PBO纤维纸基复合材料的热老化及高温力学性能研究

本研究采用湿法成形技术制备了聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纸,将其浸渍聚酰亚胺(PI)树脂后,得到PBO纤维纸基复合材料(PBO/PI),随后对PBO/PI进行300℃的老化,并在300℃下测试了其拉伸性能。将PBO/PI与模拟蜂窝格壁的间位芳纶浸渍纸(PMIA/PI)进行对比,分析了老化和高温对PBO/PI和PMIA/PI力学性能的影响。结果表明,在300℃的高温老化下,由于材料微裂纹的产生及扩展,二者拉伸强度均呈下降趋势,但老化前后PBO/PI的强度均比PMIA/PI更强。动态力学性能显示,老化前后PBO/PI的储能模量大于PMIA/PI的储能模量,说明PBO/PI的刚性比PMIA/PI大,在高温下仍不易发生变形。在300℃的高温拉伸测试下,PBO/PI的拉伸强度和保持率均比PMIA/PI要高。PBO/PI在常温及300℃高温下的力学性能均优于PMIA/PI,PBO纤维制备的复合材料可用于需要高的抗变形和热稳定性的承重结构和蜂窝部件中。

钢纤维高性能混凝土劈裂强度与变形特性分析

对钢纤维掺量(体积分数)为0%,1%,2%,4%的混凝土劈裂强度与变形特性进行了分析.结果表明:4种钢纤维掺量混凝土屈服时拉伸变形量约为0.12mm,峰值时压缩(拉伸)变形量随着钢纤维掺量增加而增大;钢纤维掺量增加,混凝土的阻裂性能增强,其屈服、峰值抗拉强度明显提高,屈服、峰值前韧度增强,而且对混凝土峰值抗拉强度的贡献明显大于屈服抗拉强度;当钢纤维掺量大于2%时,混凝土不易形成贯通裂纹,基体开裂后,钢纤维继续承受拉应力,其韧性随着钢纤维掺量增加而增大.

高温后聚丙烯纤维混凝土力学性能试验研究

采用液压伺服试验系统,对120块不同聚丙烯纤维掺量的混凝土立方体试件进行高温后力学性能试验研究.分析了不同纤维掺量,不同目标温度对混凝土峰值应变、弹性模量、抗压强度等力学性能的影响,此外还探讨了高温后聚丙烯纤维混凝土的表观形态.试验结果表明,高温作用后混凝土试件物理结构发生了很大的变化.随着温度的升高聚丙烯纤维混凝土与普通混凝土一样,弹性模量与抗压强度都呈下降趋势,并且在300oC以后显著降低,而峰值应变上升.在相同温度下,随着纤维掺量的增加混凝土试件的抗压强度与弹性模量下降,峰值应变升高.通过对试验数据的统计分析,建立了不同掺量下聚丙烯纤维混凝土的相对抗压强度随温度变化的关系式,为聚丙烯纤维混凝土在各种实际工程中的应用提供了一定的参考价值.

潜在卷曲性和高收缩性多功能纤维

设计了一种以高收缩纤维专用聚酯(HSPET)为皮层,特殊改性共聚酯(Copolyester)为芯层的偏心型皮芯复合纤维.试图将2种原料各自的特点结合于一身,以获得多功能的新型纤维.研究结果表明,所得到的纤维是一种具有潜在卷曲性和潜在高收缩性的纤维,同时还具有良好的染色性、吸湿性、吸水性及抗静电性。

聚酯/改性高收缩聚酯复合纤维卷曲性能的研究

对聚酯/改性高收缩聚酯复合纤维的卷曲性能进行了理论分析,并测试了不同组分比例以及不同热处理方式、温度、时间条件下的聚酯/改性高收缩聚酯复合纤维的卷曲性能。结果表明:对于圆形截面纤维,50/50组分比例有较好的潜在卷曲性;而热处理方式、温度、时间均影响纤维卷曲性能,因此,利用该纤维进行织物设计和染整加工应充分考虑该性能特征。

