纤维与微膨胀复合对砂浆性能的影响研究

研究了聚丙烯纤维和微膨胀复合对大掺量粉煤灰砂浆变形性能的影响,聚丙烯纤维及聚丙烯纤维与微膨胀复合对水泥基复合材料抗硫酸盐侵蚀性能的影响。研究结果显示,聚丙烯纤维和微膨胀复合能有效改善大掺量粉煤灰砂浆的变形性能,聚丙烯纤维和膨胀剂的复合最有利于控制砂浆试块原生裂缝和尺寸,使砂浆试块的密实度及砂浆的抗硫酸盐腐蚀能力提高。     

聚丙烯纤维砂浆抗渗性能试验

为了研究聚丙烯纤维砂浆的抗渗性能,对聚丙烯纤维质量基准比Mf为0~0.900%的聚丙烯纤维砂浆进行稠度、分层度、表观密度、凝结时间、抗压强度、抗折强度、拉伸黏结强度、耐碱性、耐热性、吸水率、干缩率和抗渗压力的测试.试验结果表明:随着Mf的增加,聚丙烯纤维砂浆的稠度、分层度、拉伸黏结强度降低,抗折强度先升高后降低,吸水率和干缩率先降低后升高;当Mf从0增加至0.450%时,聚丙烯纤维砂浆的抗渗性能持续提高;当Mf从0.450%增加至0.900%时,砂浆的抗渗性能逐步降低.     

复掺聚合物和纤维对砂浆性能的影响

通过混合正交试验方法,研究了聚合物胶粉、甲基纤维素醚、聚丙烯纤维和木质纤维对聚合物砂浆抗压抗折强度以及压折比的作用效果,并对纤维和聚合物改善砂浆的作用机理进行了分析。研究结果表明:随着胶粉、纤维素醚、木质纤维和聚丙烯纤维的掺加,砂浆的压折比分别降低了52.67%、52.67%、40.06%和36.90%。四者共同作用时,抗折强度提高了43.72%,压折比降低了52.67%,且抗折强度最高时压折比最低,有效地增强了砂浆的柔韧性。     

不同截面形状PP纤维对砂浆抗塑性开裂的影响及机理

为了揭示不同截面形状聚丙烯(PP)纤维对砂浆抗塑性开裂的影响,采用平板约束法、荧光分析技术和扫描电子显微技术(SEM)分别对砂浆塑性开裂、纤维分散和纤维/基体界面形貌进行研究.结果表明:纤维长度、当量半径和掺量相同时,异形截面PP纤维提升砂浆塑性抗裂性能的效果优于圆形截面;将三角形和三叶形截面PP纤维与圆形截面PP纤维相比,前二者纤维的本体抗弯刚度提高幅度均大于20.88%,比表面积分别提高了28.6%和37.1%,纤维分散有效利用率分别提高了17.62%和30.70%,同时,纤维/基体间界面更致密,纤维表面粘附的水化产物更多.本体抗弯刚度、分散性、比表面积和纤维/基体界面黏结力的提高是异形截面PP纤维提高砂浆抗塑性开裂能力的关键因素.     

新型珍珠岩保温砂浆力学性能及影响机理研究

普通墙体珍珠岩保温砂浆在使用过程中易出现脆性大、抗裂及抗渗性能差等问题。为有效改善普通珍珠岩保温砂浆的相关问题,通过加入橡胶粉、聚合物、聚酯纤维对其进行复合改性。采取正交试验方法,通过各影响因素水平的变化,获得新型珍珠岩保温砂浆的工作性能和力学性能变化规律。实验结果表明:丁苯乳液对砂浆的稠度影响最大,珍珠岩次之。珍珠岩、橡胶粉、丁苯乳液和聚酯纤维四种材料对砂浆复合改性之后的新型珍珠岩保温砂浆的抗折强度相对于空白试样降低幅度为17%~45%,抗压强度降低幅度为25%~65%,折压比增大幅度为8%~56%。当改性组分为珍珠岩20%+橡胶粉10%+丁苯乳液10%+聚酯纤维0.050%时,抗折、抗压强度满足规范要求,折压比最大,此时砂浆的柔韧性最佳。通过砂浆的微观结构观察可得,丁苯乳液的掺入能够有效填充砂浆内部的宏观与微观缺陷,提高界面过渡区的密实程度。     

