对试样进行化学成分分析,采用热天平对试样的热质量(TG)及差示扫描量热(DSC)分析。该矿物的完全熔化温度约1 320℃,最高析晶温度约1 260℃,其化学组成及质量分数比与格鲁吉亚玄武岩成分基本吻合,可用于连续纤维成形。通过以此矿石为原料生产连续纤维的实验,研究高温熔炉的升温曲线及不同原料对连续纤维成形的影响。在原料为一次熔料,设定炉温为1 340～1 360℃的情况下,玄武岩能够形成较长的纤维;连续纤维成形可采用的升温曲线为9个保温段,在300℃,500℃,800℃,1 000℃,1 200℃时设保温,为了提高成形性能在1 320℃,1 340℃,1 360℃时设置较长时间保温。此工艺使玄武岩成形过程稳定,纤维质量良好,可为将来进行工业化生产提供重要的指导和依据。     

热拉伸处理温度对PPTA纤维结晶和力学性能的影响

为提高国产聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维的拉伸模量，采用热拉伸法在不同温度下对PPTA纤维进行处理，利用纤维强伸度仪、乌氏黏度计、X射线散射仪对纤维进行测试，研究热拉伸处理温度对纤维结晶性能和力学性能的影响。结果表明：随着热处理温度的升高，PPTA纤维的拉伸强度降低，模量先增大后减小，在440～480℃时综合力学性能较好；PPTA纤维的结晶度与模量变化趋势相似，在拉伸温度为500℃时结晶度最大为74.0%;与未处理PPTA纤维相比，热拉伸处理后纤维的晶粒尺寸增大，取向度提高；比浓对数黏度与拉伸强度的变化趋势一致，随着热处理温度的升高而降低。     

玄武岩纤维水泥基灌浆料力学性能研究

本文通过在硅酸盐水泥基灌浆料中掺入不同长度及掺量的短切玄武岩纤维,研究其对灌浆料力学性能的影响。试验结果表明:短切玄武岩纤维的掺入,灌浆料的流动度从336 mm降至260 mm,但灌浆料各龄期的抗折强度及抗压强度均得到了提升,早期抗折强度提升最为明显。短切玄武岩纤维在水泥基灌浆料中的最佳掺量为0.15%,最佳长度为9mm,抗折强度和抗压强度分别可以达到17.6 MPa和85.4 MPa。     

热定型温度对芳纶Ⅲ结构与性能的影响

研究了不同热定型温度对芳纶Ⅲ的力学性能、结晶度、取向度及热性能的影响。结果表明:随着热处理温度的提高,芳纶Ⅲ弹性模量增大,而拉伸强度和断裂伸长率则增大到峰值后开始逐步下降;纤维结晶度随温度升高而增大;纤维取向度在经过热定型后有小幅度提高;不同热定型处理温度下,纤维的热分解温度均为533℃,分解速率差别较小。     

桥梁铺装纤维高强混凝土的力学及收缩性能试验研究

为研究不同纤维对桥面铺装高强混凝土力学性能及收缩性能的影响规律,通过室内试验分别设计了不同玄武岩纤维和聚乙烯醇纤维掺量的高强混凝土试件,并针对不同龄期试件的抗压、抗折、抗拉强度以及干缩应变值进行对比分析。结果表明：玄武岩纤维和聚乙烯醇纤维的掺入均可有效提升高强混凝土的力学性能,且对于混凝土的收缩变形均具有明显抑制效果,玄武岩纤维对于混凝土的抗压强度、抗折强度及干缩性能改善效果更好,而聚乙烯醇纤维则对混凝土的抗拉强度改善效果更为显著,其中玄武岩纤维的最佳掺量为0.15%,聚乙烯醇纤维的最佳掺量为0.1%。     

负温桥墩修补用聚乙烯醇纤维灌浆料的研究与应用

研究了负温下混凝土桥墩修补用聚乙烯醇(PVA)纤维灌浆料的性能,并将其应用于工程实践,得出如下结论：防冻剂的掺加能够提高灌浆料的负温适应性,质量分数为0.3%时满足应用要求;PVA纤维的掺加能够降低灌浆料的流动度,提高抗压强度,大幅度提高混凝土的界面拉伸黏结强度,最佳体积分数为0.3%;PVA纤维的掺加能够提高灌浆料的负温适应性。     

