软化工艺条件竹材及其重组材性能的影响

本文探讨了若竹重组材加工过程中竹材的软化工艺条件对竹材力学性能，ｐＨ值，自由基含量，显微构造及纤维结晶度的影响，同时比较了采用不同软化工艺条件压制的重组竹的物理力学性能。结果表明，碱液软化工艺可使竹材细胞间层产生明显分离，有利于竹材的疏解，但过高的碱性及又会显著影响苦竹自身物理能和重组竹的物理力特性。采用３％的ＮａＯＨ（或Ｎａ２ＣＯ３）溶液沸煮竹材２－３ｈ，可以获得较佳的软化效果。     

钢筋RPC梁高温全过程抗弯性能试验研究

采用多功能高温试验炉对4根尺寸相对较大的钢筋活性粉末混凝土（RPC）梁和1根普通钢筋混凝土（NC）梁开展了恒载作用下的高温试验与高温后的抗弯试验，以期为钢筋RPC梁抗火性能评估提供依据. 试验获取了试件在高温下跨中截面的温度场、挠度发展数据，分析了控制温度和外包砂浆层对钢筋RPC梁高温下以及高温后抗弯性能的影响. 结果表明，混合掺入体积分数为2%的钢纤维与0.3%的聚丙烯纤维，有效抑制了RPC梁的高温爆裂现象；控制温度对RPC梁的高温挠度发展及高温后的剩余抗弯性能有重要影响，在经历600 ℃和800 ℃高温作用后，RPC梁的剩余抗弯承载力分别下降了13%和24%；外包砂浆层有效减少了RPC梁的高温损伤，并显著改善了构件高温后的剩余抗弯性能；相比于普通混凝土梁，高温作用后的RPC梁的力学性能稳定性及安全性相对较高；基于截面等效温度，提出了RPC梁高温后的抗弯力学性能预测公式.     

纤维沥青混凝土在桥面铺装施工中的应用

通过研究普通及纤维沥青混合料各项路用性能及力学性能, 表明添加纤维能显著改善沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性能, 并且能有效增加混合料的整体性与柔韧性, 适于作为桥面铺装材料.同时针对武汉绕城高速公路桥面铺装, 研究了纤维沥青混合料的施工控制.     

各向同性煤沥青制备炭/石墨纤维的研究

以各向同性煤沥青为原料,采用熔融纺丝工艺制备了直径为55μm的沥青纤维,经预氧化、炭化和石墨化处理后得到炭纤维和石墨纤维,并采用偏光显微镜、XRD和SEM等对其形貌、结构和性能进行表征。结果表明,炭/石墨纤维具有与沥青原料相似的各向同性光学结构;随热处理温度升高,炭/石墨纤维截面逐渐变粗糙,且内部石墨微晶逐步发育并长大,3 000℃下石墨化纤维微晶增大较明显,其堆积高度和平面尺寸分别约为5nm和11nm;1 600℃炭化纤维的力学性能较好,其拉伸强度和杨氏模量分别达到0.57GPa和32.19GPa,进一步提高热处理温度,纤维拉伸强度逐步降低,但是其杨氏模量逐渐增加,3 000℃石墨化纤维的拉伸强度和杨氏模量分别为0.26GPa和40.57GPa;炭/石墨纤维室温轴向电阻率随热处理温度的升高而降低,1 000℃炭化纤维室温轴向电阻率为47.78μΩ.m,3 000℃石墨化纤维室温轴向电阻率降至21.98μΩ.m。     

阻燃重组竹燃烧中的烟气毒性特征及抑烟性能

【目的】了解阻燃重组竹在燃烧时产生的烟雾情况和抑烟性能,为减少建筑火灾发生时的人员伤亡和财产损失提供参考。【方法】以竹束、复配阻燃剂等为原料制备了阻燃重组竹,采用锥形量热仪研究了其燃烧中的烟气特征、毒性情况及抑烟性能。【结果】与非阻燃重组竹相比,阻燃重组竹总烟释放量(TSR)的峰值降低了30.5%,比消光面积(SEA)的峰值降低了40.5%,烟释放速率(RSR)的峰值降低了27.8%,一氧化碳(CO)质量分数的峰值降低了74.7%,CO产率的均值降低了68.8%,二氧化碳(CO₂)质量分数的峰值降低了21.4%,CO₂产率的均值降低了35.1%。【结论】阻燃重组竹在燃烧中的产烟量和烟气毒性都明显低于非阻燃重组竹,复配阻燃剂具有显著的抑烟和降毒作用。     

