纤维混杂高性能水泥基复合材料抗压性能试验

将钢纤维和玄武岩纤维混掺制备纤维混杂高性能水泥基复合材料,通过压缩试验研究了钢纤维、玄武岩纤维、混杂纤维掺量等因素对试件抗压性能的影响。结果表明,玄武岩纤维有效控制了裂缝的产生,显著提高了峰值压应力和峰值压应变;钢纤维有效控制了裂缝的发展,显著提高了峰值压应力后试件的变形能力;2.0%混杂纤维较1.0%混杂纤维抗压性能更优,峰值压应力和峰值压应变分别提高5.76%和6.74%。     

龄期对定向钢纤维增强水泥基复合材料断裂性能的影响

通过开展不同龄期的预制缺口三点弯曲梁断裂试验,研究龄期对定向及随机乱向钢纤维增强水泥基复合材料断裂性能的影响.根据试验测得的荷载-裂缝口张开位移曲线,分析不同龄期的钢纤维增强水泥基复合材料裂缝扩展的全过程.结果表明:钢纤维增强水泥基复合材料的弯曲强度随着龄期的增加而增加;在7 d龄期内,随着龄期的增长,定向钢纤维增强水...     

钢纤维水泥基复合材料断裂的K R曲线研究

基于Wallin阻力曲线模型,结合纤维增强复合材料断裂理论,提出了钢纤维水泥基复合材料的K-R曲线模型.通过定向与乱向两种纤维分布形式以及不同尺寸的预制缺口三点弯曲梁断裂试验,验证了K-R曲线模型的合理性与适用性.结果表明:K-R曲线模型能够有效描述不同钢纤维分布形式下水泥基复合材料的断裂过程,且理论预测的峰值荷载与试验结果偏差较小.该模型可为钢纤维水泥基复合材料的断裂参数尺寸效应研究提供新方法.     

PRAC高性能水泥基复合材料

一．前言为了克服水泥制品抗拉强度和抗折强度低的缺点,英国Birchall等人研究开发了MDF（macro－defect-free）聚合物—水泥复合材料。他们采取的技术途径是降低灰水比、加人聚乙烯醇（PVA）以提高搅拌时的流动度、降低硬化体中的孔隙率和减小孔隙的尺寸,他们用高铝水泥—PVA制备的MDF的抗折强度达到200MPa。但是,由于MDF采用水溶性的聚合物,存在耐水性和耐热性差的缺点。为了解决MDF的耐水性、耐热性,使之成为21世纪的新材料,用于汽车、航空、航天和电子等领域,以美国伊利诺伊斯大学J．F.Young等人为代表的许多水泥基材料…     

钢纤维水泥基复合材料力学性能试验

为进一步提高PPC的力学性能，满足国防工程的需要，进行了不同掺量钢纤维的情况下水泥基复合材料的力学性能试验。试验测得了不同钢纤维含量的情况下，水泥的各种强度。试验表明，在钢纤维体积率相同的情况下，抗折强度的提高率要大于劈拉强度的提高率，但钢纤维体积率超过一定比例后抗折强度与劈拉强度的提高率变小。随钢纤维体积率的增加，钢纤维水泥净浆的抗压强度也有所增大，但提高并不明显。并对以上试验结果做了分析，认为纤维间距是影响强度的重要原因。     

高性能水泥基复合材料试验研究

通过高性能水泥基复合材料(缩写APCC)的一系列试验,主要研究各种材料及工艺条件等因素对APCC材料的影响及作用大小,并以聚合物为重点分析了其对APCC材料的增强补韧的机理。     

高性能水泥基复合材料在砖胎模施工中的应用研究

阐述了高性能水泥基复合材料和砖胎模工艺的定义与应用,探讨了如何在施工中将二者结合,以达到更为优质的施工质量。在研究过程中,论文对高性能水泥复合基材料用于砖胎模制作的施工步骤与应用效果进行了详细的分析和评估。结果表明,高性能水泥基复合材料不仅具有优越的强度和良好的工艺性能,能够适应砖胎模施工的高要求,同时,还由于其优异的抗渗性,能够提高砖墙的防水性能,改善砖胎模施工的效果。     

