冲击荷载作用下改性聚丙烯纤维高强珊瑚混凝土的动力特性

利用100 mm分离式霍普金森压杆装置对改性聚丙烯纤维高强珊瑚混凝土进行冲击压缩试验,分析了三种不同纤维掺量的改性聚丙烯纤维高强珊瑚混凝土试样的动态压缩强度、变形特性及吸能性能。结果表明:不同纤维掺量的改性聚丙烯纤维高强珊瑚混凝土的动态抗压强度、破碎状态、韧性指数等均具有明显的应变率效应。随着纤维掺量的增加,改性聚丙烯纤维高强珊瑚混凝土的破坏程度逐渐减轻,峰值应变增大,韧性指数逐渐增大,能量吸收也呈现上升趋势。改性聚丙烯纤维的掺入能够有效增强增韧并降低珊瑚混凝土的脆性破坏特征。

聚丙烯纤维改性多孔生态混凝土的制备及性能研究

以玄武岩碎石为天然粗骨料,废弃混凝土为再生粗骨料,聚丙烯纤维为增强相,制备了不同聚丙烯纤维掺杂量的多孔生态混凝土,探究了聚丙烯纤维的掺杂量对多孔生态混凝土的物理性能、微观形貌、力学性能及抗冻性能的影响。结果表明,多孔生态混凝土的透水系数和孔隙率呈现出正向线性关系,随着聚丙烯纤维掺杂量的增大,混凝土的透水系数和孔隙率持续降低;适量聚丙烯纤维的掺杂能够在多孔生态混凝土中形成均匀致密的网格结构,当聚丙烯纤维的掺杂量为3%(体积分数)时,混凝土的致密度最高。随着聚丙烯纤维掺杂量的增大,混凝土的抗折强度先增大后降低,抗压强度先快速增大后缓慢增大。在28 d龄期下,当聚丙烯纤维的掺杂量为3%(体积分数)时,混凝土的抗折强度达到最大值4.68 MPa,对应的抗压强度为14.68 MPa。经历100次冻融循环后,当聚丙烯纤维的掺杂量为3%(体积分数)时,混凝土的质量损失率最低为2.17%,相对动弹性模量最高为84.81%,抗冻性能最佳。因此,聚丙烯纤维的最佳掺杂量为3%(体积分数)。

复合盐侵蚀-干湿耦合作用下聚丙烯纤维混凝土抗盐蚀性能试验研究

将聚丙烯纤维(PP纤维)以不同体积掺量(0、0.1%、0.2%、0.3%)掺入混凝土中,以纤维掺量、复合盐溶液浓度、干湿循环次数为变量,开展PP纤维混凝土试件在不同浓度复合盐溶液(MgSO_(4)+NaCl)浸泡与烘干耦合作用下的宏-微观腐蚀劣化试验,探究PP纤维混凝土在新疆南疆盐渍土环境下的抗腐蚀性能变化规律。结果表明:(1)PP纤维在混凝土内部的“桥接”作用延缓了试件表面砂浆层的剥蚀速率,抑制了试件表层及内部微裂缝的产生与扩展,减少了有害孔隙的生成数量。(2)PP纤维的掺入提高了混凝土抵抗复合盐侵蚀的能力,随着复合盐溶液浓度的增大,纤维掺量为0.2%试件的相对动弹性模量波动幅度和质量损失率均比其他掺量试件的小,其宏观耐久性能表现最好。(3)复合盐溶液侵蚀下,PP纤维混凝土发生物理结晶腐蚀和化学腐蚀破坏,膨胀性腐蚀产物主要是钙矾石(AFt)和石膏,合理掺量的PP纤维减小了腐蚀产物的生成空间,减轻了混凝土的腐蚀劣化程度,这与试件宏观耐久性能评价指标的变化规律一致。研究成果可为PP纤维混凝土在南疆盐渍土地区实际工程中的应用提供参考依据。

多尺度聚丙烯纤维改性混凝土及性能研究

针对混凝土的耐久性问题,提出用两种细尺度聚丙烯纤维(FF1、FF2)和一种粗尺度聚丙烯纤维(CF)对混凝土进行改性,并分析改性后的混凝土性能。实验结果表明,在侵蚀环境下,掺入0.5kg·m^(-3)FF1和5.5kg·m^(-3)CF的试件质量增长率最多,为2.56%;掺入0.5kg·m^(-3)FF1、0.5kg·m^(-3)FF2和5.0kg·m^(-3)CF的试件抗压强度最高,为41.24MPa;硫酸盐侵蚀作用的主要产物为钙矾石,主要为膨胀应力和结晶应力破坏混凝土内部结构,降低混凝土性能。因此,多尺度聚丙烯纤维改性混凝土能够有效缓解SO_(4)^(2-)对混凝土的侵蚀速度,减小质量损失和强度下降。本实验制备的多尺度聚丙烯纤维改性混凝土具有良好的抗压强度和耐腐蚀性,耐久性能良好。