预炭化温度对聚丙烯腈基活性碳纤维结构与力学性能影响初探

采用连续化碳纤维实验装置制备活性碳纤维,借助广角X射线衍射(WAXD)、元素分析(EA)、比表面积(BET)、力学性能及碘吸附等表征测试手段研究了预炭化温度对聚丙烯腈基活性碳纤维(PAN-ACFs)结构与力学性能的影响。结果表明:PAN-ACFs的N元素质量分数、孔结构、晶粒尺寸是影响PAN-ACFs力学性能的重要因素,且随着预炭化温度的升高均呈现先减小后增大的趋势;当预炭化温度为680℃时,所制备的PAN-ACFs吸附性能较好,力学性能较佳,此时晶粒尺寸La为1.08nm,N元素质量分数5.7%,平均孔径0.81nm。     

磷酸镁混凝土路面快速修补材料的耐水性试验

目的研究不同外加剂对磷酸镁混凝土耐水性能的影响.方法掺入无机外加剂磷酸盐、硅灰、聚丙烯纤维等外加剂来对磷酸镁混凝土的力学性能、体积稳定性和强度保留率进行分析,与基准混凝土进行对比,从而确定各种外加剂磷酸镁混凝土的耐水性优劣.结果当掺入的磷酸二氢钾与原材料磷酸二氢铵质量比为2∶3时,磷酸镁混凝土力学强度发展较好,且在水中体积稳定性较为理想;当硅灰掺量为5%时,强度保留率达到最高值80. 5%;当硅灰掺量为10%时,试件抗压强度低于基准试件,且在水养条件下强度产生倒缩,耐水性较差.结论磷酸盐对磷酸镁混凝土耐水性改性效果优于掺加铁盐和铝盐的耐水性,适当掺量的硅灰能够有效改善磷酸镁混凝土的耐水性能,聚丙烯纤维能够与磷酸镁混凝土产生协同作用耐水性能更为显著.     

高性能碳纤维的研制方法

高性能碳纤维的制取与诸力学性能的提高应从原纤维的制备工艺与精细化着手,改善纤维一次结构与物理、化学性能;着眼热处理工艺对纤维高次结构与性能的影响;控制纤维结构缺陷的减少与微晶尺寸、取向等参数。     

竹材单元形态对竹木复合层积材性能的影响

通过对不同竹材单元形态竹层积材及竹木复合层积材物理力学性能进行研究,分析了竹材形态对层积材性能的影响。结果表明:相同的组坯方式、浸胶工艺和热压工艺条件下,竹材单元形态对竹层积材及竹木复合层积材的物理力学性能有明显的影响。以竹篾为主要单元的层积材力学性能较好,但是尺寸稳定性较差;以竹束单板为主要单元的层积材力学性能低于前者,但其力学性能均能达到结构用单板层积材最高级别的要求,且其胶合性能和尺寸稳定性均优于前者。     

竹屑/氯氧镁水泥复合材料性能试验研究

利用竹屑制备氯氧镁水泥复合材料,采用正交试验法研究H₂O/MgCl₂摩尔比、竹屑掺量、竹屑粒径、硼酸掺量对材料抗压强度、抗折强度及耐水性的影响,并用方差分析讨论了各因素对其力学性能及耐水性的影响规律。研究结果表明：随着H₂O/MgCl₂摩尔比的增加,材料的抗压和抗折强度呈下降趋势,当H₂O/MgCl₂摩尔比为15时,材料的抗压强度值和抗折强度值较高;随竹屑掺量的增加,材料抗压和抗折强度降低;当竹屑掺量为20%时,材料存在较高的抗压和抗折强度值;随竹屑粒径的增大材料抗压和抗折强度降低,竹屑粒径应以16～12目为宜,此时材料的抗压强度值和抗折强度值较高;随硼酸掺量的增加,材料抗压强度和抗折强度有所降低,耐水性提高。综合分析可得：材料的最优组合为A₁B₁C₁D₂,即当H₂O/MgCl₂摩尔比为15,竹屑掺量为20%,竹屑粒径为16～...     

