纤维对超轻质水泥基复合材料抗压性能的影响

超轻质水泥基复合材料(ULCC:ultra lightweight cement composite)是一种新型复合材料。通过对超轻质水泥基复合材料抗压性能的试验研究,分析了掺入不同体积含量(0.5%,1.0%)的聚乙烯醇(PVA:Polyvinyl alcohol)纤维和钢纤维(ST:Steel)及养护龄期对其抗压性能的影响。结果表明,掺入0.5%体积含量的PVA纤维之后密度没有明显的变化,而加入1.0%体积含量的PVA纤维或钢纤维可较明显地提高ULCC的密度;加入纤维可以有效提高ULCC的早期抗压强度,尤其是3 d条件下的强度,并且加入PVA纤维时强度最高可增大66.7%,加入ST纤维时强度最高可增大77.8%;掺入1.0%体积掺量的PVA纤维或者是ST纤维对其极限压应变有较明显的增大作用,并且加入纤维后可提高ULCC的塑性变形能力。

超轻质水泥基复合材料基本力学性能

为探究超轻质水泥基复合材料(ultra lightweight cement composite,ULCC)的基本力学性能及应力-应变曲线本构关系.以粉煤灰空心微珠为唯一轻质微集料,以水泥和硅灰为胶凝材料,以高效减水剂和减缩剂为外加剂,配制了钢纤维体积掺量为1%,表观密度介于1 250~1 550 kg/m3,轴心抗压强度介于47.9~70.0 MPa的4种不同密度等级的ULCC.对其分别进行单轴抗压和单轴抗拉试验,分别研究了ULCC的轴心抗压和轴心抗拉力学性能,测得了ULCC材料轴心抗压强度、轴心抗拉强度、弹性模量、泊松比及单轴抗压和单轴抗拉应力-应变曲线.结果表明:ULCC的抗压强度、抗拉强度和弹性模量均随密度的增加而增加; ULCC的轴心抗压强度和弹性模量与密度呈较强线性相关性.轴心抗拉试验结果表明ULCC抗拉应力-应变曲线关系呈现明显的峰后平台段,ULCC材料具有良好的拉伸变形能力.根据试验测得的ULCC单轴抗压和单轴抗拉应力-应变全曲线,建立了ULCC单轴抗压和单轴抗拉的分段式应力-应变本构方程.研究成果可为ULCC结构的设计和非线性有限元计算提供理论依据.

纤维对超轻质水泥基复合材料抗弯性能的影响

超轻质水泥基复合材料(ULCC)是一种新型复合材料。通过对超轻质水泥基复合材料抗弯性能的试验研究,分析了掺入不同体积含量(0.5%,1.0%)的聚乙烯醇(PVA)纤维和钢纤维(ST)对其抗弯性能的影响。结果表明,在掺入同种纤维的情况下,1.0%体积掺量纤维掺入时,极限弯拉强度和试件吸收能量的能力都有明显的提高;在掺入同样体积掺量纤维的情况下,掺入PVA纤维时的极限弯拉强度要小于掺入钢纤维时的极限弯拉强度;1.0%体积掺量PVA纤维的掺入可以更好的提高水泥基体的抗弯抗韧性能;在保证荷载降低到同样水平的条件下,钢纤维的掺入可以在一定程度上加大试件的最终跨中挠度,掺入1.0%体积掺量纤维时,掺入钢纤维时的最终跨中挠度值要比掺入PVA纤维时高534.86%。

轻质玄武岩纤维高延性水泥基复合材料研制及导热性能研究

高延性纤维增强水泥基防火材料(FR-ECC)具有遇火不燃性、高温不分解有毒气体、耐久性良好、延性高、抗裂性能好等优点,近年来得到了广泛关注和研究。常规FR-ECC的制备采用有机纤维为增韧组分,而有机纤维在高温条件下纤维分解气化易导致防火材料延性下降,造成开裂失效,制约了FR-ECC的应用。本工作以耐高温性能优异的铝酸盐水泥和玄武岩纤维(BF)作为原材料,设计研发轻质玄武岩纤维水泥基复合材料(LWBF-ECC),并研究该材料高温后力学性能及热学性能的演化规律。试验分析了LWBF-ECC在常温和高温后的干密度变化、物相变化、单轴抗拉强度和抗压强度变化规律,并研究了其在不同过火温度下延性及导热系数的变化规律。研究表明:在常温环境下,LWBF-ECC延性可达0.82%,是常规钢结构表面喷射防火材料的80倍;由于BF耐高温性能优异,高温下仍能充分发挥桥接作用,在过火温度低于400℃时,LWBF-ECC材料拉伸均表现为应变硬化,高温下仍保持一定延性,100、200和400℃时极限应变分别为0.78%、0.32%和0.18%;随着温度升高,LWBF-ECC干密度降低,孔隙率升高,同时导热系数下降,高温下胶凝材料水化物转变和结晶水损失导致水泥含量越多,质量损失越大,干密度降低越明显。

