改性组分对水泥基材料韧性的影响
改性处理对水泥基黄麻复合材料性能的影响
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d e v e l o p me n t o f j u t e i f b e r a n d e x p a n s i o n o f o t h e r a p p l i c a t i o n s .
Ke y wo r ds:i u t e; mo d i f i c a t i o n;c o mp o s i t e ma t e r i a l ;c r a c k r e s i s t a n c e
纤 维 增强 水泥 基 复 合 材料 是 以水 泥 净 浆 、 砂 浆 或 混凝 土等做 基 材 , 以非 连 续 的 短 纤 维 或连 续 的长 纤 维 做 增 强材 料组 合成 的复 合 材料 。水 泥基 体 ( 包 括 混 凝 土、 砂浆) 是一 种脆性材料 , 容易产生裂缝 , 其 裂 缝 大 致 分 为干燥 收缩 裂缝 、 塑 性 收缩裂 缝 、 温度 裂缝 和外 力 作 用造 成 的裂缝 等 , 这 些 裂 缝 影 响 了水 泥基 体 的耐 久 性、 结构 安 全性 和应 用 范 围等 ¨ J 。将 纤 维 掺 入 水 泥 基 体 中, 可 以减小 裂纹 的尺 寸 和数 量 , 从 而 改善水 泥 基 的 抗 裂性 能 , 并显 著改 善其 抗 冲击强 度 和韧性 等 J 。 从 目前来看 , 植 物纤 维增 强混 凝 土 的研 究较 少 , 关 注 率较 之其 他增 强 纤 维 低 。黄 麻 纤 维 来 源 广 泛 , 具 有
黄麻纤维增 强水泥基复合材料 ( 砂浆 ) , 研究了改性黄麻纤维对水 泥基 复合材料 ( 砂浆 ) 抗裂 性能的影响。通 过测试分 析, 得 出改性黄麻纤维在建筑 方面的应用可行性 , 为黄麻纤维在其他应用领域 的拓 展提供一定的理论依据 。
超高韧性水泥基复合材料试验研究
![超高韧性水泥基复合材料试验研究](https://img.taocdn.com/s3/m/7e5dd714cec789eb172ded630b1c59eef8c79acd.png)
超高韧性水泥基复合材料试验研究摘要:本文主要研究了超高韧性水泥基复合材料的试验制备及其性能表征。
通过优化材料选择和工艺流程,成功制备出具有优异韧性的水泥基复合材料。
本文的研究成果对于推动水泥基复合材料的发展具有一定的理论和实践意义。
关键词:超高韧性,水泥基复合材料,材料选择,工艺流程,性能测试。
引言:水泥基复合材料是一种由水泥、增强体和外加剂等组成的新型复合材料。
由于其具有高强度、高韧性、抗腐蚀、耐久性强等特点,被广泛应用于桥梁、道路、建筑等领域。
随着科学技术的发展,人们对水泥基复合材料的要求越来越高,尤其是对其韧性的要求。
因此,开展超高韧性水泥基复合材料的试验研究具有重要的现实意义。
材料选择:在本次研究中,我们选择了高强度水泥、纤维增强体、减水剂等为主要原材料。
其中,高强度水泥提供了优异的强度和耐久性;纤维增强体(如钢纤维、聚丙烯纤维等)可以有效地提高材料的韧性;减水剂则有助于改善材料的可加工性和力学性能。
工艺流程:制备超高韧性水泥基复合材料的工艺流程如下:首先将原材料按照一定比例混合均匀,然后加入适量的水进行搅拌,最后在压力机中压制成型并养护。
其中,搅拌时间的控制、压力机的压制压力和养护条件的设定等因素都会对材料的性能产生影响。
性能测试:为了表征超高韧性水泥基复合材料的性能,我们对其进行了抗压强度、抗折强度、韧性等指标的测试。
测试结果表明,该材料具有优异的力学性能,其抗压强度和抗折强度均高于普通水泥基复合材料,同时,其韧性也得到了显著提高。
通过本次试验研究,我们成功地制备出了具有优异韧性的超高韧性水泥基复合材料。
通过对材料选择和工艺流程的优化,实现了对该材料的力学性能的有效提升。
本文还对制备过程中的影响因素进行了分析,为进一步优化制备工艺提供了理论依据。
然而,本研究仍存在一定的局限性。
例如,对于材料韧性的提高机制以及制备工艺与材料性能之间的内在尚需深入探讨。
未来研究方向可以包括:进一步优化纤维增强体的分散和拌合工艺,探究不同纤维对材料韧性的影响机制,以及开展针对不同应用场景的超高韧性水泥基复合材料的优化设计和制备技术研究。
改性PMMA骨水泥的临床研究进展_梁佩清
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图1 生物活性的 HA/PMMA 骨水泥的合成及理化性能
Fig 1Synthesis and physical and chemical properties of bioactive HA/PMMA bone cement 研究表 明,经 P(PMMA-co-MPS)[31]、多 巴 胺[35] 强 度、抗 弯 强 度 与 抗 弯 模 量 可 分 别 达 到 124.7,
1.2 β-TCP/PMMA β-磷酸三钙(β-TCP)是 另 一 种 大 量 存 在 于 骨 骼 中
的 活 性 组 分 ,具 有 良 好 的 生 物 相 容 性 、生 物 活 性 以 及 生
42 MPa(高于商业产品30 MPa),而 其 弹 性 模 量、放 热
与固化时 间 等 性 质 不 会 受 到 影 响。Dall’Oca 等 将 β- TCP/PMMA 多孔骨水泥植 入 新 西 兰 白 兔,8 周 后,微
