聚合物水泥混凝土复合材料结构形成机理及性能

聚合物水泥混凝土复合材料作为高性能材料 ,在建筑业正在引起巨大的影响 ,应用日益广泛 .本文论述了聚合物水泥混凝土复合材料的形成机理和性能 .

聚合物水泥混凝土复合材料的研究

用通用型不饱和聚脂树脂与助剂 ,制得聚合物水泥混凝土复合材料 [1 ,2 ] 。探讨了本范围各种配合料对聚合物水泥混凝土复合材料凝结时间、强度的影响 ,拌合工艺对其性能的影响 。

水泥基纤维复合材料与混凝土的黏结性能试验研究

为了实现对老旧混凝土结构快速修补的目的,以磷酸镁水泥代替普通硅酸盐水泥,制备了一种高性能水泥基纤维复合修补材料,并以黏结抗拉强度、抗折强度和抗剪强度为评价指标,考察了其与混凝土结构之间的黏结性能。试验结果表明:混凝土的界面粗糙度越大,水泥基纤维复合材料与混凝土之间的黏结抗拉强度、抗折强度和抗剪强度值均先增大后减小,当界面粗糙度为3.5 mm左右时,黏结性能可达到最佳;混凝土基体强度越大,水泥基纤维复合材料与混凝土之间的黏结抗拉强度、抗折强度和抗剪强度值就越大,黏结性能越好。试验制备的水泥基纤维复合材料与混凝土之间的黏结性能较好,能够满足老旧混凝土结构修补施工的需求。

应变硬化水泥基复合材料增强钢筋混凝土构件受弯性能试验研究

设计了1组钢筋混凝土梁构件(RC)和3组应变硬化水泥基复合材料增强钢筋混凝土梁构件(U-10、U-30、U-50),研究了应变硬化水泥基复合材料层厚度(0、10、30、50 mm)对构件受弯性能的影响。结果表明:与RC构件相比,U-10、U-30和U-50构件的承载能力分别提高了16.5%、34.8%和61.0%;在加载过程中,纵向钢筋先屈服,然后应变硬化水泥基复合材料增强层开始承担荷载,且增强层表面出现众多细小裂缝,此后,部分细小裂缝局部化,增强层韧性逐渐丧失,承载能力下降,并最终保持与钢筋混凝土基梁一致。

RTP-PVA混杂纤维的工程水泥基复合材料干缩性能试验研究

为研究回收轮胎聚合物(recycled tyre polymer,RTP)和聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)混杂纤维对工程水泥基复合材料(engineered cementitious composites,ECC)干缩性能的影响,对RTP-PVA混杂纤维总体积分数为2.0%的ECC进行流动性、直接拉伸和干缩试验,并分析混杂纤维作用机理和干缩计算模型.结果表明:RTP纤维替代率为12.5%~50%对ECC流动性影响不大,比单掺PVA纤维的ECC流动性降低1.09%~3.69%.ECC的抗拉强度随RTP纤维替代率的增加而降低,不同比例的混杂纤维比单掺PVA纤维的ECC抗拉强度降低了23.6%~56.6%.不同比例混杂纤维ECC干缩率曲线趋势相近,7 d时干缩率为28 d时的80.92%~82.77%.ECC的干缩率随RTP纤维替代率的增加而降低,28 d时不同RTP纤维替代率的混杂纤维比单掺PVA纤维的ECC干缩率降低了0.80%~2.09%.RTP-PVA混杂纤维可在ECC中协同发挥作用抑制基体干缩,结合试验结果得到适合RTP-PVA混杂纤维ECC的指数型干缩预测模型.

玻璃砂超高性能水泥基复合材料的制备及性能

为实现超高性能水泥基复合材料(ultra-high performance cementitious composite,UHPCC)的可持续性和环保性,以玻璃砂替代UHPCC中的河砂,制作玻璃砂超高性能水泥基复合材料(glass sand ultrahigh-performance cementitious composite,GS-UHPCC),通过开展力学性能试验,探讨不同玻璃砂替代率和玻璃砂粒径对GS-UHPCC抗压、抗折性能的影响,定量表征GS-UHPCC的弯曲韧性和能量吸收能力,并通过X射线衍射和扫描电镜试验,分析了玻璃砂的增韧机理.结果表明,以平均粒径为0.27 mm的玻璃砂替代河砂,当体积替代率为40%时效果最好,替代后GS-UHPCC在养护28 d时的抗压强度相较于未掺时提升了17.0%,抗折强度提升了14.8%,能量吸收能力最优,微观结构致密,水化反应最为完全.本研究得出的最优玻璃砂替代率与粒径,可为GS-UHPCC的应用提供可行性支持.