高强高掺量钢纤维混凝土动力性能的SHPB试验研究

为研究高强高掺量钢纤维混凝土的动力学性能,本文首先配制了抗压强度等级分别为50MPa和90MPa的高强高掺量钢纤维混凝土,然后采用变截面大尺寸分离式霍普金森压杆(SHPB)对其进行了中应变率下的动力试验研究,试验结果表明:高强高掺量钢纤维混凝土是应变率敏感材料,其应变率敏感阈值随其静压强度的增加而提高,动压强度提高系数在1.6￣2.2之间,动压破坏的峰值应变与静压破坏应变大致相等,应变率在17/s￣90/s范围内时,动压弹模对应变率不敏感。

高模量玄武岩纤维-钢丝复合筋的力学性能

玄武岩纤维筋作为一种耐腐蚀性能优良的新型复合材料筋,因其抗拉弹性模量低以及延性差的不足,限制了它的推广应用.针对此问题,根据复合原理,将钢丝和玄武岩纤维原丝一起拉挤成型,研制出高模量玄武岩纤维-钢丝复合筋.从理论上分析了玄武岩纤维-钢丝复合筋受力机理,并对其进行了单向拉伸试验研究.试验结果表明,掺杂钢丝可以显著提高玄武岩纤维筋的抗拉弹性模量,并改善其延展性;玄武岩纤维-钢丝复合筋应力应变关系曲线具有双线性特征;复合筋抗拉弹性模量与钢丝掺量呈线性关系,掺杂钢丝24%时,复合筋抗拉弹性模量可达76 580 MPa.

钢纤维埋深与类型影响钢纤维-UHPC基体界面粘结性能的试验研究

为研究钢纤维-超高性能混凝土(UHPC)基体界面粘结性能的影响因素,进一步阐明不同纤维类型、埋深下双根钢纤维、UHPC基体粘结性能及界面破坏形式,本工作通过双丝拉拔试验对不同埋深的高强钢纤维在UHPC基体中的拔出行为进行研究,以了解纤维的拉拔性能和UHPC的界面粘结性能。纤维拉拔试验以纤维类型及埋深为变量,对两根钢纤维在不同纤维埋深下的评价参数进行了表征和分析,并观察了纤维拔出后的微观形貌和UHPC基体的隧洞形貌。试验结果表明:端钩型纤维的拉拔性能优于直圆型纤维;利用SEM观察到拔出的直圆型纤维表面粘附有絮状或簇状的微小UHPC基体颗粒,并有不同程度的擦伤或长而宽的刮痕,在UHPC基体隧洞中发现了微裂纹,且在纤维拉拔过程中拔出口附近的基体会发生剥落。同时,钢纤维的拉拔性能与纤维埋深有关,但埋深对端钩型纤维影响更大,拉拔荷载峰值达到402.66 MPa,材料的强度利用率为94.9%;纤维的破坏模式也与纤维类型有关,端钩型纤维比直圆型纤维更易发生断裂。本研究可为进一步改善钢纤维增强超高性能混凝土的力学性能提供参考。

高掺量聚丙烯纤维混凝土动力性能的SHPB试验研究

为研究高掺量聚丙烯纤维混凝土的动力性能,本文首先配制了三种抗压强度等级的高掺量聚丙烯纤维混凝土,然后采用变截面大尺寸分离式霍普金森压杆(SHPB)对其进行试验研究。试验结果表明:高掺量聚丙烯纤维的加入使中、高强混凝土承受动载时的破坏应变增大,发挥了一定的耗能、阻裂作用,并可以改善混凝土承受动载时的破坏形态。