研究表明,向 PMMA 骨水泥中掺入 5%~30% 的 nano-HA,可在一定 程 度 上 提 高 其 拉 伸 强 度、硬 度、弹 性模量、弯曲模 量、冲 击 韧 性 等 机 械 性 能[22]。Ferreira 等 将 [23] 25% 的 HA 加入 PMMA 骨水泥中,使得其弯 曲模量(可 达 3.5 GPa)与 生 物 活 性 得 到 了 较 大 的 改 善;同时聚合时间 增 加,聚 合 温 度 迅 速 下 降,为 临 床 应 用提 供 了 方 便。Hernandez等 利 [24] 用 66μm micro- HA 与 长 径 比 66 nm/19 nm nano-HA 共 混 后 改 良 PMMA 骨水泥,研究发现,30%HA 不仅使 PMMA 骨 水 泥 力 学 性 能、聚 合 温 度 (不 高 于 50.8 ℃)达 到 ISO5833 的 要 求 ;而 且 还 可 降 低 其 细 胞 毒 性 ,加 速 诱 导 磷酸钙在骨水泥 的 表 面 沉 积,表 现 出 良 好 的 体 外 生 物
碳基材料改性水泥基材料_随笔
![碳基材料改性水泥基材料_随笔](https://img.taocdn.com/s3/m/c516ff6c5b8102d276a20029bd64783e09127d9e.png)
《碳基材料改性水泥基材料》读书笔记目录一、内容简述 (2)1.1 研究背景与意义 (3)1.2 国内外研究现状 (4)二、碳基材料改性水泥基材料的理论基础 (5)2.1 水泥基材料的组成与结构 (6)2.2 碳基材料的分类与特性 (7)2.3 碳基材料改性水泥基材料的原理 (9)三、碳基材料在水泥基材料中的表征方法 (10)3.1 扫描电子显微镜 (11)3.2 X射线衍射 (12)3.3 拉曼光谱 (13)3.4 低温傅里叶变换红外光谱 (14)四、碳基材料改性水泥基材料的实验研究 (15)4.1 实验材料与方法 (17)4.2 改性效果分析 (18)4.2.1 力学性能 (19)4.2.2 耐久性能 (21)4.2.3 功能性能 (22)4.3 改进措施与优化策略 (23)五、碳基材料改性水泥基材料的应用前景 (24)5.1 建筑工程领域 (25)5.2 高层建筑与桥梁工程 (26)5.3 海洋工程与水利工程 (27)六、结论与展望 (28)6.1 研究成果总结 (29)6.2 存在问题与不足 (30)6.3 未来发展方向与展望 (32)一、内容简述《碳基材料改性水泥基材料》是一本关于碳基材料在水泥基材料中的应用及其改性的专业书籍。
本书详细阐述了碳基材料改性水泥基材料的基本理论、研究方法、实践应用以及未来发展趋势。
读书笔记的第一部分将简要概述该书的主要内容。
本书首先介绍了碳基材料的基本概念、分类及其独特的物理和化学性质。
重点阐述了水泥基材料的基本构成、性能特点以及在实际应用中的局限性。
在此背景下,引出碳基材料在水泥基材料中的改性作用,以及这种改性技术的必要性和重要性。
书中详细介绍了碳基材料改性水泥基材料的基本理论,包括碳基材料与水泥基材料的相互作用机制、改性后的微观结构和性能变化等。
还介绍了改性过程中的一些关键因素,如碳基材料的添加量、种类、粒度、分散性等,以及这些因素对改性效果的影响。
书中介绍了研究碳基材料改性水泥基材料时采用的各种方法,包括实验设计、样品制备、性能测试、表征方法等。
超高韧性水泥基复合材料研究进展及其工程应用
![超高韧性水泥基复合材料研究进展及其工程应用](https://img.taocdn.com/s3/m/bb12e12a5b8102d276a20029bd64783e09127ddc.png)
超高韧性水泥基复合材料研究进展及其工程应用摘要:超高韧性水泥基复合材料因具有突出性能优势,在工程领域展现中良好应用前景,本文从材料基本性能、设计原理、组分构成三个方面分析已有研究进展,并探究材料在工程中的具体应用,以便确定材料的下一步研究方向。
关键词:超高韧性水泥基复合材料;研究进展;工程应用引言:超高韧性水泥基复合材料(ECC)基于细观力学理念、断裂力学原理进行设计,对材料纤维、基体、纤维基体界面均进行调整,复合材料硬化后将出现明显的准应变硬化特征,从而使拉应变能力超过普通混凝土的100~300倍。
近年来,随着研究的深入,从不同角度对材料性能进行了优化,使材料优势更为突出。
为不断提高材料性能,通过综合论述相关研究进展、工程应用现状,能够更全面了解材料性能以及应用上的不足,确定未来研究方向。
1 ECC材料的研究进展1.1.基本性能研究目前研究中发现ECC材料具有以下性能优势:(1)受压特性,由于材料中不含粗骨料,较之传统混凝土其弹性模量下降,水灰比有了明显优化,从而使应变能力超过传统混凝土的0.5%;(2)抗弯能力,随着弯曲荷载作用加大,ECC 材料展现出具有弯曲-硬化特性、微小多裂缝特性、超高弯曲韧性等性能,主要与材料中掺杂的碳纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维等相关,且使用过程中,任何浇筑方式均对材料抗弯性能无影响;(3)抗剪性能,在相同条件下进行测试,采用ECC材料制作无配筋小梁与传统混凝土制作小梁并进行抗剪强度相比,差距为40%,而且梁的跨中极限挠度也超出传统混凝土梁的50%,由此可以看出,ECC材料在荷载作用下,可逐渐产生裂缝,但裂缝呈密集、微小状分布,从而不会导致刚度突然下降,与传统混凝土出现的典型性脆性破坏特征有着本质的区别,从而使材料具有更强大的剪切变形能力与抗剪承载能力;(4)抗疲劳性能,ECC材料的疲劳寿命超过200万次循环,且抗疲劳荷载也显著超出传统混凝土,从而决定疲劳荷载下也能够有效进行裂缝控制,有实验中使ECC板经过10万次循环,发现其裂缝宽度变化幅度仅在50μm内,而普通混凝土板经过10万次循环后,最大裂缝宽度超过600μm[1]。
