高盐废水对Ca(OH)2激发煤气化炉渣基胶凝材料力学性能的影响机理

本研究以煤气化炉渣为主要原料,煤化工高盐废水替代自来水为拌合剂,辅以少量的Ca(OH)2制备了煤气化炉渣基胶凝材料,研究了高盐废水掺量和养护制度对煤气化炉渣基胶凝材料的抗压强度的影响,并借助X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)等技术手段分析材料的性能影响机理.结果表明:高盐...     

硅烷复合乳液对水泥砂浆干燥收缩性能及力学性能的影响

将氧化石墨烯/异丁基三乙氧基硅烷复合乳液(GO/lBTS复合乳液)和正硅酸四乙酯/异丁基三乙氧基硅烷复合乳液(TEOS/lBTS复合乳液)分别内掺到水泥砂浆中,研究了两种硅烷复合乳液在不同掺量下对砂浆在养护过程中的干燥收缩性能、水分散失和力学性能的影响.研究结果表明:GO/lBTS复合乳液能有效抑制砂浆的干燥收缩和水分散失,当掺量为2％时,砂浆干燥收缩量和水分散失量达到最小,而且力学强度达到平均最高;TEOS/lBTS复合乳液对砂浆干燥收缩和水分散失的抑制作用不明显,但是当掺量为2％时,力学性能达到最大,抗压强度和抗折强度分别提高了5％和17％;但两种硅烷复合乳液掺量不宜超过水泥质量的3％.通过SEM、EDS测试发现,GO/lBTS复合乳液会在砂浆内部形成一层分散均匀的絮状结构.另外,红外光谱测试结果表明,硅烷复合乳液通过化学键与水泥基材料相结合.     

碳酸钙晶须与硅灰的复合效应对水泥砂浆力学性能的影响

研究了水泥砂浆的抗压强度、抗折强度以及劈裂抗拉强度在固定硅灰掺量的条件下随着碳酸钙晶须掺量的变化关系,并以试验结果和微观形貌观察为基础探讨了碳酸钙晶须对水泥砂浆的增强增韧机理。     

水泥砂浆在围压下的动态力学性能

水泥砂浆在不同应力状态、不同加载条件下,表现出截然不同的力学性能。利用分离式霍普金森压杆做了一维应力、被动围压和主动围压下水泥砂浆的冲击压缩实验,分别得到了这三种加载条件下的应力-应变曲线,讨论了应力状态、加载条件及应变率对水泥砂浆力学性能的影响,最后研究了用于描述水泥砂浆塑性的破坏准则。     

碳纤维增强磷酸镁水泥砂浆的力学性能研究

改善磷酸镁水泥砂浆(MPCM)的韧性有利于促进其在混凝土结构加固和修复领域的应用。为了增强MPCM的韧性,对比研究了未处理和硝酸预处理碳纤维对MPCM力学性能的影响,分析了碳纤维增韧MPCM的机制。结果表明,当碳纤维质量掺量为0.4%时,MPCM 7d抗折强度增大44.5%;3~6mm碳纤维有利于提高MPCM的抗压强度,而6~10mm碳纤维更有利于提高MPCM的抗折强度;未处理碳纤维与磷酸镁水泥(MPC)水化产物之间为物理作用,碳纤维未能充分发挥增韧效果;在40~60℃、浓度68%的硝酸中浸泡30~60min有利于改善碳纤维与MPC水化产物的界面粘结,使预处理后的碳纤维和MPC水化产物产生嵌合作用,显著增强了MPCM的力学性能和韧性。     