PET废纤/竹原纤维增强不饱和聚酯复合材料的力学性能与吸水性能

采用平板模压成型方法制备聚对苯二甲酸乙二醇酯是(PET)废纤/竹原纤维增强不饱和聚酯复合材料,研究纤维梳理方式及不同质量比对复合材料力学性能与吸水性能的影响。结果表明:相同纤维比例、不同纤维梳理方式的复合材料拉伸强度无显著差异;纤维混合梳理的复合材料弯曲强度和弯曲模量均显著高于分别梳理的复合材料;纤维分别梳理的复合材料耐水性能优于纤维混合梳理的复合材料。动态机械热分析显示:复合材料储能模量随竹原纤维含量增加而增加,PET纤维含量的增加使复合材料阻尼效应增加。复合材料吸水动力学表明:水分在竹原纤维比例高且分别梳理的复合材料内部的扩散符合Fick定律;而水分在竹原纤维比例低且纤维混合梳理的复合材料内部的扩散行为不符合Fick定律。     

不同竹龄慈竹重组材强度和天然耐久性比较

以1～6年生慈竹为原料,酚醛树脂(PF)为胶黏剂制备重组材,探讨了竹龄对重组材各项物理力学性能、天然耐腐及抗霉性能的影响。结果表明:慈竹的基本密度随竹龄的增加呈上升趋势;1～6年生慈竹重组材力学强度随竹龄的增加有上升趋势,但增幅不大;慈竹重组材的天然耐腐性可达到强耐腐等级,竹龄对其影响不显著;1～6年生慈竹重组材素板的天然防霉性能极差,需对其产品进行防霉处理来提高它的使用价值和经济效益,竹龄的变化对其防霉性能的影响规律不显著。根据物理力学性能与天然耐久性的比较结果,在慈竹竹材作为结构用材时,建议采伐竹龄为3～4 a。     

毛竹纤维鞘的拉伸力学性能

以成熟毛竹为研究对象,在显微镜下从竹纤维鞘中成功切割出竹纤维束拉伸试样,并应用微拉伸技术测量其纵向拉伸强度和模量。通过对机械剥离的单根维管束以及竹片小试样进行拉伸对比,获得竹纤维鞘拉伸弹性模量和强度的间接测量值和计算值。结果显示,竹纤维束的拉伸弹性模量和强度平均值分别为42.72 GPa和729.25 MPa,介于竹纤维鞘的间接测量值和计算值之间,并与已有的研究结果也吻合得较好,表明竹纤维束试样的测试结果可以代表竹纤维鞘的整体力学性能。同时,笔者提出了在细观尺度下研究竹子力学特性的关键实验技术。     

湿热环境下丛生竹与毛竹地板的尺寸稳定性

模拟冬季和夏季室内湿热环境条件,对国产毛竹地板和印度丛生竹地板进行湿热处理,测试了丛生竹地板和毛竹地板湿热处理期间的含水率变化和尺寸稳定性。结果表明：夏季高温湿热环境对竹地板吸湿及尺寸稳定性影响较明显,丛生竹地板和毛竹地板的吸湿性能变化规律基本符合菲克定律,且两者变化规律相似;但冬季湿热环境对竹地板影响较小。总体看丛生竹地板的吸湿平衡含水率和吸湿速率较毛竹地板的高。两者总体上的尺寸变化率和吸湿性均与美国的红橡地板相近,满足地板的使用要求。     

