精梳工艺对混色纱纤维径向混和效果的影响

为探讨精梳工艺对涤粘混色纱纤维径向混和效果的影响,基于纤维成像法观察混纺纱横截面的纤维分布情况,建立了混纺纱横截面纤维径向混和不匀率的数学模型,采用涤粘普梳混纺工艺路线与涤粘精梳混纺工艺路线分别制备两种混纺比的涤粘混色纱,计算两种混色纱的纤维径向混和不匀率。结果表明:涤粘精梳混纺工艺能够显著提高纱线截面内的纤维径向混和均匀性;与涤粘普梳纱相比,涤/粘混纺比为65/35时,涤粘精梳混纺纱的涤纶径向混和不匀率降幅为42.88%,粘胶纤维径向混和不匀率降幅为41.91%;涤/粘混纺比为50/50时,涤粘精梳混纺纱的涤纶、粘胶纤维径向混和不匀率降幅分别为40.57%、39.55%;涤粘普梳混纺工艺对纤维混纺比的控制更加准确。

考虑材料组分影响因素的HP-FRCC流动性能及力学性能

为制备适用于砖墙体面层加固的水泥基复合材料,降低其成本同时保证其力学性能,采用一种高性能纤维增强水泥基复合材料(HP-FRCC)用于砖墙体面加固,进而对HP-FRCC的流动度和力学强度进行研究分析,采用跳桌测试法及抗压抗拉测试,分析不同水胶比、减水剂、石灰石粉、聚甲醛POM纤维掺量制备的HP-FRCC的流动性能和力学性能。结果表明:增大水胶比以及石灰石粉掺量能够改善流动性能,而纤维掺量的增大会导致流动度的降低。当POM纤维掺量为2.5%,石灰石粉掺量为35%~40%时,HP-FRCC力学性能最优,而随着水胶比的提高,力学性能下降,拉伸延性呈现先增后降的趋势。POM纤维与HP-FRCC基体之间存在较强的粘结力,纤维的存在促进抗拉强度以及延性的提高。减水剂掺量为2.0%时强度、拉伸延性最小但流动性能最佳。

基于响应面法的短切玄武岩纤维抹灰砂浆配合比设计

为得到具有最佳力学性能且满足稠度要求的短切玄武岩纤维抹灰砂浆最优配合比,以水胶比、砂胶比、粉煤灰掺量为自变量,以砂浆稠度、抗拉强度、抗压强度、抗折强度为响应目标值,采用响应面法设计Box-Behnke试验,并建立回归模型,实现了满足既定目标稠度为70~110 mm的多目标综合优化,且对所提出的配合比进行验证试验。结果表明:水胶比对短切玄武岩纤维砂浆的稠度和强度有显著影响;最优配合比为水胶比0.35、砂胶比2.0、粉煤灰掺量20%时,其稠度、抗拉、抗压、抗折强度分别为97 mm、1.99 MPa、38.50 MPa、9.59 MPa;对于稠度和抗拉强度,回归模型的预测值和实测值误差低于4%,抗折强度及抗压强度的预测值和实测值误差分别为12%、28%,与玄武岩纤维混凝土抗压强度离散性大的特点一致,验证了响应面法对于短切玄武岩纤维抹灰砂浆配合比优化设计的可行性。

PVA/钢混杂纤维增强水泥基材料(HFRCC)配合比优化及评价方法

将钢纤维、国产PVA纤维和日本PVA纤维按照适宜比例进行配制,不同纤维材料性能相互补充、取长补短,可以更好发挥出混杂纤维增强水泥基材料(HFRCC)的力学性能,有利于其成本控制,具有广泛应用前景。通过正交试验极差结果择优和信噪比S/N稳定性择优两种方法分析粉煤灰掺量、水胶比、砂胶比、钢纤维掺量、国产PVA掺量和日产PVA掺量对混杂纤维增强水泥基材料(HFRCC)抗拉强度和抗弯强度的影响规律,对比两种方法的结果,并建立各因素和响应量之间的回归关系,与和易性工程性能相结合,给出HFRCC的最优配合比。结果表明:信噪比S/N稳定性择优方案更加准确和全面。粉煤灰掺量、钢纤维掺量、国产PVA掺量和日产PVA掺量对HFRCC的响应量影响较大,水胶比和砂胶比影响较小;建立数学模型预测和优选配合比,HFRCC抗拉强度最大可以达到6.36 MPa,抗弯强度最大可以达到13.90 MPa,预测值和试验值之间的相对误差绝对值均接近3%,且和易性能较好。研究结果可以为混杂纤维增强水泥基材料(HFRCC)的制备提供依据。