纤维参数对水泥基复合材料力学性能影响研究综述
![纤维参数对水泥基复合材料力学性能影响研究综述](https://img.taocdn.com/s3/m/2b21653bb94ae45c3b3567ec102de2bd9605deda.png)
交通与土木工程河南科技Henan Science and Technology总第876期第5期2024年3月收稿日期:2023-07-03作者简介:刘煜辉(1999—),男,硕士生,研究方向:地质、岩土工程。
纤维参数对水泥基复合材料力学性能影响研究综述刘煜辉 郑文珂 赵玉凯(华北水利水电大学,河南 郑州 450000)摘 要:【目的】旨在为纤维增强水泥基复合材料的理论研究和工程应用提供参考和启示。
【方法】综述纤维增强水泥基复合材料的分类、力学性能及其影响因素,重点介绍不同纤维参数对水泥基复合材料性能的作用效果。
【结果】研究表明,纤维增强水泥基复合材料是一种由纤维和灌浆料组成的新型复合材料,具有高强度、高韧性、低密度、耐腐蚀等优点。
【结论】纤维参数是影响水泥基复合材料力学性能的重要因素,需要根据不同工程需求选择合适的纤维参数。
关键词:水泥基复合材料;纤维参数;力学性能;影响机理中图分类号:TU528 文献标志码:A 文章编号:1003-5168(2024)05-0067-04DOI :10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2024.05.014Review on the Influence of Fiber Parameters on the Mechanical Properties of Cement-Based CompositesLIU Yuhui ZHENG Wenke ZHAO Yukai(North China University of Water Resources and Electric Power ,Zhengzhou 450000, China )Abstract: [Purposes ] This paper aims to provide reference and inspiration for the theoretical researchand engineering application of fiber reinforced cementitious composites. [Methods ] This paper aims to review the types, properties and influencing factors of fiber reinforced cementitious composites, and toanalyze the role of fiber parameters. [Findings ] Research shows fiber reinforced cementitious composites are new types of composite material composed of fibers and grout, which have high strength, high tough⁃ness, low density and corrosion resistance. [Conclusions ] Fiber parameters are the key factors determin⁃ing the properties of cementitious composites, and need to select appropriate fiber parameters accordingto engineering requirements.Keywords: cementitious composites; fiber parameters; mechanical properties; influencing mechanism0 引言水泥基材料是建筑工程中最常用的材料之一,是一种由水泥、骨料、水和其他掺合料组成的人造复合材料,具有成本低、施工方便、适应性强等优点。
单组分聚合物水泥基防水浆料的复合改性研究
![单组分聚合物水泥基防水浆料的复合改性研究](https://img.taocdn.com/s3/m/bd782e18cc7931b765ce150f.png)
Ze g Do g n Zh o Xio u n n mi g, a a y n
( u ndn e u h m cl n ut o Ld, oh n G ago g 5 8 0 , hn ) G ago gK s nC e i d s yC . t.F sa, un dn 2 33 C ia h al r ,
最低 成膜 温度 为 O℃, 江苏 南京 。
1 试 验方 法 . 2
合改性正成为研究的主流。
本 研 究采 用 丙 烯 酸 可 再 分 散 乳 胶 粉 、微 晶粉 圈 ( 主要化 学 成分 为 SO 和 A 并含 一 定 量 的羟 基 ) i: I , O
以未加 乳胶 粉 和微 晶粉 的单 组分 J s防水浆 料为 参 照 ,水泥 掺 量 为 4 %时 ,设计 出如 表 1 5 所示 的配
为聚 乙烯醇 , 密度 为 03 ~ .5gc p .5 0 /m ,H值 为 75 95 5 .~ .