高温滤料在袋式除尘中的应用及性能

概述了袋式除尘用滤料的种类,高温滤料的性能特点及应用;介绍了高温滤料的物化性能指标和除尘效果指标;对4种国产高温除尘滤料如聚苯硫醚滤料、玻璃毡、美塔斯、氟美斯滤布的性能进行了对比;指出高温滤料是最有应用前景的袋式除尘用滤料,国产袋式除尘用高温滤料的质量有待提高,应完善其产品应用的标准化、专业化,进一步降低成本,开发复合非织造滤料。

超高性能混凝土纤维—基体黏结性能测试与机理分析

为研究超高性能混凝土纤维-基体黏结性能,通过单根纤维拉拔试验得到纤维拔出应力-位移曲线,并研究界面参数对纤维黏结性能的影响;通过扫描电镜观察、比较拔出纤维表面和端部形貌,发现钢纤维被拔出后,端部和表面黏结大量"球状"碎屑,且表面有"切削"痕迹,当钢纤维体积掺量为2%、埋入深度为3mm时,拔出纤维表面附着的碎屑密度最大,纤维-基体黏结强度最佳;结合混凝土拉伸本构模型,计算理论拉伸强度σ_(c1),并通过配制相应的混凝土,利用单轴拉伸试验测得试验拉伸强度σ_(c2),比较发现,其误差范围为5%±2%。

聚丙烯纤维混凝土板火灾后性能变化规律研究

通过模拟火灾现场材料表面实际升温曲线,对普通混凝土板及不同掺量聚丙烯纤维混凝土板进行火灾实验,结果表明:不同于高性能混凝土中常出现的高温爆裂现象,普通混凝土在经历高温与冷却的过程后,内外部温度梯度应力使其出现很大的裂缝。而通过掺加聚丙烯纤维可有效地缓解裂缝宽度,降低高温对普通混凝土的损伤。同时,通过测试高温前后混凝土板底面及侧面回弹值发现,由于混凝土板内部与侧面温度值在空间内分布不同,进而造成混凝土材料回弹值的损失也不一样,使得混凝土板残余力学性能呈空间分布,且与温度场有着直接的关系。

不同钢纤维含量对超高性能混凝土弯曲性能的影响

为了研究钢纤维含量对超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,简称UHPC)性能的影响,进行了立方体抗压、轴心抗压、弹性模量和四点弯曲试验研究。试验结果表明:随着钢纤维含量的增加,UHPC抗压强度增大,弹性模量略有提高,试件具有良好的受压变形性能。随着钢纤维体积含量的增加,UHPC的弯开裂荷载、极限荷载显著提高。当钢纤维体积含量从1.5%增加到3.0%时,开裂荷载提高了24.62%,极限荷载提高了31.83%。通过选取荷载-位移曲线上几个特征点,定量分析了钢纤维含量对UHPC弯拉性能的影响,发现考虑尺寸效应修正后的弯拉开裂强度均高于7 MPa,大弯拉变形状态下弯拉强度为开裂强度的1.24~1.52倍,增加钢纤维体积含量,有利于增强UHPC的弯拉性能。

纤维对含粗骨料超高性能混凝土高温性能的影响

为了探究改善超高性能混凝土(UHPC)高温性能的措施,从力学性能、质量损失、超声检测等方面研究了纤维(不掺纤维、单掺钢纤维、混掺钢纤维与合成纤维)对UHPC高温性能的影响。结果表明:当纤维掺量增加时,UHPC的工作性与抗压强度均随之下降,抗折强度则先升后降;随着目标温度的升高,UHPC的残余抗压强度先升后降,损伤逐步加重;纤维的加入可以延缓裂缝的发展,混掺钢纤维与合成纤维可以有效改善UHPC高温爆裂行为。

颅神经减压垫片的物理性能

采用不同规格的涤纶复丝,利用编织解脱法制得的高卷曲度纤维制备10种颅神经减压垫片.通过减压性能测试,客观评价减压垫片,再结合临床医生的主观评价,研究各种样品的物理性能,并建立减压垫片的纺织专业表征与生物医用要求之间关系,形成综合客观评价指标M值.结果表明:8#样品的物理性能最好,其M值与主观评价结果相符,因此,可采用M值来综合评价减压垫片的物理性能.