竹塑复合粉末激光烧结件在熔模铸造中的应用

 选用竹粉作为植物纤维粉末,研究竹粉与热塑性树脂热粘结理论。选择合适的热熔胶粉末,分析了竹粉颗粒与热塑性树脂热作用结合机理;竹粉与热塑性树脂粉末混合后,研究了竹粉/热塑性树脂复合粉末的激光烧结特性、SLS成型件的平均力学性能。利用竹粉和热塑性树脂粉末混合物制造复杂零件的熔模铸造件,研究了熔模铸造工艺和SLS成形件、渗蜡件和铸件的尺寸精度传递特性。     

偶联剂对稀土荧光竹塑复合材料性能的影响

 为研究马来酸酐接枝聚乙烯（MAPE）、异丙基三(硬脂酰基)钛酸酯（YB-510）、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷（KH-560）3种偶联剂对稀土荧光竹塑复合材料发光性能、力学性能和热稳定性的影响,利用荧光分光光度计、电子万能试验机、摆锤冲击仪和热重分析仪对复合材料的荧光性能、力学性能和热稳定性进行了表征,并利用场发射扫描电子显微镜（FESEM）对稀土荧光竹塑复合材料的拉伸断面的微观形貌进行观察。结果表明,3种偶联剂都能改善稀土荧光竹塑复合材料的分散性、流动性、发光性能、弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度和冲击强度;场发射扫描电镜显示,铝酸锶荧光粉在有偶联剂添加的稀土荧光竹塑复合材料的基体中分散均匀、团聚减少、界面黏合作用改善;相比于钛酸酯（YB-510）和KH-560,MAPE对稀土荧光竹塑复合材料的发光性能、力学性能和分散性提高更明显;热失重（TG）曲线和一阶微分（DTG）曲线分析表明,KH-560提高稀土荧光竹塑复合材料的热稳定性,钛酸酯（YB-510）对稀土荧光竹塑复合材料的热稳定性产生不良影响,MAPE对稀土荧光竹塑复合材料的热稳定性的影响不明显。     

基于HAM模型的竹材热湿物理性质试验研究

为获得典型竹材的材性参数,明确竹木之间以及不同竹材之间的差异,选择整竹展平板、竹集成材、竹胶合板、竹重组材、竹刨花板、大片竹材定向刨花板等6种代表性产品,系统地进行基于建筑围护结构HAM模型的热湿物理性质测试.项目包括:测定基本物理性质的密度计算和真空饱和实验;测定湿储存性质的平衡吸放湿实验;测定湿传递性质的毛细吸水实验、蒸气渗透实验和干燥实验;测定热储存性质的热分析;测定热传递性质的导热系数测试和表面光热性质测试.测试结果初步形成竹材热湿物理性质的参数基础;与18种木材产品的对比表明,竹材湿储存和湿传递性质普遍小于木材,而同时表征热储存和热传递性质的蓄热系数大于木材;6种竹材之间的对比表明,竹材改性有利于均匀性的提高,可拓展其材性频谱范围,并使区别于木材的特性得到强化.     

木竹重组材抗弯性能的研究

根据混杂复合材料理论，将重组木的构成单元——木束与重组竹的构成单元——竹束，采用混杂方法复合，并对3种不同的混杂形态和不同混杂比进行了木竹重组材的结构设计及抗弯力学性能的研究。结果表明，与重组木相比，木竹重组材的比模量略有提高，比强度提高较大；3种混杂形态中，以竹束为表面的夹芯结构的比模量及比强度最高，均匀混杂的木竹重组材的抗弯性能最低；木竹重组材的抗弯性能均随竹束用量的增大而有不同程度地增大。重组竹的比模量和比强度分别比重组木高出50％和120％。     

竹原纤维碱处理的最佳工艺条件

采用正交试验对竹原纤维进行碱处理,研究碱液浓度、温度和处理时间对其力学性能的影响;同时采用电子显微镜观察碱处理前后竹原纤维纵、横向微观结构．结果表明,碱液温度对竹原纤维强度性能影响较大,碱液浓度对纤维细度和伸长率的影响较大;竹原纤维碱处理最佳工艺条件为：碱液温度20℃,质量浓度7.5g/L ,处理时间90min ,此时纤维强度稍有下降,伸长率和细度不匀率明显改善,提升了竹原纤维可纺性．