收缩率测试按新行标 J/ OO 0 聚合物水泥 cT29 一2 l 1《
防水浆 料》 求进 行 。 要
2 结 果与讨 论
( 含有 1%分 散体 的水 溶 液 )最 低成 膜 温度 为 0℃ , 0 , 瑞士 ;A V E可再 分散 乳胶 粉 : 合 物单 体 为 乙烯醋 酸 聚 乙烯 酯 ,保 护 胶 体 为 聚 乙烯 醇 ,密度 为 0 ~ .5g . 05 / 4
mir ey tl n o e . h ril n e t ae e fr n e v r t n o e su r , u h a mp r a i t rs u e f x r l e o r s l e p wd r T e a t e i v si ts p r ma c a ai f h lry s c si eme b l y p e s r , e u a ai c g o i o t i l
混凝土材料的韧性分析
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混凝土材料的韧性分析混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的重要材料。
在工程设计中,混凝土的强度和韧性都是重要考虑因素。
本文将对混凝土材料的韧性进行分析,并探讨其在建筑工程中的应用。
一、什么是混凝土的韧性混凝土的韧性是指材料在承受外部载荷作用时,能够发生一定程度的变形而不破坏的性质。
相比于强度,韧性更能体现材料的抗震性能和抗裂性能。
韧性较好的混凝土在受力时能够均匀分布应变,从而提高结构的整体稳定性和耐久性。
二、韧性与混凝土配比的关系混凝土配比中的水胶比、骨料粒径、骨料种类等因素会直接影响混凝土的韧性。
通常情况下,适量的细骨料能够填充混凝土的内部空隙,提高其密实度,从而增加混凝土的韧性。
此外,合理的水胶比能够控制混凝土的流动性,保证其在受力时能够充分发挥韧性。
三、韧性与混凝土抗裂性能的关系混凝土的韧性与其抗裂性能密切相关。
在施工过程中,为了防止混凝土的开裂,可以采用以下措施来改善混凝土的韧性:1.增加混凝土的抗裂钢筋。
通过加入适量的钢筋,可以有效减少混凝土的开裂倾向,提高其韧性。
2.采用适当的浇注和养护方式。
合理的浇注和养护能够保证混凝土的均匀受力,减少温度和湿度变化对混凝土的不利影响,提高其韧性。
四、韧性对混凝土结构的影响混凝土材料的韧性对建筑工程具有重要意义。
首先,韧性较好的混凝土能够在地震等外部载荷作用下具有较好的储能和耗能能力,有效提高结构的抗震性能。
其次,韧性较好的混凝土能够有效延缓开裂和破坏的发生,提高结构的耐久性和使用寿命。
五、混凝土韧性的测试方法为了评估混凝土材料的韧性,可以采用以下测试方法:1.拉伸试验:拉伸试验常用来评估混凝土的拉伸强度和韧性。
通过施加拉力,观察混凝土的变形情况,从而评估其韧性指标。
2.冲击试验:冲击试验可以模拟混凝土在受到冲击载荷时的响应情况,评估其韧性和耐久性。
3.剪切试验:剪切试验常用来评估混凝土的剪切强度和韧性,通过观察混凝土的剪切破坏形态,判断其韧性指标。
六、混凝土韧性的应用混凝土材料的韧性在建筑工程中有着广泛的应用。
改性组分对水泥基材料韧性的影响
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关键 词 :韧性 ; 折压 比; 击功 ; 泥基 材料 冲 水 中图分 类号 : U 0 T 52 文献 标识 码 : A 文章 编号 :10 0 0 ( 0 0 增 刊 ( -170 0 1— 5 5 2 1 ) Ⅱ)0 0 -6
Efe t f m o i e o p sto s o o g n s fc m e t i u a e i l f c s o d f d c m o ii n n t u h e s o e n i o s m t ra s i t
p e sv te gt a i n i p c n r y o ra r ic s d. Re u t n i ae t a if r n o . r s i e sr n h r t a d m a te e g fmo tra e d s use o s lsi d c t h td fe e tc m p n n sh v if r nte f cs o e u a o c o e t a e d fe e fe t n f x r l ompr si e sr n t a i n m p c n r y u d rsai l t e sv te g h r t a d i a te e g n e t tc o a y a i o d, r s e t l Th m p c n r y o o t r wih t e s m e tpe c m p i o n— nd d n m c l a e p c i y. ve e i a te e g f m ra t h a y o ost nsi i
L n u n c e g L h DigC e Xi Y uu o gG aghn i e Z n hn e o jn
水泥基复合材料在混凝土中的应用技术规程
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水泥基复合材料在混凝土中的应用技术规程一、引言水泥基复合材料是指利用水泥、矿渣、石灰石粉等多种材料与纤维、颗粒等复合材料组分进行混合而成的材料。
该材料具有高强度、高韧性、高耐久性等优点,在混凝土中的应用越来越广泛。
本文将详细介绍水泥基复合材料在混凝土中的应用技术规程。
二、水泥基复合材料的材料组成及特性1.材料组成水泥基复合材料的组成包括水泥、矿渣、石灰石粉等多种材料,同时还需要添加纤维、颗粒等复合材料组分。
其中纤维材料主要包括玻璃纤维、碳纤维、聚丙烯纤维等,颗粒材料主要包括硅灰石、膨胀珍珠岩等。
不同的组分配比将直接影响水泥基复合材料的性能。
2.特性水泥基复合材料具有以下几个特性:(1)高强度:水泥基复合材料的强度比普通混凝土高,可以达到80MPa以上。
(2)高韧性:水泥基复合材料具有较好的韧性,可以有效抵抗裂纹的扩展。
(3)高耐久性:水泥基复合材料具有较好的耐久性,能够抵抗酸碱腐蚀、氯离子侵蚀等。
(4)施工性好:水泥基复合材料的施工性能好,可以采用现场拌合或预制构件等方式进行施工。
