桥梁用聚丙烯纤维增强水泥基复合材料的力学性能

为了给所提出的一种新型桥梁用聚丙烯纤维增强水泥基复合材料(PP-ECC)的工程应用提供技术支撑,开展了PP-ECC的力学性能研究。首先,考虑粉煤灰掺量对PP-ECC性能的影响,设计了3种配合比方案,测试了3种配合比方案的抗压强度、抗折强度、抗压回弹模量等基本力学性能。接着,从3种配合比中优选出一种配合比方案,通过四点弯曲试验对其弯曲特性进行了全过程表征,并定量评价了其弯曲韧性。结果表明,本文制备的PP-ECC的60 d抗压强度为50～54 MPa,抗折强度达到了7～8 MPa,抗压回弹模量仅为8～10 GPa。本文制备的PP-ECC在四点弯曲试验中表现出了多缝开裂现象和变形硬化行为,试件的弯曲韧性指标达到了37.10,且残余强度指标值几乎都大于1.0,说明这种新型材料具备一定的强度、良好的裂缝控制能力和变形能力,可作为桥梁关键部位建筑材料。     

聚丙烯纤维/聚合物乳液对砂浆干缩开裂的影响

针对水泥砂浆容易干缩开裂的问题,采用聚丙烯纤维和聚合物乳液对水泥砂浆进行改性,并对改性的水泥砂浆抗干缩开裂性能进行了实验研究.实验结果表明:在本实验条件下,掺加适量的聚丙烯纤维和聚合物乳液,可以有效地提高水泥砂浆抗干缩开裂性能.该研究是对聚丙烯纤维聚合物乳液改性水泥砂浆机理的初步探讨.     

改性芳纶纤维/水泥砂浆复合材料的力学性能

采用化学法、等离子体法、紫外线法处理芳纶纤维,考察改性纤维对水泥砂浆力学性能的影响.实验结果表明,化学法改性的芳纶纤维在芳纶纤维/水泥砂浆复合材料中能够形成良好的界面结合,使其力学性能得到显著改善.利用扫描电镜对试样进行了微观分析,初步探讨了改性芳纶纤维在水泥砂浆中的作用机理.     

聚丙烯纤维水泥稳定碎石力学性能试验研究

为了研究聚丙烯纤维对水泥稳定碎石力学性能的影响,对聚丙烯纤维水泥稳定碎石和普通水泥稳定碎石的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗压回弹模量、抗弯拉强度和抗弯拉弹性模量进行了测试,给出了聚丙烯纤维体积掺量合适的建议范围为0.06%~0.08%.同时根据试验结果的回归分析,得出了聚丙烯纤维体积掺量与聚丙烯纤维水泥稳定碎石各力学性能指标的关系式.试验结果表明:聚丙烯纤维的掺入对水泥稳定碎石的各种强度均有一定的提高,能有效地减小抗压回弹模量和抗弯拉弹性模量,提高了其抗变形能力;在聚丙烯纤维体积掺量小于0.1%的范围内,随着纤维掺量的增加,水泥稳定碎石各种强度有增加的趋势,而其抗压回弹模量和抗弯拉弹性模量是逐渐降低的.     

聚丙烯纤维混凝土的力学性能研究

通过七家实验室的试验数据,对聚丙烯纤维增强混凝土的力学性能进行数据分析,建立以普通混凝土的立方体抗压强度为基础的力学公式,并提出了ＰＦＲＣ的强度标准和设计值,以使这种混凝土能与现行国家混凝土规范并轨。     

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。     

外加材料对水泥混凝土孔隙率的影响

采用正交试验法研究了聚合物乳液、减水剂、聚丙烯纤维对水泥混凝土孔隙率的影响,并进行了线性回归分析;通过孔分析研究了混凝土试样的孔隙率及孔径分布情况;利用扫描电镜以及能谱分析,观察了骨料与基体材料界面过渡区的微观结构,并探讨了聚合物乳液改善混凝土孔隙率的机理.研究结果表明:掺加聚合物乳液、减水剂能够明显降低水泥混凝土的孔隙率,改善孔结构,增加密实度,使水泥混凝土的耐久性得到提高.     

粉煤灰基地质聚合物/水泥复合材料的力学性能

以粉煤灰和水玻璃粉体为原料制备地质聚合物干粉材料,研究不同粉煤灰基地质聚合物干粉掺量对粉煤灰基地质聚合物/水泥复合材料力学性能的影响,通过XRD和SEM分析粉煤灰和粉煤灰基地质聚合物/水泥复合材料的物相组成和微观结构。结果表明,粉煤灰基地质聚合物干粉掺量从0增加到60%,复合材料的抗折强度和抗压强度减少,折压比增加,主要是因为粉煤灰基地质聚合物常温下反应时间长,随着粉煤灰基地质聚合物干粉掺量的增加,反应产物中地质聚合物凝胶比例增加,90d后试样的折压比增加。     

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。     

聚丙烯纤维与聚酯纤维对混凝土力学性能影响的研究

为了研究水胶比、粉煤灰、聚丙烯纤维与聚酯纤维对混凝土力学性能的影响,通过正交试验,以混凝土抗压强度与劈裂抗拉强度为考核指标,确定出最优组合.根据最优组合制备的聚丙烯纤维和聚酯纤维混凝土与未掺纤维的混凝土相比较得出,聚丙烯纤维和聚酯纤维均使混凝土抗压强度略有提高,劈裂抗拉强度和抗折强度提高程度较大;聚丙烯纤维混凝土与聚酯纤维混凝土相比,前者抗压强度略高于后者,但后者劈裂抗拉强度和抗折强度高于前者.     