有机纤维与聚合物复掺改性水泥砂浆力学性能研究

要 在固定水灰比为0.35条件下,分别研究了聚酯纤维、聚合物丁苯乳液单掺与复掺时对水泥混凝土抗压抗折强度、折压比的影响.结果表明:单掺聚酯纤维在一定掺量下可以不同程度地提高水泥砂浆的抗压抗折强度,折压比随着聚酯纤维含量的增加呈先减小后增加的趋势;单掺聚合物乳液降低了水泥砂浆的抗压强度,而折压比则随聚合物乳液掺量增加呈现逐步变大的趋势;聚酯纤维与聚合物乳液复掺时,聚合物乳液的掺入使聚酯纤维混凝土的抗压强度出现小幅降低,增强了其抗折强度,提高了其折压比,当纤维体积掺量为0.1％、聚灰比为15％时,聚酯纤维聚合物水泥混凝土的柔性最大;纤维-聚合物复掺能够使其性能得到进一步改善,效果优于两者的单掺效果.并通过扫描电镜探讨了聚酯纤维与聚合物乳液在水泥砂浆中的作用机理,表明两者复掺有效填充了水泥基材料内部的宏观与微观缺陷,提高了界面过渡区的密实程度.     

短纤维对复合材料力学性能的影响

综述了影响短纤维/树脂基复合材料力学性能的研究进展.重点介绍了短纤维的长度、添加量、取向分布以及表面改性剂等各因素对材料力学性能的影响,以及表面改性剂对改善界面结合力的作用机理.     

玄武岩纤维对水泥砂浆性能及水泥石微观结构的影响

以聚丙烯纤维为对比研究了新型材料玄武岩纤维（BF）对水泥砂浆的抗压、抗折强度和干缩的影响,并采用XRD、SEM及MIP现代检测技术对纤维微观作用机理进行了分析。结果表明：玄武岩连续纤维具有替代聚丙烯纤维的可行性;BF的加入提高了水泥砂浆的早期强度,但使28d强度有所降低;对早期砂浆的收缩有明显的改善效果,但28d以后对砂浆收缩的影响作用不显著;微观分析显示早期水化浆体中由于纤维-水泥石界面结合紧密和纤维乱向作用阻止了裂缝的引发与扩展,提高了水泥基材料早期力学性能。28d掺加纤维的水泥浆体在纤维-水泥石界面上产生弱界面,界面的弱化与总空隙率增加的共同作用导致掺加纤维水泥砂浆的长期力学性能下降。     

纤维涂层对复合材料力学性能的影响

对于ＳｉＣ纤维／ＭＡＳ微晶玻璃复合系统，发现在烧结温度下，纤维和基体之间有较严重的化学反应发生，界面结合强，力学性能较差．通过对ＮｉｃａｌｏｎＳｉＣ纤维加涂层，发现Ｎｂ２Ｏ５和ｃ涂层对复合材料的界面结合改善不大，而ＬＣＡＳ晶玻璃涂层能使纤维和基体间的界面结合明显减弱，力学性能大幅度提高，室温抗折强度和断裂韧性分别达３２７ＭＰａ和１３．９ＭＰａ·ｍ１／２．     

SiC-Ni 双涂层的界面反应对 C/Al 复合材料力学性能的影响

研究了不同工艺条件下具有 SiC-Ni 双涂层的碳纤维增强 Al 基复合材料的界面反应、界面结构及其对复合材料力学性能的影响,分析了不同界面条件下复合材料的典型破坏过程。实验表明:以 SiC 涂层作为界面反应阻挡层,可有效地阻止纤维与基体的反应,保证 C/Al 复合材料在界面反应很严重的情况下仍能保持较高的强度水平。初步提出了这种复合材料保持较高强度的原因和断裂机制。     

聚合物水泥砂浆的力学性能

本文采用美国产ＭＴＳ试验机,分别研究了掺聚醛酸乙烯水泥砂浆的轴拉和轴压应力－应变关系及抗弯性能。试验结果表明,随着聚醛酸乙烯的掺入,砂浆的轴压强度和弹性模量显著下降,但极限应变却明显增大;砂浆的轴拉强度和抗弯强度均略有提高,而极限应变、拉压强度比和弯压强度比则显著增加。因此,掺入聚醛酸乙烯能有效改善砂浆的变形力学性能。根据１２年龄期的粘结抗弯强度试验结果,聚醛酸乙烯砂浆不但具有优良的粘结性能,还具有良好的耐久性,可广泛用于新老混凝土的粘结、修补及结构加固中的钢板粘贴和表面粉刷等。     