三、水泥基复合材料在混凝土中的应用技术规程1.材料配合比水泥基复合材料的配合比需要根据实际情况进行设计。
针对不同的工程要求,可以通过试验确定不同的配合比方案。
一般来说,水泥基复合材料的配合比需要考虑以下几个因素:(1)水泥基复合材料组分的种类及配比;(2)混凝土的强度等级及要求;(3)混凝土的施工方式及工期等。
2.施工工艺水泥基复合材料在混凝土中的应用需要注意以下几个方面的施工工艺:(1)水泥基复合材料的拌合:水泥基复合材料的拌合需要严格按照配合比进行,同时需要掌握好拌合时间和速度,以确保水泥基复合材料的性能达到最优。
(2)混凝土的浇筑:混凝土的浇筑需要保证混凝土的均匀性和密实性,防止混凝土中出现空鼓、裂缝等问题。
(3)混凝土的保养:混凝土的保养过程需要注重控制温度和湿度,以保证混凝土的强度和耐久性。
3.应用范围水泥基复合材料在混凝土中的应用范围较广,主要包括以下几个方面:(1)桥梁工程:水泥基复合材料可以用于桥梁结构中的预应力构件、支座、墩身、梁体等部位。
碳纳米管对水泥基材料微观结构的影响研究
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碳纳米管对水泥基材料微观结构的影响研究
陈念慈;李若菲;黄点秋;胡一佳;魏明涛;刘嘉涵
【期刊名称】《当代化工研究》
【年(卷),期】2024()9
【摘要】纳米改性水泥基材料中碳纳米管的加入会显著影响其微观结构及宏观性能。
通过系统地总结国内外近年来碳纳米管对纳米改性水泥基材料微观结构的影响的相关研究成果,分析了碳纳米管的自身性质、分散方法和填充效果对水泥基材料
水化特性、孔结构及微裂缝的影响。
分析发现碳纳米管一定程度上可以促进水化反应,并改善材料孔结构分布。
此外,总结了碳纳米管水泥基复合材料的力学性能研究。
基于现有成果,碳纳米管对水泥基材料微观结构及宏观性能的影响还需要进一步研究。
【总页数】4页(P37-40)
【作者】陈念慈;李若菲;黄点秋;胡一佳;魏明涛;刘嘉涵
【作者单位】上海师范大学建筑工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU528
【相关文献】
1.MDF水泥基复合材料的微观结构与水敏性关系(Ⅱ)——未反应水泥含量的影响
2.水泥基复合材料集料与浆体界面研究综述(二):界面微观结构的形成、劣化机理及其影响因素
3.碳纳米管-水泥基复合材料的力学性能和微观结构
4.废玻璃粉对水泥
基挤出材料力学性能及微观结构的影响5.硅灰对磷酸镁水泥基注浆材料早期力学性能及微观结构的影响
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水泥基渗透结晶母料
![水泥基渗透结晶母料](https://img.taocdn.com/s3/m/dce26025f68a6529647d27284b73f242336c3116.png)
水泥基渗透结晶母料
水泥基渗透结晶母料,是指利用水泥基组分改性而形成的混凝土
渗透结晶母料,由此省去了传统建筑物砌砌块单元化池塘的繁杂步骤,使其成为一种比较完善的建筑材料。
水泥基渗透结晶母料由石英粉、水泥、复合渗透剂以及其他抗剪
力增强材料组成,以保证材料的优良性、防渗性、防压性、耐腐蚀性
和韧性。
水泥基渗透结晶母料的表面看起来是一个细长的抗剪孔,韧
性良好,并具有高透水性能。
根据其内部结构,水泥基渗透结晶母料
的抗压强度可以达到200~400KN/m2。
值得一提的是,水泥基渗透结晶母料还具有很好的抗老化能力,
可以抵御侵蚀、高温、腐蚀性液体等恶劣环境,不受温度变化影响,
寿命可长达50年以上。
水泥基渗透结晶母料的施工成本较低,施工周
期短,不需要架设额外的支架和防护,重量较轻、抗剪性好,节约施
工费用,可大大降低施工成本。
总而言之,水泥基渗透结晶母料有各种优势,包括有效限制地下
水流动,抵御风力及高低温对建筑物的冲击,独特的结晶能力及内外
围结构,它成为建筑行业,有效减少渗漏、保护建筑物免受恶劣天气
的优良建筑材料。
PVA纤维改性混凝土的制备与性能研究_毕业设计
![PVA纤维改性混凝土的制备与性能研究_毕业设计](https://img.taocdn.com/s3/m/91d8359bc850ad02df80414f.png)
摘要混凝土是目前土木工程界使用最多的一种建筑材料,但是随着混凝土技术的不断发展,人们对材料复合技术认识不断提高,对混凝土的性能要求大大提高,不仅要保证混凝土的强度,更要保证混凝土的耐久性等一些其他性能。
而利用纤维特性可以弥补这些缺陷。
PVA(聚乙烯醇)纤维可以有效的提高混凝土的抗压强度、抗冻性,从而提高混凝土的耐久性以及抗变形性同时可以改善混凝土的和易性,对提高混凝土的使用寿命有很大的意义。
本文对混凝土的纤维以及PVA改性混凝土的工作性能、力学性能、抗裂增韧性能等进行综述研究;并通过实验制备PVA纤维混凝土,研究PVA纤维对混凝土的坍落度、抗压强度的影响;最后对PVA纤维混凝土的发展方向进行了预测。
研究表明:(1)在混凝土中加入的PVA纤维具有良好的拉伸强度、高弹性模量,可以提高混凝土的各项性能。
(2)PVA纤维加入到混凝土中会导致其稠度增大进而引起混凝土坍落度的下降。
(3)在一定范围内,掺加PVA纤维会提高混凝土的抗压强度。
(3)低掺量的PVA纤维也会增强水泥基材料的韧性;实验表明:(1)PVA纤维掺加到混凝土中会增加混凝土的单位用水量,导致混凝土的坍落度降低了15%。
(2)PVA纤维掺量为0.2%时对混凝土的抗压强度影响最为显著,其28d强度提高了31%。
关键词:聚乙烯醇纤维;混凝土;抗压强度;耐久性;坍落度第一章绪论1.1 PVA纤维的概述德国化学家Herrmann和Haehnel于1924年合成了聚乙烯醇,之后,他们用水溶液通过干法纺丝技术制备聚乙烯醇纤维。
干纺工艺相对复杂,所用的聚乙烯醇与普通湿法纺丝所用的相同,高浓度原液在从喷丝头喷出之前被连续加热、挤出、溶解、过滤和脱泡。
纤维被凝固剂如热空气凝固,并被成形和拉伸以获得高强度纤维[1]。
因为聚乙烯醇纤维在性能上与棉花非常相似,但是聚乙烯醇纤维在耐磨性、耐晒性、耐腐蚀性和力学性能上要比棉花好得多,而且其密度比棉花低,所以中日两国当时开始研发聚乙烯醇纤维的重要目的是将其应用于民用工业,在当时发展聚乙烯醇纤维的动力是解决国内服装问题。
不同配比改性硫氧镁水泥胶凝试样的强度影响