轻质超高韧性水泥基复合材料试验研究

通过掺入玻化微珠配制轻质超高韧性水泥基复合材料,研究了玻化微珠掺量对复合材料密度、强度、弹性模量及拉伸特性的影响。结果表明,随着玻化微珠掺量的增加,超高韧性水泥基复合材料的密度逐渐减小,抗压强度和拉伸弹性模量逐渐降低,极限抗拉强度先降低后提高,极限抗拉应变逐渐增大。当玻化微珠掺量为胶凝材料质量的23.5%时,轻质超高韧性水泥基复合材料密度为1.34g/cm^3,抗压强度为29.84 MPa、拉伸弹性模量为9.3 GPa,极限抗拉应变4.81%,极限抗拉强度4.03 MPa。

改性氧化石墨烯对轻质水泥基复合材料结构及性能的影响

通过改性Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),再采用乙烯基三乙氧基硅烷(VTEO)来改性GO而制备出了改性GO(VGO),并研究了VGO对轻质水泥基复合材料结构与性能的影响.研究结果表明,VGO能够通过调控水泥水化产物的形状和聚集态结构达到对轻质水泥基复合材料结构中孔的尺寸及分布的调控,获得了孔径及孔分布均匀的微观结构,显著地提高了力学性能;同时,掺有VGO的轻质水泥材料可作为吸附材料用于甲基橙类染料废水的处理,其吸附效率及吸附能力强.

超轻质水泥基混合材料密实度和力学性能研究

研究了在超轻质水泥基混合材料中加入消泡剂后对其密实度和表观质量的影响,以选择消泡剂的合理掺量。并利用此合理掺量,对其进行抗压性能的试验研究,分析了掺入不同体积含量(0.5%,1.0%)的聚乙烯醇(PVA)纤维对其抗压性能的影响。结果表明,未加纤维与加入0.5%PVA纤维的消泡剂掺入量可选择0.03%和0.05%。掺入0.5%体积含量的PVA纤维之后密度没有明显的变化,而加入1.0%体积含量的PVA纤维可较明显地提高ULCC的密度;对于本试验,加入纤维可以有效提高ULCC的早期抗压强度,尤其是3d龄期条件下的强度;纤维的掺入还可以提高ULCC的极限压应变和塑性变形能力。

高强和超高强水泥基复合材料中微集料效应的实验研究

将高强和超高强水泥基材料的抗压强度和孔结构参数对比，证明在掺活性混合材的高强和超高强水泥基材料中明显存在微集料效应。微集料效应的存在可以弥补孔结构缺陷给强度带来的负面影响。微集料效应的发挥是ＤＳＰ类超高强水泥基复合材料高强产生的重要原因之一。

水泥基复合材料保温板的生产与应用

水泥、添加剂、超轻骨料、混合材、玻璃纤维网格布和水是进行水泥基复合材料保温板生产的原材料,需要经过制浆、搅拌、碾压、挂浆、养护、切割等多个步骤才能制成一块合格的保温板。水泥基复合材料保温板有很多特点,如防火性能高、保温隔热性能好、不容易摔碎变形、无毒无害并且使用时间较为长久。因为水泥基复合材料保温板的发展前景比较好,本文将对水泥基复合材料保温板的生产与应用进行简要的分析与阐述,希望能够对建筑行业有所帮助。