PVA品种和含量对PVA/HPSS复合膜增韧效果的影响

为改善淀粉的性能,提高淀粉膜的使用效果,通过对淀粉进行羟丙基磺酸基化变性处理,合成了羟丙基磺酸基化淀粉(HPSS)。以断裂强度和断裂伸长率为量化指标,考察了聚乙烯醇(PVA)品种和含量对PVA/HPSS复合膜增韧效果的影响。研究发现,PVA-0599、PVA-1788和PVA-1799分别与HPSS复合制膜后,复合膜的断裂强度降低,断裂伸长率明显提高,其中PVA-1799的增韧作用最好。随着复合膜中PVA-1799的质量分数从0%增加到50%,复合膜的断裂强度由28.9 MPa逐渐降低到15.9 MPa,断裂伸长率由4.1%逐渐增大到16.3%。综合考虑断裂强度和断裂伸长率,认为PVA-1799质量分数为30%~40%时复合膜性能较好。     

纤维类型及参数对砂浆抗渗性能的影响

水泥基材料的抗渗性能与其耐久性直接相关.采用测试不透水性提高率的方法,研究了纤维类型及纤维参数对水泥砂浆抗渗性能的影响.结果表明:掺加纤维能够显著提高砂浆的抗渗性能,纤维类型及纤维掺量、长度、直径、截面形状、表面处理方法等对砂浆的抗渗性能都有所影响.     

天然无水石膏自流平砂浆抗裂性的研究

研究了聚丙烯纤维掺量、纤维长度及减缩剂掺量等对天然无水石膏自流平砂浆塑性收缩开裂性能的影响。结果表明:纤维和减缩剂的加入,均能有效提高石膏自流平砂浆的抗裂性能;纤维越长,抗裂对于砂浆抗裂性能的提高效果越显著;减缩剂在砂浆各龄期均能有效减少砂浆硬化过程中的收缩,从而提高砂浆的抗裂性能。     

硫酸盐侵蚀-干湿交替耦合作用下纤维增强地聚合物砂浆性能

为探究纤维对地聚合物材料抗硫酸盐侵蚀性能的影响,对纤维增强偏高岭土-粉煤灰(MK-FA)基地聚合物砂浆经硫酸盐侵蚀-干湿交替耦合作用后的宏观形貌特征、微观结构特征、质量损失率及力学性能等进行了研究,探讨了纤维对MK-FA基地聚合物砂浆抗硫酸盐侵蚀性能的改善机理。结果表明：随硫酸盐侵蚀-干湿交替次数的增加,试件力学性能先上升而后趋于稳定,质量损失率先增大后减小,纤维可改善地聚合物砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能;Na₂SO₄溶液主要侵蚀试件表面,对内部结构没有明显损害;稳定致密的内部结构及纤维的桥接作用使纤维增强MK-FA基地聚合物砂浆具有优异的耐硫酸盐侵蚀性能,有利于维持试件力学性能和结构稳定性。     

国产新型钢纤维增强砂浆的力学性能研究

用国产新型钢纤维来增强砂浆，钢纤维在砂浆拌合料中的分散方法简便、分散均匀，增强砂浆的抗折、抗压性能较好．对钢纤维表面进行无机复合处理或高分子化合物处理，使复合材料的抗折、抗压性能得到了不同程度的提高     

有机纤维对“客运专线”用C40高性能混凝土性能的影响

目的为增强混凝土早期抗塑性开裂性能及耐久性,研究了有机纤维种类、长度及掺量对混凝土工作性能、力学性能及抗碳化性能的影响.方法采用坍落度试验、抗压与抗折强度试验、混凝土碳化试验及平板约束法测试进行研究.结果聚丙烯腈(PAN)纤维对混凝土工作性能影响最大,坍落度降幅达86%;掺入19 mm聚丙烯(PP)单丝纤维,坍落度下降25%;加入0.15%PP纤维,坍落度降幅达28.7%,含气量增加25.9%;掺入聚乙烯醇(PVA)纤维后,混凝土7 d、28 d抗压强度降幅最大,分别达30.4%、23.5%;12 mm PP单丝纤维体积掺量为0.15%时混凝土的抗裂效果明显好于0.05%掺量,而碳化深度较基准低30%.结论混凝土中掺入有机纤维后,早期抗塑性开裂性能明显增强;混凝土的抗裂效果随纤维长度和掺量增加,效果越来越明显;有机纤维的加入明显提高混凝土的抗碳化力,力学性能有所降低,但降幅不大.     