煤气化渣微粉对溶聚丁苯橡胶性能的影响

为了解决当前煤气化渣大量堆存造成的环境污染问题,探索其高附加值利用的新途径,对煤气化渣物化性质进行分析,探讨其作为橡胶填料的可行性,利用蒸汽动能磨对煤气化渣进行超细加工,研究微粉粒径和用量对橡胶补强性能的影响。结果表明：煤气化渣由大量团聚的微珠和少量多孔残炭组成,其物化性质稳定,500℃以内热稳定性良好,能够制备橡胶填料。利用蒸汽动能磨可以将煤气化渣粉碎成粒径为5～15μm的微粉。煤气化渣微粉在溶聚丁苯橡胶中的分散性随粒径的减小而降低,补强性能先提高后降低,以粒径为10μm的样品补强效果最佳;粒径为10μm的煤气化渣微粉在填充量为10～80 g时,分散性随填充量的增加而降低,补强性能先提高后降低,填充量为60 g时效果最佳;在粒径和填充量相同的情况下,煤气化渣微粉的补强性能优于轻质碳酸钙的。     

高炉重矿渣作为细骨料对水泥砂浆性能的影响

测试了高炉重矿渣和重矿渣砂的组成、结构和性能,对比研究了重矿渣砂和天然河砂对水泥砂浆工作性能和力学性能的影响,从界面结构和孔结构角度分析了重矿渣砂提高水泥砂浆力学性能的作用机理。结果表明:重矿渣砂主要是由许多表面粗糙的颗粒和一些重矿渣微粉所组成,其粗糙的表面改善了骨料颗粒与基体之间的界面结构;重矿渣砂中重矿渣微粉降低了骨料的空隙率,改善了新拌砂浆的粘聚性和流动性,提高了硬化砂浆的致密性。利用重矿渣砂替代天然河砂可以配制出力学性能更好的砂浆,但会降低砂浆的工作性能。     

氧化石墨烯复掺石墨烯对水泥砂浆力学性能的提升及机理研究

采用高温还原氧化石墨烯(GO)方法制备石墨烯(G),利用GO对G的助分散效果将G与GO同时掺入砂浆中(即复掺)以改善水泥砂浆力学性能。通过不同含量G与GO混合溶液的吸光度测试,研究了GO对G的分散作用,结果表明当G与GO浓度比(C_G/C_(GO))为4/5时,GO对G的助分散效果最佳。然后保持吸光度测试中C_G/C_(GO),研究了不同G含量对复掺的水泥砂浆抗折抗压强度的影响。研究表明同等掺量下,复掺GO与G更能增强砂浆的力学性能,C_G/C_(GO)在3/5,4/5时提升效果较优,且复掺GO与G对砂浆早期力学性能提升效果更明显;TG测试表明复掺水泥的水化速度快于单掺G水泥。微观测试研究表明GO与G同时掺入水泥,既可以发挥GO对G的助分散效果,又能对水泥起到协同增强作用,促进了水泥的水化,水化产物晶型更加规整。研究采用GO助分散G的方法,既可以发挥GO对G的助分散效果,又能对水泥起到协同增强功效。     

混凝土碱骨料反应及力学性能细观模拟

混凝土碱骨料反应是降低混凝土耐久性的主要因素之一,充分认识其对混凝土力学性能的劣化机理,有助于防治碱骨料反应对混凝土结构的危害。该文用颗粒元（PFC2D）方法建立了由骨料、砂浆和界面三相共同组成的混凝土细观模型,模拟了碱骨料反应引起的混凝土膨胀变形与微裂缝扩展过程,并对碱骨料反应劣化后的混凝土试件进行劈裂抗拉试验,研究碱骨料反应对混凝土力学性能的影响。数值模拟结果表明,该模型可有效预测混凝土碱骨料反应膨胀趋势,碱骨料反应显著降低了混凝土的劈裂抗拉强度。     