水泥基石墨钢纤维复合材料性能研究

利用钢纤维和石墨为导电相,采用水泥砂浆渗浇方法,成功配制出水泥及导电复合材料,即石墨水泥砂浆渗浇钢纤维混凝土(Graphite Slurry Infiltrated Fiber Concrete,简称GSIFCON)。研究了石墨和钢纤维掺量对GSIFCON电阻率的影响规律,以及GSIFCON通电升温规律。试验结果表明,石墨及钢纤维掺量对GSIFCON电阻率的影响均有明显的渗滤阈值存在。当石墨和钢纤维掺量在达渗滤阈值时,可使GSIFCON的电阻率降低约100倍。在66.66V/m电压降的绝热条件下,GSIFCON的温升速度可达10℃/h左右。本文对GSIFCON材料的电阻率变化机理进行了分析,提出了GSIFCON导电原理模型。     

超低温作用对超高韧性水泥基复合材料断裂性能的影响

为研究超高韧性水泥基复合材料（UHTCC）在超低温环境下的断裂性能,设计了5组不同纤维掺量的UHTCC预制裂缝切口梁,在经过超低温作用后进行三点弯曲加载试验,通过分析计算UHTCC的荷载-挠度曲线,评价了超低温环境下UHTCC的断裂性能.结果表明：当纤维掺量为1.5%时,UHTCC性能的提升效果最优,当纤维掺量超过1.5%时,UHTCC的性能略有降低;超低温作用后UHTCC的强度显著提升,当处理温度由常温降至-160 ℃时,材料表现出明显的脆性,其延性指数、特征长度及失稳断裂韧度均明显降低.     

碳化再生微粉水泥基材料的性能及其碳足迹评价

利用CO₂气体碳化处理再生微粉替代水泥制备砂浆试样,探究了不同替代率下再生微粉对砂浆水化和性能的影响规律.结果表明：当替代率为20%时,与未经处理的再生微粉相比,碳化再生微粉砂浆的1、3 d抗压强度分别提高了66.7%、17.6%;碳化再生微粉主要成分是CaCO₃和无定形硅胶,二者在水泥水化早期可与水泥水化产物反应从而发挥火山灰效应,再生微粉中的微细石英砂粉则发挥成核效应,均加速水泥的早期水化进程,显著提升其早期力学性能;在加速碳化处理过程中,再生微粉的固碳量可达自身质量的10.0%;制备砂浆后,其平均单位抗压强度最高可减少18%的CO₂排放.     

木质素/玻璃纤维复合改性沥青混凝土路用性能提升效果研究

基于纤维改性沥青混凝土路用性能强化提升需求,提出了采用木质素纤维（CF）/玻璃纤维（GF）复合改性沥青混凝土路用性能的方法,研究了复合纤维组成对沥青混凝土路用性能的影响机理.结果表明：CF/GF复合改性有效提升了沥青混凝土的高温稳定性,并具有良好的水稳定性和低温性能;当CF/GF以质量比1∶3掺入时,沥青混凝土动稳定度为单掺CF组的2.2倍;试件低温破坏时,最大弯拉应变提升13.3%.复合纤维具有吸附、加筋及阻滞裂纹的作用,强化了沥青混凝土在温度变化、水损及应力作用下的稳定性,从而提高了其路用耐久性能.     

碳酸水环境下隧道水泥基材料的抗侵蚀特性

对比了多种水泥基材料在碳酸水加速侵蚀前后的抗压强度、材料内部的物相迁移和孔结构特征.结果表明：碳酸水侵蚀后水泥基材料强度的发展受到限制,Ca（OH）₂和CaCO₃含量同时降低,孔径粗化且有害孔的比例增大;以水化硅酸钙凝胶和Ca（OH）₂为主要水化产物的胶凝体系最容易受到碳酸水的侵蚀,且Ca（OH）₂含量越高,水泥基材料抗碳酸水侵蚀的能力越弱;以钙矾石为主要水化产物的胶凝体系抗碳酸水侵蚀的能力明显增强.     