仿生高韧水泥基复合材料制备技术及增韧机理

为了提升混凝土基体的韧性,基于贝壳珍珠层独特“砖-泥”结构,采用水泥石与有机聚合物制备出具有仿生“砖-桥-泥”结构的高韧水泥基复合材料.通过三点弯曲试验、扫描电子显微镜及有限元模拟方法研究了仿生水泥基材料的抗折强度、韧性及增韧机理.结果表明,相较于传统水泥的脆性断裂模式,仿生水泥基材料表现出明显的延性断裂特征,包括峰后曲线渐进下降、跨中挠度大幅增加等.基于有机聚合物的多尺度桥接-伸展效应,仿生水泥基材料内部呈现明显的裂纹偏转及分支现象,体现了仿生“砖-桥-泥”结构的内外协同增韧机制.仿生水泥基材料能够在保证95%抗折强度的基础上,将水泥基体的韧性提高179.45%,可为解决混凝土增韧降脆问题提供新的技术路径.

适合矿井防治水的水泥基化学复合材料研究

深层煤矿井开采过程中极易出现巷道涌水等事故,为了解决传统水泥基支护材料硬脆性强、韧性差以及抗渗能力弱的问题,以醋酸乙烯酯和聚乙烯醇为主要原料,在乳化剂OP-10和SDS的作用下,制备了一种改性聚合物乳液PVEA-1,并将其与水泥、粉煤灰、砂和PVA纤维等材料相结合,制备出了一种新型水泥基化学复合材料。考察了水泥基化学复合材料的基本物理性能、力学性能和抗渗性能,结果表明,改性聚合物乳液PVEA-1能够有效提高水泥基化学复合材料的流动度和保水率,并且随着PVEA-1加量的不断增大,水泥基化学复合材料的抗压强度逐渐降低,抗折强度先升高后降低,压折比先降低后升高,吸水率逐渐降低。当PVEA-1的加量为8%时,水泥基化学复合材料的综合性能较好,具有较高的韧性和抗渗能力,能够作为深层煤矿井防治水的支护材料使用。

聚合物改性水泥混凝土路面设计

聚合物改性水泥混凝土路面具备诸多优势,可解决传统水泥路面裂缝等质量问题。文中提出了一种聚合物改性水泥混凝土路面设计方案,分析了各项材料选用、指标控制、配合比设计,并对0、5%、10%、15%等不同掺量聚合物条件下的改性水泥混凝土路面性能进行了试验检测。结果表明,掺入聚合物的改性水泥混凝土路面在抗压强度、抗滑性能、耐磨性能等方面均强于素混凝土水泥路面。

聚合物水泥基复合材料的防腐性能研究

聚合物水泥基复合材料具有良好的隔绝和密封性能,是一种性能优异的复合材料。按照各原料(水泥、乳液和水)的比例不同配制几种该材料的浆体,并涂覆至打磨光滑的马口铁板上制成样板,分别对样板进行了常温养护、抗紫外线老化、盐水浸泡和户外暴晒实验,结果表明其具有良好的防腐效果。同时,涂层腐蚀前后物理性能的变化证明其具有良好的耐腐蚀性能。研究结果为该材料在防腐领域的应用提供了依据。

碱激发矿渣粉煤灰地质聚合物力学性能改性及其混凝土性能

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。碱激发矿渣粉煤灰地质聚合物(ASFG)具有早期强度高、耐酸碱等优异性能,但脆性大、韧性差等缺陷影响其推广应用。为改善ASFG的性能且拓宽可应用于ASFG改性的矿物掺合料种类,以偏高岭土、沸石粉、膨润土、硅灰石粉、轻质碳酸钙和硅灰六种矿物掺合料作为改性材料,研究了其对ASFG力学性能的改性效果,并确定了硅灰为较佳改性材料。为深入探索硅灰对ASFG力学性能的改善作用,研究了硅灰掺量对ASFG力学性能的影响,并确定了硅灰的较佳掺量。最后,制备了碱激发矿渣-粉煤灰-硅灰地质聚合物混凝土(ASFSGC),并研究了其工作性、准静态力学性能和抗渗性。结果表明:膨润土、硅灰石粉、轻质碳酸钙、硅灰四种矿物掺合料对ASFG的抗折强度具有明显增强效果。硅灰石粉、硅灰两种矿物掺合料对ASFG的抗压强度具有明显增强效果。对ASFG而言,硅灰是一种优质矿物掺合料。随着硅灰掺量的增大,ASFG的力学性能先增大后减小,硅灰的较佳掺量为4%。ASFSGC具有良好的工作性、优异的抗渗性能,且ASFSGC的延性较普通硅酸盐水泥混凝土提高了14.1%。

钢纤维增强聚合物水泥基复合材料界面特性

采用聚丙烯酸酯乳液 (PAE)、苯乙烯 -丙烯酸共聚乳液 (SA )、聚乙烯醇缩甲醛水溶液 (PVFO)对钢纤维增强水泥基复合材料进行改性 ,发现聚合物提高了复合材料的宏观性能如抗弯强度、韧性、纤维与水泥基体界面粘结强度。红外光谱分析表明 ,聚合物加入后其活性官能团与水泥或集料间发生化学健合 ,DSC放热曲线表明 ,加入聚合物后混合物的放热峰值提高 ,验证了红外光谱的结果。通过聚合物与水泥石之间的化学键合强化了钢纤维与水泥基体间界面 ,形成强度。