影响聚合物砂浆抗裂性的因素分析

在保证砂浆拉伸粘结强度大于0.10MPa的前提下,通过正交试验方法研究聚丙烯纤维、木质纤维和可再分散性乳胶粉3因素、3种水平掺量对聚合物砂浆柔韧性的影响,并分析纤维和聚合物对砂浆的抗裂机理.结果表明,聚丙烯纤维和胶粉保持不变,木质纤维掺量0.35%时压折比降低13.36%;其他因素不变,聚丙烯纤维掺量0.6%时压折比降低15.20%;同理,胶粉掺量3%时压折比降低了27.52%;当取木质纤维、聚丙烯纤维及胶粉的掺量分别为0.35%、0.6%和3%时,压折比则降低52.94%,此时抗折强度达到最高点5.26 MPa,砂浆的柔韧性最佳,抗裂性得到显著加强.     

高强高模PVA/CNF/GO复合纤维的制备与性能研究

采用湿法纺丝和热拉伸工艺制备了高强度高模量的PVA/CNF/GO复合纤维,研究了纳米纤维素(CNF)和氧化石墨烯(GO)对聚乙烯醇(PVA)纤维的增强作用,探讨了CNF含量和热拉伸温度对纤维拉伸性能的影响。当CNF的含量为6%,GO的含量为1%时,湿法纺制的PVA/CNF/GO复合纤维在160℃经过3倍的热拉伸处理后具有优异的拉伸性能,其极限抗拉强度为(1.09±0.11)GPa,弹性模量为(21.87±3.03)GPa,比纯PVA纤维分别提高了45%和63%,比未热拉伸处理的PVA/CNF/GO复合纤维分别提高了523%和271%。同时,该复合纤维具有良好的生物相容性和潜在的生物应用价值,可作为手术缝合线,提供组织再生时所需的适当张力。     

锌铋催化剂对聚氨酯砂浆内部温湿度变化规律的影响

目的 提升聚氨酯砂浆快速裂缝修补材料的力学强度及保温、耐老化性能。方法 测量掺入锌铋复合延迟催化剂的聚氨酯砂浆在7 d龄期内距试件上表面20 mm、50 mm、80 mm处的温湿度变化。结合固化时间、抗折抗压强度及孔隙率研究催化剂对聚氨酯砂浆材料温湿度变化规律的影响。结果 催化剂促进了聚氨酯砂浆固化反应进程,温度快速上升,高于环境温度7～15℃,并有效抑制了NCO与水反应产生CO₂,孔隙率降低了62.29%。随龄期发展,试件内部温湿度演变机制与环境温湿度波动具有一致性。结论 锌铋复合催化剂可降低聚氨酯砂浆孔隙率及内部温度的波动幅度,提升聚氨酯砂浆强度、保温抗渗性能,有利于其在裂缝修补工程中的应用。     

改性聚酯纤维在混凝土中的分散性及对耐久性的影响

制备了不同纤维掺量的改性聚酯纤维混凝土,通过纤维分散的图像处理方法研究五种不同搅拌方式对改性聚酯纤维在混凝土中分散性能的影响,并通过耐久性试验研究改性聚酯纤维混凝土的抗碳化、抗氯盐侵蚀和抗冻性能.结果表明,图像处理方法能够较好地评价改性聚酯纤维混凝土中的纤维分散性,认为“砂石胶材60 s+水60 s+纤维60 s”的搅拌方式得到的纤维分散性最好,与肉眼观察的效果一致.掺加改性聚酯纤维能够提高混凝土的抗压强度,掺量为1.1 kg·m-3时提高强度14%左右,继续增大纤维掺量不能持续提升强度.改性聚酯纤维在混凝土中的密集分布能够削弱CO2的扩散,降低混凝土的碳化速率12.6%~18.9%,纤维掺量越多,抗碳化能力越好.掺加改性聚酯纤维能够降低混凝土的氯离子扩散系数,提高其抗氯离子侵蚀能力.改性聚酯纤维还能有效减少冻融循环过程中表层材料的剥落,大大改善混凝土的抗冻性.     