聚丙烯纤维长径比对再生透水混凝土改性研究

研究聚丙烯纤维长径比对再生透水混凝土的性能影响,选用直径分别为31、450μm的2种纤维,采用28 d抗压强度、劈裂抗拉强度、连续孔隙率、透水系数以及耐磨性能试验评价长径比对再生透水混凝土性能影响。结果表明:再生集料对透水混凝土28 d抗压强度有增强作用,但其他性能均小于新集料混凝土;2种纤维长径比对再生透水混凝土28 d抗压强度、透水性能存在较大甚至相反的影响规律,对劈裂抗拉强度与耐磨性能存在相似的影响规律,均为先提升,后降低。除透水性能外,聚丙烯细纤维与粗纤维最佳长径比分别为378、100时,对应长度分别为12、45 mm。

再生聚丙烯纤维和丁苯胶乳复合改性对混凝土性能的影响

采用再生聚丙烯纤维(RPF)和丁苯胶乳(SBR)复合对混凝土进行改性,通过混凝土抗压、抗拉和抗弯强度,以及5%浓度盐酸溶液浸泡下90 d试样的质量损失率和强度损失试验,研究RPF和SBR复合对混凝土基本力学性能和耐久性的影响。试验结果表明,RPF和SBR复合改性能显著改善混凝土的力学性能和酸性溶液浸泡下的耐久性能,RPF和SBR的最优掺量分别为1%和15%,此时混凝土的抗压强度为42.19 MPa,劈裂抗拉强度为4.95 MPa,抗弯强度为4.80 MPa,5%浓度盐酸溶液浸泡下90 d试样的质量损失率为4.05%,强度损失率为9.98%。

玄武岩-聚丙烯纤维混凝土孔隙结构分形维数及力学性能研究

本文基于试验探讨了玄武岩-聚丙烯纤维对混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,并利用光学方法的分形模型计算混凝土孔隙结构的分形维数。试验结果表明:混杂纤维能够提高混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度,当玄武岩纤维(BF)和聚丙烯纤维(PF)含量各为0.05%时,混杂纤维的协同效应最强,抗压强度和劈裂抗拉强度的最大增量分别为5.97%和8.46%,然而当纤维含量过高时,混杂纤维会对试件力学性能产生不利影响。玄武岩-聚丙烯纤维增强混凝土(BPFRC)的孔隙结构表现出明显的分形特征,其分形维数在2.297~2.482范围之间。分形维数与孔隙率和间距系数具有很强的相关性,随着孔隙率的增加而显著降低,随着间距系数的增加而增加。分形维数还与抗压强度和劈裂抗拉强度具有正相关关系。因此,孔隙结构的分形维数可用于评价混凝土的微观孔隙结构,也可以反映孔隙结构的复杂性对混凝土宏观力学性能的影响。

碳纳米管-碳纤维复合改性混凝土力学性能研究

碳纳米管-碳纤维复合增强体(CNTs-CF)是一种在碳纤维(CF)表面引入碳纳米管(CNTs)构筑而成的新型纤维材料。按照利用CNTs-CF作为跨尺度增强组分对混凝土进行改性的思路,制备出五种CNTs-CF体积掺量(0%、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%)的碳纳米管-碳纤维复合改性混凝土(CCMC),测试了CCMC的抗压强度、抗折强度、折压比(抗折强度与抗压强度的比值)及破坏形态等性能指标,进而结合扫描电镜(SEM)图像,分析了CNTs-CF对混凝土基本力学性能的增效机理。结果表明:掺加适量的CNTs-CF有利于混凝土抗压强度和抗折强度的提升,并且CNTs-CF在混凝土基体中的体积掺量存在相对最佳值。与未配置CNTs-CF的普通混凝土相比,当CNTs-CF体积掺量为0.3%时,CCMC的抗压强度提高了8.79%,抗折强度提高了27.76%。在本试验的纤维掺量范围内,CCMC的折压比随CNTs-CF体积掺量的增加呈现出递增趋势,提高幅度为8.47%~19.16%。掺入CNTs-CF后,混凝土的脆性破坏特征有所减弱,在受荷失效时,其仍可保持较好的完整性,坏而不散、裂而不断。CNTs-CF的表面粗糙程度和比表面积显著增大,较CF表现出更加优越的强韧化效应,构成CNTs-CF的CNTs和CF可分别在纳米、微米层级上发挥各自的改性优势,同时又可相互协同、互为补充,改善混凝土材料的微观结构,从而对其力学性能进行有效强化。