聚合物水泥复合材料动力性能的研究(英文)

本文研究了聚合物水泥复合材料(PC)的动力性能,其中包括动力刚度(动力弹性模量)、振动状态下的内耗及振动滞后曲线中的弹性与非弹性应变能之比、应力波的传播与衰耗、冲击韧性和耐磨硬度等.并研究了聚合物掺量对动力性能的影响.试验采用普通硅酸盐水泥和铝酸盐水泥,水灰比均为0.3.采用丙烯酸苯乙烯共聚物乳状液,其掺量由0到25%之间变化(重量比).

基于水泥基复合材料的混凝土梁修复加固研究

为改善混凝土梁修复加固效果,文章提出使用钢筋和聚乙烯醇混合纤维增强水泥基复合材料(SPH-ECC)和嵌入式钢筋对钢筋混凝土(RC)梁进行加固。通过四点弯曲试验对上述加固方法的加固效果进行研究,并比较了未加固试验梁和加固试验梁在四点弯曲试验下的破坏模式、荷载-挠度曲线、开裂模式、界面黏结滑移、应变分布的区别。试验结果表明:水泥基复合材料改变钢筋混凝土之间的界面黏结滑移行为,SPH-ECC水泥基复合材料提高了梁的裂缝宽度控制能力。研究结果表明:SPHECC有效改善了混凝土的力学性能,可为混凝土梁修复提供参考。

聚合物-水泥基复合材料相关术语的思考与商酌

从复合材料的定义和命名原则以及知识分类理论的角度讨论了聚合物-水泥基复合材料研究领域相关术语的定义与用法,分析了当前所用一些术语的不足,并对规范该领域的个别术语提出建议。希望业内同行和学术界就其中一些问题展开讨论,以促进聚合物-水泥基复合材料这种新型材料的相关技术术语的规范化和正确使用。

聚合物对水泥基复合材料性能的影响

聚合物与水泥进行合理、有效地复合,开发聚合物水泥基复合材料,是研制高效节能建材的有效途径之一。通过研究不同玻璃化温度、不同pH值的聚合物对水泥基复合材料抗压、抗折强度的影响,得出玻璃化温度存在一个最佳值,碱性的聚合物改性水泥砂浆的力学性能最高。

纤维聚合物水泥基复合材料性能及机理研究

文章采用高性能纤维改良的水泥基复合材料作为防水套管,以泡沫混凝土为活性炭纤维,制备了一种新型复合墙板,研究了复合材料的理论力学性能和隔热性能。结果表明,随着纤维成分的提高,复合墙板的3d、7d、28d抗压强度不断提高,其中,7d、28d抗压强度可达20MPa以上,极限抗压强度荷载指数为9.0,基本相同;现浇箱梁墙的表面导热系数高,为3.20W/m·K,复合墙板的传热系数最小,为0.82W/m·K。

钢纤维增强聚合物水泥基复合材料界面特性

采用聚丙烯酸酯乳液(PAE)、苯乙烯-丙烯酸共聚乳液(SA)、聚乙烯醇缩甲醛水溶液(PVFO)对钢纤维增强水泥基复合材料进行改性,发现聚合物提高了复合材料的宏观性能如抗弯强度、韧性,对纤维与水泥基体界面粘结强度有很大程度的提高.红外光谱分析表明,聚合物加入使其活性官能团与水泥或集料间发生化学键合,DSC放热曲线表明,加入聚合物后混合物的放热峰值提高,验证了红外光谱的结果.通过聚合物与水泥石之间的化学键合强化了钢纤维与水泥基体间的界面层,形成强度、韧性很好的具有"互穿网络"的钢纤维增强复合材料.

具有抗冲耐磨性能的聚合物水泥砂浆复合材料的配制

将水泥砂浆与聚合物等材料以适当比例配制而形成的聚合物水泥砂浆,因其材料组成中有热塑性高分子化合物,在固化剂作用下可形成不溶、不熔硬质的复合材料,此复合材料具有包括抗冲耐磨性能在内的许多优良力学性能。因此,选择合适的材料组成成分并确定其配合比,是实现材料优良性能的先决条件。

氟改性丙烯酸酯对聚合物水泥基复合材料抗老化性能影响研究

分别对氟改性丙烯酸酯乳液和普通纯丙乳液为有机组分的聚合物水泥基复合材料进行紫外人工加速老化试验,并对其进行附着力、抗冲击性和抗弯折性测试。实验结果表明,氟改性丙烯酸酯较普通纯丙乳液拥有更好的抗老化性能。