表面活性剂改性高强度钢纤维混凝土及应用效果

针对传统桥梁混凝土存在韧性不足,易发生脆性断裂的问题,提出一种新型表面改性剂纤维混凝土的制备。试验对混凝土水胶比、表面改性剂溶液含量进行优化,将优化后的混凝土用于下承式拱桥梁施工中,确定其实际应用性能。结果表明,在水胶比为0.18,含量3%表面改性剂溶液条件下制备的混凝土性能最佳,此时混凝土抗压强度约为121 MPa,初裂强度和抗拉强度分别为7.26、8 MPa,极限拉应变为5.06%,能量耗散为33.76 kJ/m^(3);直拉力学试验得出,通过改性改善了纤维和基体的界面粘接,表现出良好的粘接性能,将该纤维混凝土用于下承式拱桥时,表现出良好的荷载能力。

碳纤维/环氧树脂复合材料高速冲击性能

采用树脂传递模塑(RTM)工艺制备碳纤维/环氧树脂复合材料,通过空气炮冲击实验研究树脂韧性和碳纤维类型对复合材料抗高速冲击性能的影响,并对高速冲击后的试样进行压缩性能测试,研究高速冲击损伤对复合材料剩余压缩性能的影响。结果表明:树脂的韧性可以降低复合材料遭受高速冲击时的内部损伤程度,大幅提高复合材料的抗高速冲击性能和冲击后剩余压缩性能;T700S碳纤维增强复合材料抗高速冲击性能优于T800H碳纤维增强复合材料;复合材料的破坏模式与冲击速率有关,冲击速率较低时,复合材料弹击面出现圆形凹坑,背弹面出现鼓包;冲击速率较高时,复合材料弹击面出现圆形通孔,背弹面出现沿纤维方向撕裂断口。

我国超高分子质量聚乙烯纤维的检测手段及发展现状

根据国内主要超高分子质量聚乙烯纤维制造商产品的测试结果,论述了国产该纤维的主要性能及其与国外同类产品的质量差距,论述了目前我国各生产厂家及相关检测机构在强度、模量、断裂伸长、耐磨性、蠕变率、分子质量等纤维主要性能测试中存在的问题,提出了解决建议,同时指出了我国在超高分子质量聚乙烯纤维应用方面与国外的差距.

防割类安全与防护用纺织品的研究及应用现状

总结防割类安全与防护用纺织品的研究及应用现状。分析了织物实现防割性能的途径。介绍了三种防割类标准的测试方法和评价指标,包括欧标BS EN388、美标ASTM F-1790和国际标准ISO 13997。从纤维材料、纱线结构及纱线线密度、织物组织结构、织物面密度和紧度等几个方面,分析了对防切割性能的影响。指出了目前防割类产品在应用中存在的不足。认为:后期防割类产品不仅要实现防割面料的功能性,更要兼顾服用舒适性,实现亲肤性、透气性及舒适度的重点突破。

CF80高强钢纤维井壁混凝土力学特性研究

为了改善高强井壁混凝土的脆性特征,配制出了CF80高强钢纤维井壁混凝土,并对其基本力学性能和三轴抗压强度进行了试验研究。试验结果表明:在混凝土中加入20～40 kg/m3钢纤维,抗拉强度值可提高47.0%～68.3%,明显地改善高强混凝土的脆性特征;钢纤维掺量的改变对高强混凝土的立方体抗压强度和轴心抗压强度影响不大,对弹性模量和泊松比几乎没有影响;三轴抗压试验表明,钢纤维的加入能够提高试件破坏的峰值应变和残余强度,显著改善试件的破坏形态。因此,高强钢纤维混凝土能够满足深井高强井壁对混凝土高性能特性需求。