高温处理对单向碳纤维增强无机聚合物复合材料力学性能的影响

采用料浆浸渍辅助超声处理工艺成功制备了单向碳纤维增强无机聚合物基复合材料,并在1100 ℃、1200 ℃、1300 ℃和1400 ℃下对其进行高温处理.研究了无机聚合物和复合材料的热稳定性、相演变过程、力学性能变化等.结果表明,经高温处理后复合材料和无机聚合物均完成陶瓷化过程,析出白榴石晶相,并且由于碳纤维和基体之间界面反应的存在,与无机聚合物相比复合材料具有较差的热稳定性.随处理温度的提高,复合材料力学性能先升高再降低,经1200 ℃高温处理后复合材料达到最高的弯曲强度和断裂功,比处理前复合材料分别提高了28%和11%;高温处理后复合材料强度的提高主要是由于基体完成陶瓷化,基体和纤维的界面结合强度提高,界面能够有效传递载荷;随处理温度继续升高,界面反应造成碳纤维损伤严重,并且由于基体和碳纤维热失配形成的残余应力也逐渐升高,二者共同作用造成复合材料性能急剧下降.     

玄武岩纤维混凝土耐高温性能分析

对不同玄武岩纤维体积率混凝土进行室内高温试验,总结与分析了温度和纤维体积率对混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和静弹性模量的影响规律。研究结果表明:玄武岩混凝土的抗压强度、抗拉强度和弹性模量均在200℃高温出现拐点,200℃高温后玄武岩纤维混凝土的力学性能均出现不同程度的降低;混凝土的力学性能随玄武岩纤维体积率的增大而呈现出先增大后减小的趋势,最优的玄武岩纤维体积率为0.15%;玄武岩再生混凝土的力学性能随再生骨料取代率的增大而减弱,再生骨料取代率不宜大于30%。     

C60高性能混凝土高温后红外检测及CT图像分析

对掺0%和0.2%聚丙烯纤维的C60高性能混凝土进行了模拟火灾高温试验,测试了高温前后混凝土的轴心抗压强度,采用红外热成像检测技术,研究了高温后混凝土的红外热像图谱.建立了高性能混凝土红外热像平均温升与受火温度和轴心抗压强度比的关系;对常温、300 ℃、400 ℃、500 ℃高温后高性能混凝土试件进行了CT图像扫描试验,分析纤维对混凝土内部裂纹产生和扩展的影响.     

活性粉末混凝土高温后强度退化规律试验研究

为研究活性粉末混凝土(RPC)高温后强度退化规律,对高温后RPC试件的质量损失、抗压性能和劈裂抗拉性能进行测试,并分析温度和纤维掺量对RPC强度的影响。结果表明:随着温度的升高,RPC试件的表观颜色由深逐渐变浅,质量损失率逐渐增大;而强度损失率均随着温度升高呈先减小后增大的趋势,但临界温度不同,立方体抗压强度和劈裂抗拉强度的临界温度为300 ℃,而轴心抗压强度的临界温度为200 ℃,此外,300 ℃后轴心抗压强度损失率高于立方体抗压强度,800 ℃后强度损失率均超80%,宏观强度退化的根本原因是基体微观形貌的劣化;掺有聚丙烯(PP)纤维的RPC试件高温后强度损失率相对较小,且当钢纤维掺量为2%(体积分数)时,PP纤维的最佳掺量为0.15%(体积分数)。通过回归分析,建立了RPC强度损失率与温度和PP纤维掺量间的计算公式。     

几种典型无机纤维针刺毡的耐温性研究

采用实验法研究不同无机纤维针刺毡(玄武岩纤维、玻璃纤维、高硅氧纤维)在高温下的外观变化、尺寸收缩率及质量损失率,综合分析了纤维毡的耐温性能.结果表明,在保温1.5 h条件下,玻璃纤维针刺毡耐温性在640℃左右,玄武岩纤维针刺毡的耐温性在850℃左右,高硅氧纤维针刺毡的耐温性超过920℃.玄武岩纤维针刺毡的耐温性能显著优...     

芳纶以及连续玄武岩纤维和玻璃纤维的耐酸性研究

测试和分析了芳纶、连续玄武岩纤维和玻璃纤维分别在65、80和95℃下浓度为2 mol/L的盐酸溶液中经不同时间的腐蚀后其力学性能以及质量的变化情况。结果表明,芳纶(芳酰胺纤维)的耐酸性能最优,其断裂强力和断裂伸长率的保持率最大;连续玄武岩纤维其次,玻璃纤维最差。因此芳纶比连续玄武岩纤维和玻璃纤维更适合用于酸性环境中,连续玄武岩纤维和玻璃纤维应尽量避免酸液对其的作用。     