纤维复合胶粉改性混凝土的弹性模量与强度的相关性

通过正交试验研究分析了纤维、胶粉以及硅粉复合改性混凝土的抗压强度和弹性模量,分析了纤维复合胶粉改性混凝土抗压强度与弹性模量的关系。研究表明:聚丙烯纤维复合胶粉改性混凝土的抗压强度与弹性模量符合Ec=0.278fc+19.209线性关系,相关性十分显著;正交试验四个参数对混凝土的抗压强度和弹性模量的影响主次顺依次为胶粉掺量、硅粉掺量、纤维掺量、纤维长度,且胶粉能明显减小抗压强度和弹性模量;硅粉对混凝土抗压强度的增强效应在其掺量为2.5%时最佳。

玻璃纤维增强聚丙烯复合材料界面改性研究

研究了聚丙烯 (PP)微粒与马来酸酐 (MAH)在紫外线辐照下进行接枝反应。考察了单体MAH的用量、辐照时间等对接枝率的影响 ,以及接枝率与复合材料弯曲强度和冲击韧性的关系。通过IR、DSC和力学性能测试表明 ,在紫外线辐照下可实现PP -MAH固相接枝 ,而且接枝PP含量的提高使复合材料的弯曲强度和冲击韧性得到改善。

表面改性剂对植物纤维/聚丙烯复合材料力学性能的影响

采用不同的表面改性剂 (苯甲酸、硬脂酸、有机硅烷 )对植物纤维 /聚丙烯复合体系进行了处理 ,研究了表面改性剂对体系力学性能的影响规律 ,探讨了复合材料界面粘接机理 ,分析了力学性能的变化规律。研究结果表明 ,苯甲酸的加入可以使复合材料的拉伸强度有较大提高 ,但冲击强度下降 ;经硬脂酸处理的复合材料 ,其冲击强度有明显提高 ;经有机硅烷处理的复合材料 ,拉伸强度及冲击强度均有所提高。

聚丙烯(PP)纤维表面改性及其在混凝土中的应用

混凝土中加入纤维可以大大增强混凝土的强度,其中聚丙烯纤维增强混凝土复合材料以其优异的性能正得到越来越广泛的应用,研究发现聚丙烯纤维的表面微观结构及其与水泥界面之间粘接力的强弱是影响复合材料性能的重要因素。综述了近年来聚丙烯纤维的表面改性及其在混凝土中的应用。

聚丙烯纤维和有机乳液复合改性脱硫建筑石膏

掺加聚丙烯纤维对脱硫建筑石膏进行物理改性,研究纤维掺量及掺加工艺对脱硫建筑石膏力学性能的影响;掺加有机乳液对脱硫建筑石膏进行化学改性,研究脱硫建筑石膏的耐水性能,并构建乳液防水物理模型;研究聚丙烯纤维和有机乳液对脱硫建筑石膏性能的复合改性效果,利用扫描电镜进行微观形貌分析,对聚丙烯纤维和有机乳液的复合改性作用机理进行讨论.试验表明,经过聚丙烯纤维和有机乳液的复合改性作用,脱硫建筑石膏的性能指标为:抗折强度8.57MPa,抗压强度10.14MPa,24h吸水率6.01%(质量分数).

