不同砂率及骨料粒径对塑性混凝土断裂韧度的影响

为研究不同砂率和骨料粒径对塑性混凝土断裂韧度的影响,开展了塑性混凝土力学性能测试和三点弯曲切口梁断裂试验,分析了不同配合比塑性混凝土物理力学韧度和表观形态,揭示了不同砂率和骨料粒径塑性混凝土断裂韧度的演化规律。结果表明:不同砂率和骨料粒径下的塑性混凝土强度和断裂韧度变化过程差异明显,随着砂率由45%增大至85%,塑性混凝土强度和断裂韧度在骨料粒径为0~5 mm时均下降明显,5~10 mm时均呈上升趋势,但断裂韧度上升幅度较低;骨料粒径为10~20 mm时,试件强度的变化规律与5~10 mm时相似,总体呈上升趋势,随着砂率由45%增大至85%时断裂韧度先下降后上升;同一配合比条件下塑性混凝土强度、特征荷载和断裂韧度随骨料粒径变化的变化规律较一致。

超高性能海水海砂混凝土的组成设计与纤维增强增韧

基于单纯形重心设计法对超高性能海水海砂混凝土(ultra-high performance seawater sea-sand concrete,UHPSSC)进行了配合比设计优化,并研究了短切超高分子量聚乙烯纤维(ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)和钢纤维对UHPSSC工作性能和力学性能的影响.结果表明:在综合考虑UHPSSC的流动度、抗折强度和抗压强度的情况下,胶凝材料组成的最优配比确定为水泥、硅灰、粉煤灰的质量比为0.75∶0.15∶0.10.随着短切纤维掺量的增加,UHPSSC的流动度逐渐降低,抗折强度、抗压强度和弯曲韧性均逐渐增加.UHMWPE纤维对UHPSSC流动度的影响程度更大,而钢纤维对力学性能的提升效果更明显.随着UHMWPE纤维体积分数的增加,UHPSSC的弯曲破坏模式逐渐由脆性破坏转变为韧性破坏.当UHMWPE纤维掺量为1.0%时,二次峰值荷载会高于初裂荷载.此外,当同时混掺钢纤维和UHMWPE纤维时,UHPSSC的流动度略有下降,抗折强度、抗压强度及弯曲韧性均大幅提高.本研究成果可为UHPSSC的设计和工程应用提供一定的参考.

高强韧珠光体球墨铸铁的研究

在球墨铸铁成分优化基础上,用万能材料试验机、布氏硬度计和金相分析显微镜研究了球墨铸铁经多元合金化、型内孕育处理和等温正火后的组织和和性能。结果表明:经Cu、Mo、Sb多元合金化和型内孕育处理的球墨铸铁,其铸态和等温正火处理后的组织明显改善,共晶团数目增加,基体组织细化,石墨球形态圆整、细小,珠光体数量增多,比例均大于90%,力学性能显著提高。与未合金化的球墨铸铁比,Cu,Mo,Sb多元合金化的球墨铸铁,其铸态和等温正火处理后的屈服强度R_(0.2)、抗拉强度R_(m)和硬度HB分别提高了25%、20%,47%、17%,41%、11%,达到502、620 MPa,811、975 MPa,256HB、298HB,伸长率A均大于6%。

海水海砂混凝土无尺寸效应拉伸强度与断裂韧度的确定

海水海砂混凝土(seawater sea sand,SSC)在岛礁和临海工程建设中有广阔的应用空间。海洋环境下,混凝土容易开裂,严重影响结构耐久性。为确保该新型混凝土在海洋环境下的安全服役,对SSC的断裂力学性能研究以及断裂参数的合理确定至关重要。然而采用传统方法,基于线弹性断裂理论确定的断裂参数,由于未考虑材料非均匀性的影响,不可避免存在尺寸效应。鉴于此,本文利用基于边界效应的非线性断裂理论,考虑材料的非连续性与非均匀性,确定SSC的真实断裂参数。配制最大骨料粒径d max为10和20 mm的海水海砂混凝土,分别进行高度为100和200 mm的三点弯曲梁试验,初始缝高比为0.1~0.7;并用淡水、河砂等质量替代海水、海砂配制普通混凝土(ordinary Portland cement,OPC)作为对照组进行试验。基于边界效应模型,通过引入混凝土平均骨料粒径,得到了SSC的真实无尺寸效应拉伸强度f_(t)及断裂韧度K_(IC),进而结合正态分布分析确定两断裂参数的均值以及具有95%保证率的上下限值,并利用得到的拉伸强度成功预测任意尺寸条件下SSC试件的极限荷载。结果表明:相同骨料级配下,与普通混凝土相比,海水海砂混凝土断裂截面上骨料断裂的比例更高,SSC的拉伸强度及断裂韧度高于OPC;随着最大骨料粒径的增大,SSC和OPC骨料断裂的比例均减小,其断裂韧度K_(IC)均增加,f_(t)降低。所提模型及相关结果可为海水海砂混凝土实际工程设计提供参考。