基于响应曲面法确定玄武岩纤维热再生沥青混合料最佳配合比

在进行沥青混合料配合比设计时,由于掺加两种或两种以上掺合物时,采用马歇尔试验法或正交试验法进行沥青混合料配合比存在不足,为了确定沥青混合料最佳配合比,通过基于响应曲面法中的BBD(Box-Behnken design)法对级配类型AC-13掺加玄武岩纤维、RAP的热再生沥青混合料进行级配优化设计。结果表明,计算优化得出最佳油石比为5.17%、旧料掺量RAP为31.89%及玄武岩纤维掺量0.26%。并通过试验对预测模型进行验证,预测值与实测值模型之间相对误差较小(小于3%),可见BBD法建立的二阶模型具有较好的拟合效果,对再生沥青混合料各掺量配合比设计能进行有效优化,并且最佳各掺量下的玄武岩纤维热再生沥青混合料具有良好的路用性能。

聚丙烯腈纤维废陶瓷再生骨料混凝土力学性能优化研究

为了使掺入聚丙烯腈纤维的废陶瓷再生骨料混凝土力学性能达到最优,选取了废陶瓷骨料掺量、聚丙烯腈纤维掺量以及聚丙烯腈纤维长度3个因素,每个因素合理选取5个水平,设计3因素5水平的正交试验。试验结果表明:当废陶瓷骨料掺量取55%~60%、聚丙烯腈纤维掺量取0.8 kg/m3、聚丙烯腈纤维长度取12 mm时,混凝土抗压强度最佳;当废陶瓷骨料掺量取45%~50%、聚丙烯腈纤维掺量取1.2 kg/m3、聚丙烯腈纤维长度取15 mm时,混凝土抗折强度最佳,均达到了设计的C30强度标准。对试验数据进行极差分析和方差分析,得到各因素对试件抗压强度和抗折强度影响的敏感度顺序以及显著性程度。

再生细骨料制备纤维水泥基复合材料配合比优化及其性能

用再生细骨料制备再生骨料纤维水泥基复合材料(recycled fine aggregates-fiber-reinforced cementitious composites,RFA-FRCC),研究再生细骨料替代率、水胶比和聚乙烯醇(PVA)纤维体积掺量3个因素对RFA-FRCC抗压强度和抗折强度的影响;基于Box-Behnken响应面法对3个因素进行回归分析,优化RFA-FRCC配合比设计,提出系统化的RFA-FRCC配合比设计方法。结果表明:再生细骨料替代率对RFA-FRCC的强度影响最大,水胶比的影响次之,PVA纤维体积掺量的影响最小;当再生细骨料替代率为50%、水胶比为0.284、PVA纤维体积掺量为2.5%时,试件具有最佳的力学性能。微观分析结果表明,再生细骨料的存在并未改变纤维和水泥基体黏结界面的性质。

橡胶/聚酯纤维沥青混合料低温抗裂性能研究

以橡胶粉(RP)、聚酯纤维(PET)、橡维联(TOR)为沥青改性剂,基于响应面模型研究改性剂质量分率对试件低温(-30℃)断裂韧性的影响。利用方差分析(ANOVA)发现,RP和TOR是影响断裂韧性的显著主效应,RP×PET和PET×TOR是影响显著的交互效应,RP^(2)、PET^(2)和TOR^(2)是影响显著的二次效应,这与帕累托图的结果吻合。随着3种改性剂质量分率的增加,试件低温断裂韧性先升高后降低,当橡胶粉质量分率为4%时,平均断裂韧性最高,为40.36MPa·mm^(0.5);当橡维联质量分率为0.8%时,低温断裂韧性最高,为40.16MPa·mm^(0.5)。当橡胶粉与聚酯纤维质量分率分别为4%和0.5%时,试件断裂韧性最高,两者存在协同效应。当橡胶粉、聚酯纤维和橡维联质量分率分别为3.77%、0.52%和0.84%时,试件低温断裂韧性为43.54 MPa·mm^(0.5),实验值为42.67 MPa·mm^(0.5),两者非常吻合。

