Damage Action of Alkali-resistant Glass Fiber in Cement-based Material

The compressive strength and flexural strength with the same strength class cement mortar of the alkali-resistant glass fiber cement mortar were tested in standard and hot-water curing condition, and the damage mechanism of alkali-resistant glass fiber was studied. The interaction mechanisms of the chemical erosion and physical injury in different curing conditions were studied in order to summarize the damage mechanism of alkali-resistant glass fiber in cement-based materials, and chloride diffusivity coefficient and porosity of cement mortar were tested in the different curing conditions. The experimental results are that the strength of cement based materials and fiber cement slurry interface zone were closely related, and heat curing could accelerate the hydration of cement, but inevitably enlarge the defect.

双层玻璃纤维网格增强环氧砂浆单面加固砌体墙抗震性能试验研究

为研究双层玻璃纤维网格增强环氧砂浆单面加固砌体墙的抗震性能,对两个高度为1200 mm、宽度为1600 mm、厚度为240 mm的砌体墙进行低周往复试验。试验结果表明:1)双层玻璃纤维网格增强环氧砂浆抗震加固技术切实可行,加固后的墙体破坏形态由脆性转为延性;2)加固后能够降低裂缝扩展速率,减小裂缝宽度;3)显著提高了墙体承载力与变形能力,峰值荷载约提高了91.5%,开裂荷载约提高了20.4%,墙体开裂位移提升了20.0%;4)加固墙体的滞回曲线更加饱满优良,可恢复性变形增加,残余变形更小。本文成果可为砌体墙的加固工程提供一定的借鉴与参考。

蒙烯玻璃纤维布的电加热性能研究

蒙烯玻璃纤维布是一种采用化学气相沉积技术将石墨烯薄膜包覆在玻璃纤维表面制成的复合材料,其电加热性能表现优异。为了研究蒙烯玻璃纤维布电加热性能,推动其在航空、航天、风电等领域的应用,对呈现不同面电阻阻值的蒙烯玻璃纤维布进行了电加热性能的测试。结果表明,在宏观层面上,蒙烯玻璃纤维布颜色均匀,无明显色差,编织丝束间呈方形孔,且孔径均一,分布均匀,单丝纤维直径7.5μm,其中单束丝束共有312根单丝,丝束间方孔间距在430.27~438.34μm,捻度控制在70捻左右;在微观层面上,通过场发射环境扫描电子显微镜(SEM)可以看到石墨烯均匀的覆盖在纤维布丝束表面,无起皮、包覆不完全、褶皱等现象,其单丝表面光滑洁净,而拉曼光谱仪(Raman)观察到了石墨烯明显的2D和G峰。通过施加直流电研究蒙烯玻璃纤维布的电加热性能,当施加相同的电压时,面电阻越低,升温速率越快,电加热温度稳定值也越高;在270 V直流电压下,150Ω/的蒙烯玻璃纤维布的电加热温度可以快速稳定在543℃,升温速率可达185.1℃/s;而对于面电阻较大的蒙烯玻璃纤维布来说,相同电压下温度稳定值和升温速率均呈大幅下降趋势,且不同面电阻规格的蒙烯玻纤布的面电阻与电加热温度呈负相关;在不同额定电压下的电加热性能显示,施加在蒙烯玻纤布上的输入电压与电加热温度呈正相关。

海水环境下GFRP筋与低碱混凝土界面黏结性能研究

针对GFRP筋在低碱耐腐蚀水泥基体环境下界面黏结性能的时变规律进行研究,采用中心拉拔试验方法测定了GFRP筋-矿渣硫铝酸盐水泥(G·SAC)混凝土、GFRP筋-硅酸盐水泥(OPC)混凝土在淡水和人工海水环境下养护30 d、90 d和180 d的界面黏结强度,并利用扫描电子显微镜(SEM)及pH计分析了孔溶液浸泡后GFRP筋微观结构的劣化过程及水泥基体孔溶液pH值的变化规律。结果表明:在淡水环境下,GFRP筋-G·SAC混凝土界面黏结强度随养护时间的增加而提高,但GFRP筋-OPC混凝土的黏结强度逐渐降低;在海水环境下,G·SAC基体碱度进一步降低,且海水对其强度发展有促进作用,GFRP筋-G·SAC混凝土在海水中的黏结强度较淡水增长较快。