化学激发对煤气化渣-水泥体系抗压强度影响机理研究

针对煤气化渣大量堆存造成的环境污染和固废资源浪费的问题,本工作采用化学激发方法来激发煤气化渣活性,探究不同激发剂对煤气化渣?水泥体系抗压强度的影响.试验选取硫酸盐类、碱类和聚合盐类激发剂,确定最优激发剂种类和掺量;通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TG)等微观手段,研究不同激发剂对煤气化渣?水泥体系水化产物的影响.结果表明,硫酸盐类最优激发剂为硫酸钠,最佳掺量为2.5％,试样3 d、28 d抗压强度增长率分别达14.3％、3.4％;碱类最优激发剂为氢氧化钙,最佳掺量为0.5％,试样3 d、28 d抗压强度增长率分别达18.4％、1.8％;聚合铝最佳掺量为2.0％,试样3 d、28 d抗压强度增长率分别达24.0％、3.3％.加入激发剂后试样早期抗压强度均得到提高,微观特征表明试样水化程度加深,且有助于钙矾石和凝胶体等水化产物的生成,提高试样强度,为煤气化渣在水泥基材料中的应用提供了理论依据.     

界面区结构对水泥砂浆强度的影响

在研究具有水硬性表面层和惰性内核复合结构的深加工处理石英集料对砂浆界面区结构的改进效果，比较深加工处理石英砂浆（ＭＴＱＳ）、普通石英砂浆（ＭＱＳ）和硬化水泥浆体（ＨＣＰ）等３种试样强度随养护时间变化的基础上，研究了界面区结构对水泥砂浆强度的影响．结果表明：使用深加工处理石英集料能有效地改进界面区薄弱结构；界面区结构对水泥砂浆的早期强度影响较小，但对后期强度影响较大；改进界面区结构能大幅度提高水泥砂浆的抗压强度和抗折强度．     

再生砖骨料混凝土力学性能及破坏机理研究

以8种设计配合比的再生砖骨料次轻混凝土为研究对象,以水灰比、最大骨料尺寸和粗骨料种类为试验参数,开展了混凝土干密度、立方体抗压强度和劈裂抗拉强度试验研究,重点分析了骨料界面特征与再生砖骨料混凝土的破坏机理.结果表明:使用再生粘土砖骨料制备的次轻混凝土28 d抗压强度可达36 MPa,干密度不大于2200 kg/m3,能够减轻自重8％～16％;随着水灰比和取代率的降低,混凝土抗压和劈裂抗拉强度均呈显著增加的趋势;最大骨料尺寸对混凝土抗压和劈裂抗拉强度的影响较小;拟合所得混凝土干密度与力学性能换算公式的相关性较好;砖骨料-砂浆界面过渡区微观结构较为密实,混凝土界面性能得到增强;界面过渡区性能和砖骨料强度是影响再生砖骨料混凝土力学性能的两个关键因素,且砖骨料强度是其中最主要的因素.综合考虑,使用再生粘土砖骨料制备次轻混凝土具有良好的经济性和广阔的工程应用前景.     

填充聚丙烯的界面对流变和力学性能的影响

本工作利用RMS-605大型流变仪等仪器研究三种不同几何形状的填料包括碳酸钙粉末、玻璃微珠和云母填充聚丙烯体系,通过不同表面处理改变填料的表面性质,研究了不同界面状态对体系稳态与动态粘弹性质以及力学性能的影响.     

界面改性对GMT—PP复合材料力学性能的影响

研究了不同界面状态对ＧＭＴ－ＰＰ复合材料层间剪切强度,弯曲强度及模量,压缩强度及模量,冲击强度等力性能的影响。实验结果表明,基体中填加光引发和ＢＰＯ引发的马来酸酐接枝聚丙烯且玻纤表面用硅烷偶联剂处理可显著提高复合材料界面强度,进而提高其宏观力学性能。