天然植物纤维再生混凝土的制备与性能研究

为倡导低碳环保,减少建筑、农业废弃物,促进废物再利用,开始推广使用天然植物纤维再生混凝土。植物纤维作为一种轻质、环保、低成本材料将其掺入再生混凝土中可以起到阻裂、增强和增韧作用,采用NaOH溶液和Na_(2)Si0_(3)溶液进行改性,得出改性后天然植物纤维再生混凝土的力学性能规律及天然植物纤维再生混凝土最优配合比的各项参数值,以配制出节能高效、绿色环保的天然植物纤维再生混凝土。

纤维复材浆料流变性能分析及矿混匀质量应用研究

为了提高混匀料场混匀矿质量,制备了高性能碳纤维增强复合材料,考察了SiC_(240)∶SiC_(1200)比值对碳纤维增强复合材料浆料流变性能、密度和断口形貌的影响。结果表明,碳纤维增强复合材料浆料的黏度从大至小的SiC_(240)∶SiC_(1200)比值顺序为:1∶5、1∶2、1∶1、2∶1、5∶1。碳纤维增强复合材料浆料的黏度会随着SiC_(240)∶SiC_(1200)比值减小而增大。随着SiC_(240)∶SiC_(1200)比例从5∶1减小至1∶5,碳纤维增强复合材料的密度从2.62 g/cm^(3)减小至2.06 g/cm^(3)。当SiC_(240)∶SiC_(1200)比例从5∶1减小至1∶5时,由于细颗粒SiC含量增加,碳纤维增强复合材料浆料素坯和原浆料体积百分比呈现增加的趋势。适宜的SiC_(240)∶SiC_(1200)比值为1∶1,此时浆料具有较好的流变性能和较高的密度。

C60聚丙烯纤维混凝土配合比设计与施工控制

结合徐洪河特大桥521号墩A0号块混凝土施工特点,针对C60聚丙烯纤维混凝土配合比的设计与施工控制两方面进行了分析。结果表明:不仅混凝土强度达到设计要求,而且大体积混凝土未出现气泡、水印、砂线、色差、裂缝等外观质量通病,并一次性通过521号墩A0号块混凝土质量检测;掺入聚丙烯纤维后高标号混凝土的抗裂性、耐磨性、抗疲劳性和长期耐久性均显著提高。

聚合物纤维沥青混合料配合比设计与路用性能研究

文章采用Superpave配合比设计方法和基于最紧密状态的均衡设计方法这2种设计方法对纤维沥青混合料进行了配合比设计,并对添加纤维和不添加纤维的2种沥青混合料进行了性能对比分析。研究结果表明:对纤维沥青混合料可同时采用Superpave设计方法和基于最紧密状态设计方法进行设计,需对比分析两者体积参数指标后综合分析确定最终油石比;添加纤维后,沥青混合料各项指标均有提升,其中低温弯曲破坏应变和动态模量提升20%以上,抗压强度和抗压回弹模量等指标提高幅度均在10%以上。

碳纤维改性煤基固废混凝土性能研究

使用煤矸石代替天然骨料,煤气化渣、粉煤灰代替水泥制备混凝土。通过研究不同配合比方案下混凝土的抗压强度、扩展度与凝结时间,分析不同因素对混凝土性能的影响,确定最佳混凝土配合比。在此基础上采用碳纤维优化煤基固废混凝土性能,提出碳纤维体积率为1.5%情况下碳纤维改性煤基固废混凝土性能最优。

碳纤维/涤纶三维机织复合材料的拉伸性能

为研究碳纤维/涤纶复合材料中各组分纤维体积含量对复合材料纵向拉伸性能的影响,通过改变碳纤维与涤纶的混合比例,设计了5种纱线并对其织制的复合材料板材拉伸性能进行研究。结果表明:混杂纤维增强复合材料的拉伸断裂过程与增强纤维各组分的拉伸强度、断裂伸长关系密切;随着涤纶含量的增加,试样的断裂伸长率逐渐增加;抗拉强度、拉伸弹性模量均与涤纶的含量呈三次方的关系;试样的抗拉强度和拉伸弹性模量均产生了明显的混杂效应。