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0 引言硫氧镁水泥(MOS)具有不易吸潮返卤、抗氯离子腐蚀、护筋性能好的优点,但因强度低尚未得到广泛应用,硫氧镁水泥的低强度是因为水化产物中生成质地疏松的Mg(OH)2。
碱式硫酸镁水泥(BMSC)[1]是以硫氧镁水泥的MgO-MgSO4-H2O体系胶凝材料为基础,经过外加剂(外加剂抑制Mg(OH)2形成,促进5Mg(OH)2-MgSO4-7H2O即5.1.7相生成)[2]技术改进后发展起来的以形成碱式硫酸镁晶须为主要水化产物的一种新型镁质水泥。
目前,已经有学者从不同角度对改性硫氧镁水泥的性能展开研究,主要有原材料种类、外加剂的种类、掺量以及矿物掺合料等原料配比对改性硫氧镁水泥浆体流动性、水泥的初凝终凝时间、净浆试块的抗压抗折力学性能、耐水性、抗渗性的影响[3-7]。
关于柠檬酸对硫氧镁水泥的改性制成改性硫氧镁水泥的研究相对较多,但是难以形成统一的认识。
詹炳根[3]认为柠檬酸质量分数为1.3%时最优,超过该含量,硫氧镁水泥的抗压抗折性能降低,而水泥的耐水性和耐腐蚀性都逐渐提高。
但是刘欢颜[4]认为柠檬酸含量在0.5%~0.7%,硫氧镁水泥抗压抗折强度最高。
王磊[5]则认为1.0%含量的柠檬酸能使硫氧镁水泥性能最佳。
姜黎黎[6]对比添加1.0%和0.5%柠檬酸的硫氧镁水泥试样发现前者水化生成5·1·7相高于后者,掺加柠檬酸的试块耐久性得到了明显提高。
李振国[7]比较了柠檬酸与磷酸作为外加剂对硫氧镁水泥进行改性,结果发现对于相同原料配比处在同一龄期的硫氧镁水泥,相同掺量的柠檬酸改性效果比磷酸改性效果好,但是效果会随着龄期增加而减小。
秦玲[8]则比较了柠檬酸、磷酸以及柠檬酸三钠的改性效果,发现柠檬酸对硫氧镁水泥强度,耐水性,抗干缩性改良效果最好,柠檬酸三钠次之,磷酸第三。
它们的最优掺量分别为0.5%,2.5%,0.5%。
由此可见,柠檬酸对硫氧镁水泥具有很好的改性作用,能很大程度地提高水化产物5.1.7相的生成[9]。
纳米改性碱激发胶凝材料的研究进展
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第48卷第8期 2020年8月硅 酸 盐 学 报Vol. 48,No. 8 August ,2020JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY DOI :10.14062/j.issn.0454-5648.20190521纳米改性碱激发胶凝材料的研究进展叶家元,张文生(中国建筑材料科学研究总院有限公司,绿色建筑材料国家重点实验室,北京 100024)摘 要:以添加纳米组分为手段的纳米技术为胶凝材料改性提供了新方法。
本文综述了纳米SiO 2等纳米颗粒及碳纳米管等纳米材料对碱激发胶凝材料工作性能、凝结硬化行为、力学性能与耐久性的影响。
纳米SiO 2等高活性纳米颗粒发挥提供可溶性硅的化学作用,诸如纳米TiO 2等其他超细颗粒发挥成核位点、颗粒填充的物理效应,可加速反应、致密基体、提升强度、降低渗透等,从而获得性能更优异的纳米改性碱激发胶凝材料。
碳纳米管及石墨烯等多维纳米材料具有优异的力学性能,可提升碱激发胶凝材料的韧性、改善其脆性,且优异的电学性能可赋予碱激发胶凝材料损伤自诊断、光催化等功能。
本文还分析了已有研究中改性浆体流动性、凝结时间及硬化体强度、抗渗透等结果并不一致的原因,指出纳米SiO 2对液相环境的影响及其与溶液中Ca 2+的作用是导致结果差异的主要原因。
此外,还展望了该领域未来研究重点。
关键词:碱激发胶凝材料;纳米颗粒;碳纳米管;石墨烯;改性中图分类号:TU528 文献标志码:A 文章编号:0454–5648(2020)08–1263–15 网络出版时间:2020–06–23Research Progress on Nano-Modified Alkali-Activated Cementitious MaterialsYE Jiayuan , ZHANG Wensheng(The State Key Laboratory of Green Building Materials, China Building Materials Academy, Beijing 100024, China)Abstract: A nano-modification method is proposed to improve the performance of alkali activated cementitious materials (AAM). This paper reviewed the effects of nano-particles (i.e ., silica particles) and nano-materials (i.e ., cabon nano-tube) on the workability, setting and hardening behavior, mechanical property and durability of AAM. The acceleration of geopolymerization, the more compact matrix, the higher strength and the lower permeability of nano-modified AAM occur due to the presence of soluble silica in alkali solution from silica nanoparticles and the nucleation site effect, filling effect derived from other nano-particles such as TiO 2 nanoparticles. The modified AAM with a higher toughness and a lower brittleness is available for the incorporation of carbon nano-tube or graphene oxide. Furthermore, the carbon nano-tube or graphene oxide