不同加入方式对高温后玄武岩纤维再生混凝土力学性能的影响

试验研究了在不同玄武岩纤维体积掺量(0%、0.1%、0.15%和0.2%)、不同高温(20℃、200℃、400℃、600℃)情况下,两种不同的纤维加入方式(水泥浆包裹纤维、直接加入)对再生粗骨料混凝土(取代率为50%)的立方体抗压、劈裂抗拉强度的影响,结果表明间接加入方式下的强度比高于直接加入方式,但是变量不同,提高的幅度不同。当温度一定时,抗压强度提高幅度随纤维掺量的增加而增加,0.2%时最大,劈裂抗拉强度提高幅度则随纤维掺量的增加而减小,0.1%时最大;当掺量一定时,抗压强度提高幅度随温度的变化呈折线趋势,20~200℃时上升,200~400℃时趋于平缓,400~600℃时再上升,对于劈裂而言,20~200℃时基本不变,200℃之后提高幅度急剧下降。     

新型扩容导线用玻纤／碳纤复合芯恒温热老化研究

玻纤／碳纤维复合芯热老化是影响新型电力输电导线服役寿命的关键因素。本研究对输电导线玻纤／碳纤复合芯进行了人工加速老化试验,重点研究了老化过程中复合芯质量和机械性能变化,并利用复合芯微观组成变化对老化机理进行了分析。人工加速老化试验结果表明,在160℃进行了6000h高温热老化试验后,复合芯的质量、弯曲强度和拉伸强度保持率分别为96．5％,90．5％与81．5％,新型导线用复合芯表现出优异的耐热老化行为;复合芯的热老化行为与小分子分解速率和氧气扩散反应速率相关,长期热氧老化会腐蚀树脂基体,在复合芯表面形成疏松的玻纤层,进而影响到复合芯的机械性能。     

不同粒度红柱石对矾土基喷涂料性能的影响

以矾土为主要原料,铝酸钙水泥、硅微粉为结合系统,分别研究了不同粒度的红柱石对矾土基喷涂料性能的影响。试样自然干燥24h脱模,再经110℃烘干24h,分别于1000℃、1300℃和1500℃热处理3h。检测各温度热处理后试样的线变化率、体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度以及试样的热膨胀系数、耐磨性能和抗热震性能。结果表明,添加粗粒度的红柱石并不能有效弥补矾土基喷涂料经高温热处理产生的收缩。矾土基喷涂料的体积密度随着红柱石粒度的增大而增大。不同粒度的红柱石未对矾土基喷涂料的中温强度产生明显影响,粗粒度的红柱石可以提高矾土基喷涂料的高温强度。矾土基喷涂料的耐磨性能随着红柱石粒度的增大而提高。细粒度的红柱石有利于改善矾土基喷涂料的抗热震性能。     

水泥窑用低水泥浇注料性能的研究

以矾土为主要原料,铝酸钙水泥和硅微粉为结合系统,研究了不同热处理温度对水泥窑用低水泥浇注料性能的影响。试样自然干燥24h脱模后,再经110℃烘干24h,分别于300℃、500℃、700℃、900℃、1100℃、1300℃和1500℃热处理3h。检测各温度热处理后试样的体积密度(B.D)、线变化率(P.L.C)、常温抗折强度(M.O.R)、常温耐压强度(C.C.S)、常温耐磨性能以及试样的热膨胀系数和抗热震性能。结果表明,随着热处理温度的提高,水泥窑用低水泥浇注料的体积密度呈现先减小后不变再增大的变化规律;线变化率呈现收缩先增大后减小再增大的变化规律;常温抗折强度和常温耐压强度呈现先增大后减小再增大的变化规律。水泥窑用低水泥浇注料经过1500℃热处理后的磨损量小于经过1300℃热处理后的磨损量。水泥窑用低水泥浇注料具有相对优良的抗热震性能。     

高温后钢纤维加强混凝土有效导热系数计算方法

钢纤维加强混凝土(SFRC)的导热系数是结构抗火性能模拟的重要参数,快速准确获得其高温前后导热系数具有重要意义。因此提出一种SFRC导热系数细观多尺度计算方法,其特点是考虑高温下混凝土材料细观热开裂行为(裂缝热阻效应),而非利用细观组分导热系数随温度变化关系进行计算。通过试验获得砂浆、高强混凝土与钢纤维体积分数分别为1%和2%的SFRC在高温(20 ℃、60 ℃、150 ℃、300 ℃、450 ℃和600 ℃)前后的孔隙率和导热系数,以验证所提方法。结果表明:当界面热阻系数随温度线性增加时,模型与试验结果吻合较好;当温度达到600 ℃时,由界面热阻效应引起的砂浆、高强混凝土,以及纤维体积分数为1%和2%的SFRC的导热系数的降低分别约占50%、36%、7%和12%;当高强混凝土的界面热阻系数取0.4,SFRC的界面热阻系数取1.0时,高导热系数颗粒的添加对复合材料的有效导热系数没有增益作用。