用显微镜法分析涤棉混纺纱的混纺比

通过显微镜法与二组分法对涤棉混纺纱混纺比的对比测试 ,分析了涤棉混纺纱中两种纤维的混和均匀性和纤维分布 ,成纱截面纤维根数与纤维细度、长度、体积质量之间的关系 ,并用回归分析法分析了显微镜法和二组分法测试的涤棉混纺纱的混纺比 ,结果表明 :二组分法试验涤纶纤维净干重量混纺比与显微镜法试验涤纶纤维根数混纺比呈显著正相关。采用显微镜法测试涤棉混纺纱的混纺比弥补了二组分法不能测试少量试样的不足。

大豆蛋白纤维混纺纱混纺比与拉伸性能的关系

为了研究大豆蛋白纤维混纺纱的混纺比与拉伸性能的关系,对各种不同混纺比例的大豆蛋白纤维涤纶纤维混纺纱、大豆蛋白纤维棉纤维混纺纱的拉伸性做了测试分析,并与传统的简化模型做了对比。结果表明:大豆蛋白纤维棉纤维混纺纱的混纺比与强度之间的关系并不符合简化模型,主要是由于混纺纱中两种纤维的交互作用所产生,交互作用越大,差异越大;大豆蛋白纤维涤纶纤维混纺纱、大豆蛋白纤维棉纤维混纺纱的断裂强度和断裂功随混纺比的变化关系基本一致。

混炼参数对短纤维-橡胶复合材料性能的影响

混炼参数是短纤维-橡胶复合材料制备过程中重要的工艺参数,直接影响着短纤维的补强性能。通过实验对比分析了填充系数、上顶栓压力、冷却水温度、转子转速和短纤维添加份数5个混炼参数对短纤维-橡胶复合材料混炼过程和硫化胶物理机械性能的影响。结果表明随着填充系数、上顶栓压力等参数的增加,混炼过程中消耗的最大功率、单位能耗等不断增加,而硫化胶的物理机械性能则有最佳值。当填充系数为0.6,上顶栓压力为0.6MPa,冷却水温度为40℃,转子转速为70r/min,短纤维添加份数为3份时,短纤维-橡胶复合材料的物理机械性能最佳。

牛角瓜纤维混纺纱的开发

探讨牛角瓜纤维混纺纱的开发要点。采用不同的混纺比,纺制了几种牛角瓜棉混纺纱和牛角瓜棉涤混纺纱,并对所纺混纺纱性能进行了测试分析。结果表明:随着牛角瓜纤维含量的增加,混纺纱强力和条干均变差;涤纶对条干均匀度改善较大;当牛角瓜纤维含量不超过40%时,纱线性能可以满足织造要求。认为:开发牛角瓜纤维混纺纱,除了要控制其混纺比外,还要选择性能及可纺性均较优的纤维品种与其混纺。

钢纤维混凝土配合比设计试验研究

钢纤维混凝土是近年来迅速发展并逐渐获得应用的新型复合材料,虽然现在已经普遍应用,但至今没有相应的配合比设计规范出现,结合有关混凝土配合比设计规范和钢纤维混凝土教程,以实例介绍了钢纤维混凝土最优配合比的确定。试验结果对钢纤维混凝土在工程中的应用具有一定的参考价值。

玻纤／涤纶混杂3D整体机织蜂窝结构复合材料的冲击性能

为研究玻纤/涤纶混杂纤维复合材料中涤纶含量对复合材料低速冲击性能的影响,设计了7种混杂纱线,并在改进后的普通织机上织造,同时采用真空辅助成型工艺制成混杂纤维复合材料板材。探讨了多种纤维混杂后纤维体积含量的计算方法,对混杂纤维增强复合材料冲击后断裂情况及能量吸收性能进行研究。结果表明,混入涤纶后复合材料会产生明显的混杂效应,经预测当涤纶含量约为55.69%时,复合材料能量吸收性能最好,在节省成本的情况下达到了最优。