耐碱玻纤的优选及其对高性能混凝土性能的影响

通过碱溶液浸泡和胶砂强度试验,从8种耐碱玻纤中优选出了1种综合性能相对较好的耐碱玻纤,在此基础上,研究了耐碱玻纤的体积掺量(0、0.05%、0.10%、0.20%、0.40%、0.80%)和养护制度(蒸汽养护56 h、标准养护7 d)对C80、C95高性能混凝土工作性和力学性能的影响。结果表明:TS耐碱玻纤在碱溶液中浸泡96 h后表面无裂痕,且掺TS耐碱玻纤胶砂的28 d抗折、抗压强度相对较高;随着TS耐碱玻纤掺量的增加,C80、C95混凝土的工作性和抗压强度下降,抗折强度基本呈增大趋势;蒸汽养护试件的抗压、抗折强度比标准养护试件的高。

耐碱玻纤增强海水海砂混凝土力学性能研究

采用海水、海砂分别替代淡水、河砂制备了海水海砂混凝土(SSC),研究了耐碱玻璃纤维(GF)掺量和粉煤灰掺量对SSC抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,并基于灰色关联理论建立了双因素影响下的抗压强度和劈裂抗拉强度预测模型。结果表明:与普通混凝土相比,SSC的7 d抗压强度较高,28 d抗压强度较低;单掺粉煤灰或GF时,随着相应掺量的增加,试件的抗压强度和劈裂抗拉强度基本先增大后减小;与单掺粉煤灰相比,单掺GF对SSC抗压强度和劈裂抗拉强度的提高效果较好;复掺GF与粉煤灰时,当GF、粉煤灰的掺量分别为0.24%、10%时,对SSC抗压强度和劈裂抗拉强度的提高效果最显著;建立的NSGM(1,3)灰色预测模型的精度较高,SSC的28 d抗压和劈裂抗拉强度的预测值与试验值的平均相对误差分别仅为2.969%和0.708%。

浅析耐碱玻璃纤维网格布耐碱断裂强力保留率测定影响因素

耐碱断裂强力保留率是耐碱玻璃纤维网格布工程应用的一个重要指标。本文分析了试件制备、耐碱液浸泡和断裂强力测定等环节的影响因素,提出了检测操作步骤,以减少耐碱玻璃纤维网格布断裂强力数据的变异性,提高耐碱断裂强力保留率检测结果的准确性。

短切纤维增强水泥基胶凝材料力学性能研究

为了改善油气井固井用硅酸盐水泥石的性能,通过测试水泥浆工程性能、水泥石力学性能及渗透性,结合SEM和XRD分析其微观结构及水化产物,探讨了两种纤维在增强水泥石力学性能方面的耐温耐久对比及作用机制。结果表明:1.0%的纤维对水泥浆工程性能促进效果最好;90℃下,玄武岩纤维耐温耐久性能较差,在水泥基体中被完全腐蚀,促进水泥水化产物及微裂缝的生成同时增强了水泥石强度,28 d后,水泥石抗压强度相比于空白样提高了16.71%;同龄期下,相比于空白样,耐碱玻璃纤维水泥石抗压强度降低了9.88%,抗折与抗拉强度分别提高了33.43%和23.17%,弹性模量降低了32.38%。表明耐碱玻璃纤维虽然一定程度上抑制了强度的发展,但其能够在水泥基体中稳定存在并能限制微裂缝的产生及扩展,拔出过程中消耗了大量能量,从而提高了水泥石的韧性。

织物经纬向对硅橡胶制品成型工艺及力学性能的影响

对比涤纶针织布、涤纶网眼布、玻璃纤维布3种织物及其与硅橡胶复合材料的经纬向性能,分析织物经纬向对硅橡胶制品成型工艺和力学性能的影响。结果表明:3种织物的纬向拉断伸长率均大于经向拉断伸长率;织物/硅橡胶复合材料的力学性能主要由织物提供,纬向拉断伸长率大于经向拉断伸长率,在小变形时经向拉伸力大于纬向拉伸力;加入织物的复合材料的收缩率显著降低,纬向收缩率大于经向收缩率;利用涤纶针织布纬向的大变形,可实现异形制品表面织物无搭接成型;利用织物纬向变形可解决玻璃纤维布/硅橡胶制品长度方向易弯折的问题;增加织物后中空P形结构硅橡胶制品的经向压缩力大于纬向压缩力。在硅橡胶制品结构、模具和工艺设计时,为保证制品的质量一致性,应充分考虑织物经纬向。