改性聚丙烯纤维对混杂纤维混凝土抗冻性能影响

在纤维总体积率为1%的条件下,进行了混杂纤维混凝土抗冻性能试验研究。试验结果表明,掺加钢纤维和改性聚丙烯纤维能有效提高混凝土表面抗剥落能力,在一定程度上提高了混凝土的的抗冻性能。其中,掺加0.3%改性聚丙烯纤维和0.7%钢纤维的试件的抗冻性能明显优于1%钢纤维的试件及0.5%改性聚丙烯纤维和0.5%钢纤维的试件。

改性聚丙烯纤维混凝土抗渗性能的试验研究

通过对两种不同纤维掺量的混凝土试件和普通无纤维混凝土试件抗渗试验的对比,研究了水泥基纤维混凝土的抗渗机理及性能特点,发现掺入改性聚丙烯纤维后混凝土抗渗性能的改善效果与纤维掺量有关,在一定范围内,掺量越大,效果越佳,但同时会降低混凝土的坍落度。

改性聚丙烯纤维混凝土抗冻性能试验研究

通过对掺改性聚丙烯仿钢丝纤维和聚丙烯混杂纤维(改性聚丙烯仿钢丝纤维和聚丙烯纤维)混凝土进行"快冻法"试验,比较不同纤维掺量组合的混凝土经历预定冻融循环次数后的质量损失、动弹性模量以及相对动弹性模量,研究改性聚丙烯纤维及混杂纤维对普通混凝土抗冻性能的影响。试验结果表明:掺入改性聚丙烯仿钢丝纤维有助于增加混凝土的冻融循环使用寿命,提升混凝土的抗冻性能;而且混杂纤维的抗冻效果好于单掺改性聚丙烯纤维。

废聚丙烯/废轮胎胶粉/废尼龙短纤维复合材料 Ⅰ.配方

用双螺杆挤出机制备了废聚丙烯/废轮胎胶粉/废尼龙短纤维(WPP/GRT/WSF)复合材料,通过正交实验得出了制备该复合材料的最佳配方,讨论了增容剂用量、氯化聚丙烯的含氯质量分数、GRT用量及其粒径、WSF用量及预处理对该复合材料力学性能的影响。结果表明,制备该复合材料的最佳配方(质量份,下同)是WPP100,GRT30,WSF8,二甲基二硫代氨基甲酸锌、二硫化二苯并噻唑、多乙烯多胺及重油用量依次为0.6,1.2,0.3,2,聚丙烯接枝马来酸酐、氯化聚丙烯用量依次为8,4;在最佳配方下,该复合材料的非缺口冲击强度为25.2kJ/m2,拉伸强度为13.6MPa;GRT用量为30份时,该复合材料的拉伸强度和非缺口冲击强度最大,GRT的最佳粒径为40目;WSF经D法预处理后,提高了该复合材料的力学性能,拉伸强度为16.3MPa,非缺口冲击强度为27.8kJ/m2。

改性聚丙烯纤维砂浆和混凝土的性能试验

试验采用P.P.Kraai提出的砂浆及混凝土干燥收缩裂缝测试方法、混凝土力学性能试验、抗冻等耐久性能试验方法,研究了改性聚丙烯纤维对砂浆和混凝土性能的影响。结果表明,在混凝土中掺入一定量的改性聚丙烯纤维,混凝土的抗压强度略有下降;纤维在混凝土中形成的乱向支撑体系,产生了有效的增强效果,减少了裂缝的产生,提高了混凝土的抗折、抗拉强度,从而改善了混凝土抗裂、抗渗、抗冲击和抗冻等性能。

聚丙烯/木纤维复合材料增强改性的研究

研究了聚丙烯 /木纤维复合材料的机械性能 ,并讨论了相容剂MAH -g -PP(马来酸酐接枝PP)用量对聚丙烯 /木纤维复合材料性能的影响 ,比较了两种工艺路线的优劣性。结果表明 :加入木纤维可改善聚丙烯的拉伸强度、耐热性能 ,木纤维含量达 5 0份时 ,拉伸强度达到最大值 ,而冲击强度和断裂伸长率随木纤维含量增加逐渐减小 ,趋于平缓 ;加入适量MAH -g -PP和选择合理的工艺路线 ,可改善聚丙烯

废聚丙烯/废轮胎胶粉/废尼龙短纤维复合材料 Ⅱ.工艺条件

采用反应挤出方法制备了废聚丙烯 /废轮胎胶粉 /废尼龙短纤维 (WPP/GRT/WSF)复合材料 ,讨论了螺杆转速、机头温度对WPP/GRT/WSF复合材料力学性能的影响。结果表明 ,当螺杆转速为15r/min ,机头温度为 185～ 195℃时 ,WPP/GRT/WSF复合材料的力学性能达到最佳 ,拉伸强度为13.6MPa ,冲击强度为 2 5 .2kJ/m2 。按照最佳配方和工艺挤出管材的拉伸强度为 4 .6MPa ,冲击强度为5 .4kJ/m2 ,爆破压力为 0 .6