不同比例脱钙骨基质颗粒和骨水泥复合物修复兔股骨骨缺损

背景:新近研究表明骨水泥诱导成骨能力较差、在体内降解过慢,其单独应用的效果并不理想。因此,需要对其进行改型,希望研制出一种能克服上述缺点的新型材料运用于临床。目的:观察脱钙骨基质颗粒、丙烯酸树脂骨水泥复合物填充修复股骨骨缺损的能力,从而确定该复合材料的最佳配方。设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2008-05/09在重庆医科大学动物实验中心完成。材料:将脱钙骨基质颗粒和丙烯酸树脂骨水泥按不同质量比例(2∶8,3∶7,4∶6,5∶5,6∶4)构成复合材料。方法:在新西兰大白兔双侧股骨制备骨缺损填充模型,将各比例复合材料植入骨缺损处,以单纯丙烯酸树脂骨水泥材料作为对照。主要观察指标:对复合材料和单纯材料进行扫描电镜观察及生物力学测试。在术后4,8,12周时进行大体标本观察、组织病理学、X射线片观察,比较其修复填充骨缺损的能力。结果:脱钙骨基质颗粒与丙烯酸树脂骨水泥质量比在3∶7～6∶4的范围内,复合材料中存在较多100μm以上的裂隙,当质量比小于3∶7时,材料内部的大部分间隙<100μm,质量比大于6∶4时两种材料不能有效地凝固在一起。随质量比的增加,材料抗压极限强度递减,各组数据经方差分析,差异具有显著性意义(P<0.05)。在各时间点大体标本观察、组织病理学、X射线片观察显示骨缺损填充部位均有不同程度新骨形成。12周时脱钙骨基质颗粒与丙烯酸树脂骨水泥质量比在4∶6时骨结合率最高。结论:随着脱钙骨基质颗粒质量比的增加,孔隙越丰富而材料力学强度逐渐降低。脱钙骨基质颗粒与丙烯酸树脂骨水泥质量比为4∶6时修复低承重部位松质骨的骨缺损效果较好。

初始缺陷对非均质SFRCC单向受拉特性影响细观分析

初始缺陷会对钢纤维增强水泥基复合材料(SFRCC)的力学性能产生较大影响。通过参数化语言,建立了由钢纤维、水泥砂浆基体及界面过渡区构成的二维SFRCC模型,布置了界面、砂浆、表面和三处同时存在的四种初始缺陷类型,并结合Weibull分布函数建立非均质模型,模拟了不同初始缺陷下非均质SFRCC试件单轴拉伸破坏的过程。结果表明:不同类型初始缺陷对不同平均方向效应系数SFRCC材料抗拉强度影响程度不同;探究了不同类型初始缺陷对SFRCC材料细观单元力学性能的影响;揭示了非均质SFRCC材料存在不同初始缺陷时的拉伸损伤过程及破坏机理。

钢筋桁架轻质ECC-混凝土叠合板抗火性能试验研究

轻质ECC-混凝土叠合板具有自重轻、延性高、抗裂性好等优点,具有良好的应用前景,但其抗火性能存疑。为初步探明轻质ECC-混凝土叠合板的抗火性能,对1块混凝土叠合板、4块轻质ECC-混凝土叠合板以及1块轻质ECC叠合板进行了火灾试验,又对其中的混凝土叠合板及1块轻质ECC-混凝土叠合板进行了火灾后抗弯试验,重点分析其火灾行为、火灾损伤及火灾后的受力性能。试验结果表明:轻质ECC爆裂风险明显高于混凝土,但具有优越的隔热性能,若不发生爆裂,可大大降低试件温度,实现良好的防火保护效果;钢筋桁架对爆裂具有一定的抑制作用,钢筋桁架的钢筋间距越大,钢筋桁架对爆裂的抑制效果越差;底板ECC层越薄,爆裂程度越轻;高温爆裂导致轻质ECC-混凝土叠合板的刚度和延性折减明显,但由于受火时间较短,材料退化程度有限,轻质ECC-混凝土叠合板的极限承载力较混凝土叠合板仅降低3.85%。

Capacity of bone induction of compound material of decalcified bone matrix combined with rhBMP-2 and impregnated with bone cement

AIM:To analyze bone inductive capacity of the compound material of decalcified bone matrix combined with rhBMP 2 and impregnated with bone cement.METHODS:To assess the experimental study, histological and Masson’s methods were used.RESULTS:The effects of compound material on the induction of bone formation were investigated in NIH mouse models.It was observed that in the with rhBMP 2 group, mesenchymal cells gathered in the implanted material at the 7th day postoperation,chondrogenesis were found at 14 to 21 days after implantation,new bone formation were observed at about 21 to 28 days after surgery and the DBM particles were absorbed by the new generated tissues gradually.CONCLUSIONS:The compound material of DBM combined with rhBMP 2 and impregnated with bone cement could induce the proliferation and migration of mesenchymal tissues that could be differentiated into cartilage and formed new bone finally.The new bone could absorb DBM particles gradually.The compound material had fair capacity of bone induction.

中国建材总院两项行业标准通过审查

近日，全国水泥制品标准化技术委员会在嘉兴主持召开了由中国建材总院主编的《水泥基复合材料保温板》《钢框架轻质混凝土复合屋面板》两项行业标准审查会，