液料对砂型打印强度的影响研究

研究了树脂加入量、固化剂加入量、固化剂酸度对3D打印砂型强度的影响,试验表明:(1)树脂加入量小于8%时,砂型强度随加入量增加明显提升,超过8%时强度开始呈下降趋势,实际生产中综合强度、发气量及成本等要求,适宜的树脂加入量为2.2%左右;(2)随着固化剂加入量增加,砂型强度先逐渐升高,当加入量为12%时强度达到峰值,随着加入量的不断增加,强度开始下降;(3)固化剂酸度的最佳范围为28左右,固化剂酸度过低过高都会影响打印砂型强度。

高温焙烧表面净化对型砂强度的影响

测量了焙烧前后硅砂的耗酸值,采用透射电子显微镜对其表面进行了观察,并与呋喃树脂混合,测量型砂强度的变化。结果表明,高温焙烧可以净化硅砂的表面,使硅砂的耗酸值降低。与新砂相比,焙烧砂与呋喃树脂混合后,砂粒间的粘结强度增高。

提高SLS覆膜砂铸型(芯)强度的措施

分析了影响覆膜砂铸型（芯）烧结强度的因素，详细地讨论了提高选择性激光烧结（ＳＬＳ）覆膜砂铸型（芯）烧结强度的各种措施。从烧结方式上探讨了如何既提高ＳＬＳ制件强度、又保证制件的成形速度和精度的问题。

壳型铸造法的现状与发展

介绍了壳型铸造法的现状，从覆膜砂质量控制、增强增韧等方面对壳型铸造法的发展趋势进行了分析和综述。

铝铸件用无污染高溃散性动物胶粘结剂的研究

介绍了以动物胶为主要原料,制备铝铸件用无污染、高溃散性铸造粘结剂的方法,研究了不同的反应条件对粘结剂应用性能的影响,给出了制备无污染、高溃散性动物胶粘结剂的最佳工艺条件和路线。试验表明,改性后的粘结剂砂具有强度高、溃散性好等优点,不含苯、酚、醛、硫等有毒有害物质,对环境无污染,是一种理想的铸造粘结剂。

注塑成型条件对聚甲醛制品冲击性能的影响

用精密注塑机加工成型聚甲醛制品,考察了注塑成型条件如注射压力、注射时间、冷却时间、模具温度、后处理条件等对制品冲击性能的影响,找到了最佳工艺条件,制得了冲击性能优良的聚甲醛制品.由扫描电镜观察、结晶度测定和X射线衍射分析表明,聚甲醛制品的冲击韧性与其局部缺陷、裂纹、结晶度、晶粒大小等有关.只有改善制品的均匀性,减少局部缺陷的产生,控制结晶度和晶粒大小在适当范围,才能制得冲击性能优良的制品.

微注射成型HDPE制品的结构和力学性能

采用微注射成型技术制备了两种不同分子量的高密度聚乙烯(HDPE)制品,考察了不同分子量制品的微结构和力学性能.拉伸测试结果表明:与低分子量的HDPE制品相比,高分子量制品的拉伸强度提高了77.5%,同时断裂韧性也增大至低分子量的2倍.综合利用差示扫描量热法(DSC),广角X射线衍射(WAXD),小角X射线散射(SAXS)和扫描电子显微镜(SEM)对制品的微结构进行表征,进一步建立了结构-性能的关系,其中拉伸强度较高主要由于制品内分子链和片晶取向程度的增加;此外,制品内shish结构和shish-kebab结构数量的增加也有助于拉伸强度的提高,而制品韧性较高则归因于强的交联网络的形成.

新型动物胶粘结剂CO_2吹气硬化工艺

为了满足铸造生产中造型、制芯的要求,需要开发一种无毒、无污染、高强度、高溃散性的铝合金铸件用的冷芯盒新型动物胶粘结剂.采用环保节能的CO2冷芯盒法研究这种粘结剂,该粘结剂是由动物胶、淀粉、醇在催化剂的作用下经过化学反应得到的.通过一系列优化试验确定的最佳工艺参数为:新型动物胶粘结剂加入量为3.0%,促硬剂Ca(OH)2粉末加入量为1.25%,吹气量为0.6 m3/h、吹气时间为1 min.该工艺使砂型5 min后,抗压强度达到0.55 MPa,24 h后抗压强度达到4.2 MPa,其性能稳定,满足了生产要求.