modified AAM exhibits some functional characteristics like the self-sensing capacity to detect its own structural damage and the photocatalytic performance to treat wastewater. Some controversial issues on the flowability and setting time of fersh mixtures, strength and permeability of hardened samples containing silica nanoparticles in previous studies were also represented. The reason for the controversial issues above could be due to the interaction bewteen silica nanoparticles and alkaline solution and the initial chemical reaction between silica nanoparticles and Ca 2+ ions in solution. In addition, some further research works on nano-modified AAM were also given.Keywords: alkali-activated cementitious materials; nano-particles; carbon nano-tube; graphene; performance improvement以添加纳米组分为手段的纳米技术成为材料设计与性能调控的新方法。
新型水泥基复合材料
![新型水泥基复合材料](https://img.taocdn.com/s3/m/458928331a37f111f0855b6a.png)
艺、外形、截面形状、材料品质、抗拉 强度及施工用途划分。
1)按钢纤维的生产工艺可分为: (a)钢丝切断型 (b)钢板剪切型 (c)钢锭铣削型 (d)熔抽型 这四种钢纤维的基本特征见表
玻璃纤维的分类
玻璃纤维的品种很多,一般可按玻璃原料中的含 碱量、单丝直径、纤维外观和纤维特性等方面进行分类。
(1)按玻璃原料中的含碱量可分为:有碱玻璃纤维 (碱性氧化物含量>12%,也称A-玻璃纤维)、中碱玻 璃纤维(碱性氧化物含量6%~12%)、低碱玻璃纤维 (碱性氧化物含量2%~6%)、无碱玻璃纤维(碱性氧 化物含量<2%,也称E-玻璃纤维)。
(2)按单丝直径可分为:粗纤维(单丝直径30 μm)、 初级纤维(单丝直径20 μm)、中级纤维(单丝直径 10~20 μm)、高级纤维(单丝直径3~9 μm,也叫纺织 纤维)。
(3)按纤维外观可分为:连续长纤维(其中有无捻粗 纱和有捻粗纱)、短切纤维、空心纤维和卷曲纤维等。
(4)按纤维特性可分为:高强玻璃纤维、高模量玻璃 纤维、耐高温玻璃纤维、耐碱玻璃纤维、耐酸玻璃纤维、 普通玻璃纤维(指无碱和中碱玻璃纤维)。
实验研究和工程实践表明,钢纤维的长度 为20~60 mm,直径或等效直径宜为0.3~0.9 mm,长径比在30~100范围内选用,其增强 效果和施工性能可满足要求。如超出上述范围, 经试验在增强效果和施工性能方面能满足要求 时,也可根据需要采用。根据国内外工程应用 经验,对一般浇筑、抗震框架节点及铁路轨枕 等类结构的钢纤维增强混凝土,常用钢纤维几 何参数选用范围如表
聚丙烯
击性能;
高弹性模量
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收稿日期:20lO旬8一15. 作者简介:龙广成(1973一),男,博七,教授,lgc263@yalloo.com.cn. 基金项目:铁道部科技研究计划重点课题资助项目(20lOG002.E).
万方数据
108
东南大学学报(自然科学版)
第40卷
间的相互关系,以进一步掌握静力荷载作用下和冲击荷载作用下水泥基材料的韧性及其影响规律.
配要求,细度模数为2.62;聚丙烯纤维(简称P)由长沙博赛特建筑工程材料有限公司提供,单丝直径为27
~32岬,长度为15 mm;uF纤维(纤维素纤维,简称u)由上海罗洋新材料科技有限公司提供,单丝直径
为18¨m,长度为2.1 nun;钢纤维(简称sT)由上海哈瑞克斯金属制品有限公司提供的扁平状纤维,等效
compressiVe strength ratio and impact energy of mortar,not only good defomlability but also excel—
m枷x lent adhesive force on mortar
of modified compositions are needed. The compound of fibers
万方数据
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东南大学学报(自然科学版)
第40卷
浆试件的折压比得到较大提高;然而,值得注意的是,不同的纤维对砂浆冲击功的影响则明显不同,随着各
纤维掺量的增加,砂浆的冲击功均呈现增大的趋势;当聚丙烯纤维掺量在O.9 l∥m3时,其冲击功达到未
掺纤维试件的2倍左右,而当钢纤维掺量为53 kg/m3时,砂浆冲击功达到未掺试件的3倍多,钢纤维掺量为 106 k∥m3时,砂浆冲击功更是将近达到未掺试件的5倍;纤维素纤维掺入后,试件的冲击功也有一定的增 加,但增加幅度相对较小.这表明,纤维掺入后,对砂浆试件在静力荷载作用下的折压比和冲击荷载作用下 的冲击破坏功的影响是不同的.
击功,试验结果如图2所示.从图2可知,掺粉煤灰后,28 d龄期时砂浆试件的折压比有一定的增加,而掺 硅灰后砂浆折压比呈现降低的趋势,粉煤灰和硅灰复掺后砂浆的折压比也较低.同时,比较各砂浆试件在 冲击荷载作用下的冲击功表明,掺粉煤灰、硅灰后,砂浆试件的冲击功的变化趋势与其折压比的变化基本 一致.结果表明,相对于硅灰而言,掺粉煤灰对砂浆试件的折压比、冲击功有积极的影响,但总体而言,掺矿 物掺合料对砂浆试件的折压比、冲击功的影响并不显著.