高低温下高性能环氧胶黏剂的制备

基于团队已研发的胶黏剂配比,制备了一种适用于钢桥加固用的高性能结构胶黏剂,研究了纳米SiO₂掺量、缩胺105固化剂与聚醚胺D230固化剂的混掺比例及固化时间对胶黏剂室温性能的影响,并探讨了胶黏剂在不同工作温度下的力学性能.结果表明：当纳米SiO₂掺量为0.75%,缩胺105固化剂与聚醚胺D230固化剂的质量比为1∶2,固化制度为90 ℃下固化2.5 h时,胶黏剂的室温力学性能最佳,并且在低温（-20 ℃）和高温（70 ℃）下均能保持良好的力学性能.     

生物炭对碳化养护水泥砂浆的改性机理

研究了生物炭对碳化养护水泥砂浆抗压强度和固碳量的影响规律和机理.结果表明：生物炭能有效促进水泥早期水化,改善碳化养护水泥砂浆的抗压强度和孔结构,且效果随着碳化养护时间的延长而愈加明显;掺有生物炭试件的水泥石固碳量略有降低,但综合考虑生物炭封存与碳化养护捕获的总固碳量则明显提高.     

复合SMA纤维增韧高性能水泥基材料的弯曲与疲劳性能研究

文章以砂浆为基体材料,将短切形状记忆合金纤维和钢纤维掺入到砂浆中制备得复合SMA纤维增韧高性能水泥基材料。研究纤维的种类和掺量、长径比对纤维增韧水泥基材料试件的弯曲、疲劳等力学性能的影响规律。实验结果表明：采用SMA纤维与钢纤维复合掺入能够明显改善水泥基材料的弯曲和疲劳性能。随着混杂纤维体积掺量的增加,试件的抗弯承载力提高,当混杂纤维体积掺量为1%时,韧性可提高6-9倍;当混杂体积掺量为2%时,试件的疲劳寿命提高2.3倍。     

定向钢纤维增强水泥基复合材料断裂细观数值模拟

采用随机生成算法投放钢纤维,建立了随机乱向、定向钢纤维增强水泥基复合材料（SFRC、ASFRC）三点弯曲梁细观有限元数值模型,计算了不同纤维掺量下SFRC试件和ASFRC试件加载断裂的全过程,分析了三点弯曲梁开裂截面处的纤维应力,研究了定向钢纤维的细观增强机理.结果表明：SFRC试件和ASFRC试件荷载-裂缝张开口位移全曲线的模拟值与试验值符合较好,峰值荷载的误差在10%以内;SFRC试件和ASFRC试件的峰值荷载与纤维合力的最大值均随着纤维掺量的增加而增大,当纤维掺量为0.8%、1.2%、2.0%时,ASFRC试件的峰值荷载较SFRC试件提高了75%、111%、141%,纤维合力的最大值较SFRC试件增大了202%、144%、127%;定向钢纤维可以有效改善水泥基复合材料的断裂性能,显著提高钢纤维的利用率,延缓裂缝的扩展.     

骨料级配对应变硬化水泥基材料力学性能的影响

水泥基复合材料的高脆性是诱发结构开裂、腐蚀甚至失去承载能力的主要原因.PVA纤维增强水泥基复合材料(SHCC)的应变硬化特性和多微缝开裂特征可显著改善此类材料的性能.通过三点受弯和直拉试验对比了骨料颗粒级配合理与否对SHCC材料力学性能的影响.结果表明:适宜的颗粒级配可以显著改善SHCC的应变硬化特性,骨料的最大粒径可以由ECC材料常用的110 μm放大到1.25 mm,便于此类材料在实际工程中的推广应用.     

玄武岩纤维沥青砂浆的抗裂性能研究

通过半圆弯拉试验及扫描电镜(SEM)分析,对掺加0%,0.3%玄武岩纤维的沥青砂浆试件进行抗裂性能对比研究.结果表明:掺加适当的玄武岩纤维可增强沥青砂浆的力学性能,无预切口试件破坏时的最大荷载提高了16.2%,临界内聚力提高了14.3%,有预切口试件破坏时的最大荷载提高了51.2%,临界断裂能提高了17.2%;玄武岩纤维的掺加可提高沥青砂浆的黏度,抑制沥青的流动,且沥青对纤维有很好的浸润性,进而增强了两者的黏结力,可在很大程度上降低沥青砂浆的开裂机率.