砂胶比对碳纤维增强水泥砂浆力学性能的影响

本文对碳纤维水泥浆体和砂浆的强度和韧性进行了研究。试验结果表明,碳纤维能显著提高水泥浆体的强度和韧性。碳纤维在砂浆中的作用明显低于在净浆中的作用,并且随着砂胶比的增加,碳纤维对砂浆的强度和韧性的改善作用是降低的。

型砂高温性能检测方法及其仪器的现状和发展

型砂的高温性能决定了其在浇注条件下的状态,高温性能不良会导致其在浇注时产生变形、开裂、断芯等,直接降低铸件质量及成品率。为预防上述缺陷的发生,开发型砂高温性能检测方法及其相关仪器至关重要。为此,首先回顾了近几十年来国内外有关湿型砂、树脂砂等型砂高温性能的检测方法及其相关仪器的检测原理;随后介绍了目前型砂特别是树脂砂试样形状及尺寸对高温性能检测结果的影响;最后在指出国内外现有高温性能检测仪不足的基础上,对新型树脂砂高温性能检测仪器的开发提出了建议。

湿砂型铸铁件的砂孔和渣孔缺陷——湿砂型铸铁件缺陷讲座(二)

湿砂型铸铁件产生砂孔和渣孔缺陷的主要原因是:(1)芯头或砂台的间隙偏小;(2)浇注时铁液清渣不良;(3)砂型表面耐铁液冲刷性能较差;(4)脱模剂使用不当;(5)手工开挖浇注系统;(6)型砂强度和韧度欠佳。对影响型砂强度和韧度的因素进行了分析,并提出改进方向。

型砂残留强度值测定的冷却方式

冷却方式中包括有炉冷和空冷两种,通过实验对比了炉冷和空冷对型砂残留强度值测定的影响,认为炉冷的方式更接近于铸型实际的冷却情况,得到的结果能更好地评价溃散剂真实的溃散效果,因而在以后的溃散性实验中应采用炉冷的冷却方式。

负压实型铸造砂型强度及型壁移动的影响因素

研究了影响负压实型铸造中砂型强度及型壁移动的工艺因素及其影响规律．结果表明：提高真空度或增加吃砂量都可以提高砂型内部压力而使其强度提高，并减少型壁移动；砂型侧面压力远远低于正面压力，通过振动可以提高砂型的侧面压力而有利于砂型在水平方向上的充填；实验得出的真空度、吃砂量与砂型内部压力、型壁位移及由液体产生的外部压力之间的定量关系，为制定铸造工艺参数以消除铸件冲砂缺陷、提高铸件尺寸精度提供了依据．

石碴、电厂生物质燃料余灰复掺对水泥基材料性能影响的研究

对石碴等质量取代40%河砂、电厂生物质燃料余灰取代部分水泥,通过压制成型的方法制备水泥基材料进行了研究,探索了在石碴掺量固定的前提下,同时掺加电厂生物质燃料余灰对水泥基材料强度、吸水率、抗冻融性能的影响规律。研究结果表明,在石碴取代40%天然河砂的前提下,水泥基材料的强度随水泥被电厂生物质燃料余灰取代量的逐渐增加而先增加后降低,吸水率则呈逐渐增大的变化趋势;在抗冻融性方面,一定掺量范围内,石碴、电厂生物质燃料余灰复掺制备的水泥基材料满足GB/T 50082-2009中D25抗冻等级指标要求,并对其机理进行了分析。

毛乌素沙地砂替代率对高强混凝土抗压强度实验研究

通过单因素实验,在水胶比、砂率和外加剂掺量不变的情况下,研究不同沙地砂替代率对高强混凝土抗压强度的影响规律,并利用其应力-应变曲线进一步研究沙地砂替代率对高强混凝土抵抗变形能力和韧性的影响。研究结果表明,沙地砂替代建筑用砂配制高强混凝土是可行的,沙地砂高强混凝土中沙地砂的最优替代率为0%~40%。

溶剂对砂型强度的影响

分析了涂料中常用的无毒性或低毒性载液——乙醇、异丙醇、自来水、石油醚、松节油、汽油、四氯化碳,研究结果表明,乙醇、异丙醇、自来水和石油醚对泡沫塑料无影响,可用来作为转移涂料的载液;石油醚、松节油、四氯化碳和汽油四种溶剂在型砂造型好后,溶剂迁移对型砂固化后强度影响小。