GRC模板的抗碱性能及耐久性能试验研究

为了研究玻璃纤维增强水泥(glass fiber reinforced cement,GRC)永久性模板中的玻璃纤维网格布在使用过程中的抗碱性能和耐久性问题,本文综合运用了传统的GRC加速老化试验法和专门针对玻璃纤维网格布耐碱性能试验的NaOH溶液浸泡法,同时使用常温清水浸泡法进行对比试验.通过试件在不同溶液中浸泡不同龄期后的抗折强度发展趋势和抗折强度保留率的对比,对墙体混凝土中的普通硅酸盐水泥水化过程中产生的Ca(OH)2对模板中的玻璃纤维的侵蚀影响进行了分析,并据试验结果对玻璃纤维在水泥基体中长期性能降低的原因和机理进行了探讨.研究成果表明,对一般建筑物在50 a的设计使用年限内,因耐久性问题而影响使用的可能性很小.

耐碱玻璃纤维混凝土的配合比设计

为解决耐碱玻璃纤维防腐蚀问题,基于最紧密堆积理论,提出了混凝土配合比设计的新方法:在保证粗、细集料处于最紧密堆积的状态下,减少混凝土中的水泥用量.粉煤灰作为细集料早期填充混凝土的空隙,后期发挥胶凝材料的作用,其掺量可达30%以上,并且同时可以保证混凝土的早期强度不降低.耐碱玻璃纤维应用在这种富含活性混合材料的混凝土中既可以提高混凝土的抗拉强度又能够保证纤维不被腐蚀.

耐碱玻纤混凝土抗折强度测定及不确定度评定

为了测定耐碱玻璃纤维混凝土的抗折强度并分析其不确定度及纤维体积率对混凝土抗折强度的影响,选择耐碱玻璃纤维体积率为0%0,.6%,0.8%,1.0%的100 mm×100 mm×400 mm混凝土抗折试件进行试验。试验在MTS810材料试验机上进行,通过三分点加载测定其抗折强度,分析混凝土抗折强度试验中影响试验结果不确定的因素和来源,并按照JJF 1059-1999标准的要求,对合理玻璃纤维掺量试件的抗折强度的不确定度进行分析和评定。结果表明:耐碱玻璃纤维的掺入改变了混凝土抗折破坏形式,不同纤维体积率的混凝土抗折强度较普通混凝土依次提高了18.87%,21.64%,23.24%。综合考虑各方面因素确定耐碱玻璃纤维混凝土合理玻璃纤维掺量为0.6%;通过对试件抗折强度测定的不确定度评定,表明数学模型中自由度及测量的重复性是引入测量结果不确定度的主要因素;建议在进行同类试验时,试件尺寸应尽量大,从而可增大跨距,以减小剪力对测量结果的影响。

耐碱涂层对GRC材料显微结构和力学性能的影响

为提高玻璃纤维增强水泥(GRC)材料的耐久性和降低GRC产品的成本,以溶胶-凝胶工艺在普通硅酸盐E-玻璃纤维上涂覆一层BaO-TiO2-SiO2系耐碱膜.该涂层能有效阻挡60℃的1 mol/L NaOH溶液、80℃的饱和Ca(OH)2溶液和80℃的水泥浸出液至少144 h的加速强碱侵蚀,显示出优异的耐碱性.涂层后的普通硅酸盐E-玻璃纤维增强水泥其力学性能得到了有效提高,使用寿命得以延长.对GRC材料的显微结构研究表明,耐碱涂层改变了玻璃纤维和水泥基体间的界面性质.