摘要:为掌握静力荷载和冲击荷载作用下水泥基材料的韧性及其主要影响规律,通过试验研究 手段,采用折压比、冲击功等指标,分别研究了矿物掺合料、聚丙烯纤维、纤维素纤维、钢纤维以及 橡胶颗粒对水泥砂浆在静力荷载作用下的折压比和冲击荷载作用下冲击破坏功的影响,并分析 了不同组成砂浆的折压比和冲击功之间的相关性.结果表明,不同改性组分对砂浆折压比和冲击 破坏功2参数存在不同的影响机理;当所掺改性组分的类型相同时,砂浆的冲击功随折压比增加 而增大.为提高砂浆的折压比和冲击功,宜掺加变形能力好、抗拉强度较高且其与砂浆基体之间 具有较大的粘结作用的改性组分.纤维与橡胶颗粒的复合掺入可较好地发挥叠加效应,进一步增 强水泥基材料的冲击韧性. 关键词:韧性;折压比;冲击功;水泥基材料
(sch00l of civil Engin∞ring卸d ArchjtcctIl∞,c%仃al Sounl uniV哪时,cIl卸gsha 4100r75,ClIina)
Abstract:Aimed at understanding the tou对mess characteristics of cementitious materials under static 柚d dynamic load conditions。tlle parameters of nexural to compressive strength ratio and impact en—
600
基O·2
幽 辖
0I
FA
SF
FS
试样系列
(a)折艟比
墨400
雷 屯
囫 沥 励 勉 是200
FA
SF
FS
试样系列
《b)冲出功
图2不同矿物掺合料砂浆的折压比和冲击功结果
2.2不同纤维对砂浆折压比和冲击功的影响 试验采用了聚丙烯纤维、纤维素纤维、钢纤维掺入砂浆中,比较各砂浆折压比和冲击破坏时的冲击功
的变化,试验结果如图3所示.由图3可见,对于砂浆试件的折压比而育,聚丙烯纤维、纤维素纤维在掺量 为O.45 kg/m3和0.9 kg/m3时,砂浆的折压比并未获得显著改变,钢纤维也只有掺量在106 k∥m3时,砂
水泥基材料是一种抗压强度较高,抗拉强度非常低的脆性材料.为了提高水泥基材料的抗拉强度及韧 性,拓展其工程应用领域,特别是满足动荷载作用下的技术要求,相关学者已探索了多种改善水泥基材料 抗拉、抗裂以及韧性的技术途径,并取得了积极成果¨引,研究者们较为重视采用韧性组分对水泥基材料 力学性能的改性研究,包括采用钢纤维∞吲、聚丙烯纤维一7|、橡胶颗粒【8叫训以及它们的复合等手段.虽然 相关研究成果较多,但由于各自采用的研究方法、参数各不相同,使得现有各成果之间的可比性不强, 特别是有关水泥基材料的静、动力学性能之间的相关性有待进一步探索.为此,本文以水泥砂浆为研究 对象,采用钢纤维、聚丙烯纤维、纤维素纤维、橡胶颗粒等改性组分,较为系统地探讨不同改性组分对砂 浆在静力荷载的折压比以及在冲击荷载作用下的冲击功的影响,并比较分析了砂浆折压比与冲击功之
and dynaIIlic load,respectiVely. The impact energy of mortar with the same type compositions in· creases wim me increasing flexural to compressive sn.engtll ratio. IIl order to improve flexural to
直径为O.5 mm,长度为20~25 I啪;粉煤灰(FA)为湘潭电厂提供的II级灰;硅灰(SF)为上海埃肯公司提
供;减水剂为聚羧酸类高效减水剂,粉剂,北京九洲宏业有限公司提供,减水率为33%.
1.2配合比
本文主要考虑矿物掺合料、聚丙烯类纤维、钢纤维以及橡胶颗粒等组分对水泥砂浆力学性能的影响,
以水胶比为0。5、砂胶比为2.5设计基准砂浆试样,为了实现砂浆高流动度,试验中掺用高效减水剂,减水
表2各试件28 d龄期的力学强度和冲击试验测试结果
抗折/抗压强度/MPa
nI
5.6/23.3
6
4.6/15.8
7
6.4/32.1
6
6.O/28.7
6
6.6/30.2
7
6.8/3l_0
lO
6.9/30.3
7
7.1/30,8
8
7.4/33.3
7
9.8/35.0
9
6.1/26.9
6
5.7/23.4
10
5.2/16.5
1 d后脱模,经标准条件养护到规定龄期后测试28 d强度,将砂浆试件按照GB/T 1767l—1999规定的方法 进行抗压强度、抗折强度测试;冲击试件进行冲击试验,每组测试3个冲击试件,以平均值作为测试结果.各 试件试验测试结果如表2所示,从抗折抗压强度测试结果看,各砂浆试件强度测试结果较低,这主要是由于 所加外加剂引气量较大所致.冲击韧性试验采用ACI-544推荐的落锤冲击试验方法,本试验制作了落锤导 筒,以确保测试的稳定性和有效性,试验装置示意图和试验照片如图l所示.试验中记录了冲击试件出现第
ergy are used to analyze tlle ef!f色ct of modified compositions such as mineml admixtures,polypropyl— ene fiber,cenulose fiber。stc2l fiber and rubber particles on mechanical properties of mortar by flex,
△w/J
20.2 20.2 20.2 20.2 40.3 121.0 20.2
观3
383.3 544.7
加.3 60.5
loo.9 141.2 80.7 100.9 100.9
2结果与分析
2.1矿物掺合料对砂浆折压比和冲击功的影响 试验采用粉煤灰、硅灰以及粉煤灰和硅灰复合等质量取代水泥,比较各砂浆折压比和冲击破坏时的冲
粕d mbber panicles c粕effectively improVe impact ene唱y of mortar owing to山e synergistic ef佗ct.
Key words:toughness;nexural to compressiVe stI.engtll ratio;impact ene唱y;cementitious matIorials
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刚性底板
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FS—S他
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FS-SR FS—MRP2 FS-MRU2
(a)冲击试验装置示意图
(bJ冲击试验照片
图l冲击试验示意图
一条裂缝(初裂)时的冲击次数H。、破坏时的冲击次数,l:以及相应的冲击(破坏)功,冲击功为w=,l懈|Il,其 中,w为冲击功,J;凡为冲击次数;|h为冲击锤下落高度,457 nun;g为9.81彬s2;m为落锤质量,4.5 kg.
万方数据
增刊(Ⅱ)
龙广成,等:改性组分对水泥基材料韧性的影响
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中图分类号:TU502 文献标识码:A 文章编号:100l一0505(2010)增刊(Ⅱ)旬107娟