绿色韧性水泥基复合材料力学性能

为了研究绿色尾矿砂PVA纤维增强水泥基复合材料的韧性,参考国内外试验方法开展了立方体抗压、薄板拉伸和冲击韧性等力学性能试验研究.分析了纤维与基体的相互作用及增韧机理,讨论了纤维掺量和水胶比二元因素对增韧性能的影响.该研究获得了复合材料相应的强度和韧性指标,为高性能尾矿砂PVA纤维增强水泥基复合材料的制备和工程应用提供了参考.     

纤维增强水泥基复合材料研究的若干问题探讨

对水泥基材料耐久性差的主要原因，纤维在水泥基材料中可能存在的主要增强作用，影响纤维增强效果和复合材料耐久性的主要因素及该材料主要力学性能有关研究模型进行了综述，分析了研究中存在的问题及今后的研究趋势。     

聚丙烯-粉煤灰复合材料力学性能的研究

研究粉煤灰的填充量及偶联剂用量对聚丙烯-粉煤灰复合材料力学性能的影响,比较经偶联剂处理前后复合材料力学性能的变化,并利用SEM观察复合材料的微观结构.结果表明: 偶联剂的最佳用量为1%,且硅烷偶联剂的处理效果明显好于钛酸酯偶联剂.经单氨基硅烷偶联剂DB-550和双氨基硅烷偶联剂DB-792处理后,粉煤灰的最佳填充量由处理前的15%分别增大到25%和20%,说明加入偶联剂能够有效改善聚丙烯-粉煤灰两者之间的界面结合,提高复合材料的力学性能,同时还可降低材料成本.     

超支化聚合物对聚丙烯流变性及力学性能的影响

通过在聚丙烯（PP）中引入超支化聚合物形成共混体系，对超支化聚合物与聚丙烯共混后的性质进行了研究．结果表明，共混体系为非牛顿假塑性流体，随着超支化聚合物含量增大，表观黏下降，非牛顿流动指数降低，加工温度下降．超支化聚合物质量分数为2％时，拉伸强度上升约10％．     

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。     

聚丙烯纤维混凝土的工作性与力学性能

研究了聚丙烯纤维和粉煤灰对混凝土的工作性和力学性能的影响.试验结果表明:在混凝土中掺加1.0‰聚丙烯纤维,可以降低新拌混凝土坍落度经时损失,使混凝土拌合物的泌水率降低了35%.与普通混凝土相比,聚丙烯纤维对混凝土的抗压强度影响不大,但28 d劈拉强度提高45%,抗折强度提高19%,拉压比提高46%.同时掺加聚丙烯纤维和粉煤灰,混凝土坍落度经时损失与单掺聚丙烯纤维混凝土相似,但可以改善混凝土泌水率、劈拉强度和抗折强度.     

多尺度纤维复合增强水泥基材料的力学性能

为改善水泥基材料抗拉强度低、韧性差以及易开裂等性能缺陷,采用微米级碳酸钙晶须和厘米级短切耐碱玻璃纤维复合增强高性能水泥基材料,并对不同纤维增强水泥基材料的基本力学性能进行研究.结果表明:微观碳酸钙晶须和宏观耐碱玻璃纤维均有利于水泥基材料力学性能的提高,且提高程度与纤维(或晶须)掺量及长度相关;采用碳酸钙晶须和耐碱玻璃纤...     

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─变形曲线试验研究，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。     

网状PP纤维对水泥基材料性能的影响

在工程实践中,混凝土(砂浆)的裂缝问题越来越突出,采用聚丙烯纤维来解决混凝土开裂的问题是近年来广泛研究和应用的一种新的途径.其原理主要在于,混凝土中水泥作为胶凝材料来握裹纤维,这些纤维起到微细配筋作用,消耗混凝土变形开裂能量、提高韧性、撑托骨料和减少混凝土离析泌水,从而控制水泥基体内部微细裂的生成和扩展,提高混凝土的抗裂性能.笔者对纤维混凝土(砂浆)的性能进行了综合分析,得出了纤维混凝土(砂浆)在物理力学性能上的优势.     

水泥基复合材料的增强与机理研究

采用模压成型法研究了聚乙烯醇、叔碳酸乙烯酯-丙烯酸共聚乳液(叔-丙乳液)及叔-丙乳液改性混合体系、硅溶胶、纳米SiO2分别增强普通硅酸盐水泥基体的效果。并对部分复合水泥与纯水泥试样作扫描电镜分析,比较了试样微观结构上的差异,讨论了相应的改性机理。实验结果表明:聚乙烯醇、叔-丙乳液改性混合体系、硅溶胶对水泥基体有明显的增强效果。