高掺量粉煤灰对GFRC改性的可行性研究

采用 5 0℃恒温水浴加速老化的试验方法 (加速老化龄期分别为 3d、7d、14d、2 8d、6 0d和 90d) ,从宏观力学性能的角度研究了采用粉煤灰、纯硅酸盐水泥与耐碱玻纤复合取代低碱水泥与耐碱玻纤复合制备GFRC制品的可行性问题。研究结果表明 ,采用粉煤灰、纯硅酸盐水泥与耐碱玻纤复合的技术是可行的。根据粉煤灰试件的后期强度与试件老化后玻纤表面的形貌分析结果 ,粉煤灰的最佳掺量为 6 0 % ,粉煤灰掺量过高时 ,后期强度开始降低 ;粉煤灰掺量过低时 ,耐碱玻纤就存在化学腐蚀的可能。

纤维高性能混凝土工作性能与韧性的试验研究

目的揭示高耐碱玻璃纤维[ARGF(H)]与混杂纤维对高性能混凝土工作性能与弯曲韧性的影响,以拓展它们的结构用途.方法参照国际上先进的试验方法和标准,按不同的纤维掺量设计了多组玻璃纤维、钢纤维(SF)以及混杂纤维混凝土试件,进行了大量工作性能、含气量、抗压强度和弯曲韧性的试验.结果掺加纤维对高性能混凝土的工作性能、抗压强度无明显影响,钢纤维和混杂纤维均可明显提高混凝土的韧性.结论玻璃纤维对混凝土的韧性有一定的提高,与钢纤维混杂可充分发挥SF提高韧性及ARGF(H)抵抗收缩裂缝的功效,在实际工程中具有性能与成本的优势.

耐碱玻璃纤维网格布检测方法比较

通过对涉及玻璃纤维网布标准的分析和其耐碱性试验方法的比较,建议玻纤网布耐碱性试验方法需进一步统一和明确。

耐碱玻璃纤维在道路混凝土中的应用研究

为了研究耐碱玻璃纤维在水泥基体中的腐蚀情况,采用了加速腐蚀试验方法。通过在水泥浆中添加粉煤灰或硅灰提高耐腐蚀性的研究表明:在水泥基体中添加30%以上的粉煤灰或者掺加10%硅灰能有效地改善耐碱玻璃纤维的耐腐蚀性。应用最紧密堆积法进行耐碱玻璃纤维混凝土配合比设计,不仅可以掺入大量的粉煤灰以降低水泥基体的碱度,而且能大幅度地提高混凝土的抗折性能,它的劈压比可以提高1/8～1/6;由此制得的耐碱玻璃纤维混凝土与普通混凝土相比,具有抗折性能高、耐磨性好、收缩小等特点。

新型BaO-TiO_2-SiO_2耐碱涂层在波特兰水泥中的稳定性

本文以扫描电镜、X射线荧光分析仪、二次中性粒子质谱仪和X射线衍射仪研究了以溶胶-凝胶法制备的BaO-TiO2-SiO2系涂层在波特兰水泥中的稳定性．结果表明，涂层能在较长时间内防止80℃的饱和Ca（OH）2溶液和波特兰水泥浸出液对基玻璃的侵蚀．以涂层的E-玻璃纤维增强水泥体，可有效地提高GRC材料的耐久性．

高性能纤维的耐碱性能研究

研究了芳纶、玄武岩纤维以及玻璃纤维的耐碱性能,分析了3种纤维分别在65℃、80℃、95℃的氢氧化钠溶液中,经不同时间的腐蚀后,3种纤维的力学性能以及其质量的变化情况。结果表明:芳纶的耐碱性能最优,断裂强力和断裂伸长保持率最大,玄武岩纤维其次,玻璃纤维最差,因此芳纶比玄武岩纤维和玻璃纤维更适合用于碱性环境中。

玻璃纤维与聚合物复掺改性水泥砂浆的研究

在固定水灰比为0.4条件下,对比了玻璃纤维、聚乙烯醇乳液单掺与复掺时对水泥砂浆抗折、抗压强度的影响,同时研究了复掺情况下玻璃纤维的表面状况及其耐碱腐蚀能力。结果表明,玻璃纤维与聚合物乳液复掺时,水泥砂浆的抗压强度和抗折强度较聚合物单掺都有小幅度增加,在纤维掺量为水泥质量的1.0%、聚灰比为7.5%时,玻璃纤维聚合物水泥砂浆的柔性最大,纤维-聚合物复掺能够使其性能得到进一步改善,效果优于两者的单掺效果。通过耐碱性试验及扫描电镜分析探讨了玻璃纤维与聚合物乳液复掺时对纤维耐碱性能的影响,结果表明,两者复掺可有效填充水泥基材料内部的宏观与微观缺陷,提高界面过渡区的密实程度。