纳米高岭土改性砂浆抗酸雨侵蚀试验研究

为了研究纳米高岭土对砂浆抗酸雨腐蚀性能的影响,配置pH值为1.5的硫酸硝酸混合溶液以模拟酸雨环境,研究了模拟酸雨环境下包含不同纳米高岭土掺量(0,1%,3%,5%)的砂浆试件的物理力学性质.利用场发射扫描电镜分析了酸性介质侵蚀过程中砂浆材料微观结构的变化规律,探讨了纳米高岭土对砂浆抗酸雨腐蚀性能的改善机理.试验结果表明:纳米高岭土能够改善砂浆的微观结构,提高砂浆基体密实性,掺入水泥质量1%的纳米高岭土砂浆试件抗压强度提高了21%;同时,还能有效阻碍H+和SO2-4进入砂浆基体内部,减弱了H+引起的溶蚀破坏以及SO2-4引起的膨胀破坏,显著提高砂浆抗酸雨腐蚀能力.酸雨腐蚀60 d后,掺入水泥质量1%的纳米高岭土砂浆试件表面溶蚀现象减弱,强度损失率较普通砂浆试件降低27.23%.     

硅藻土复合木质纤维改性沥青性能研究

硅藻土复合木质纤维是经特定表面处理工艺处理后的硅藻土与木质纤维在高剪切条件下制备而成的一种复合材料.将硅藻土复合木质纤维用于改性道路沥青,进行了改性沥青高温性能、低温性能和感温性能3个方面的实验研究,考察了二者协同作用对沥青性能影响.结果表明:改性后,沥青的高温性能、低温性能和感温性能显著改善,且硅藻土复合木质纤维掺量为0.5%时,沥青性能改善效果最佳,与基质沥青相比针入度指数增加了2.43,当量软化点提高了7.7℃,当量脆点降低了16.8℃.     

聚丙烯纤维提高水泥砂浆抗塑性开裂的机理

研究了聚丙烯纤维掺量、长度和截面形状对砂浆早期塑性收缩抗裂性能、塑性抗拉强度和表面水分蒸发率的影响,结果表明:随着纤维掺量和长度的增加,抗塑性收缩开裂的效果随之提高;纤维长度对塑性收缩抗裂的影响较其掺量要复杂得多;截面形状为多边形的聚丙烯纤维对提高砂浆塑性收缩抗裂效果要好于圆形的.纤维掺量、长度及比表面积的增加有利于提高砂浆(水灰质量比0.36,灰砂质量比1 ∶ 2)的塑性抗拉强度,而对砂浆水分蒸发率的影响不是非常显著.聚丙烯纤维对塑性收缩抗裂的效果主要取决于其对塑性抗拉强度的提高.结合理论和试验分析,归纳出了聚丙烯纤维提高砂浆抗塑性开裂性能的效应图.     

粉煤灰基地聚合物砂浆组成设计与性能研究

以粉煤灰为主要原材料,矿粉为添加剂,水玻璃和氢氧化钠为复合激发剂,标准砂为细集料,制备地聚合物砂浆。运用三维图与等值线作图分析的方法,探究水胶比与胶砂比这两个组成设计参数对粉煤灰基地聚合物砂浆的流动度、抗压强度、抗折强度的影响规律。试验结果表明水胶比与胶砂比均对粉煤灰基地聚合物砂浆流动度与力学强度影响较大。水胶比在0.4~0.42,胶砂比在0.45~0.5时,制备出的地聚合物砂浆工作性能和力学性能较优。基于地聚合物砂浆脆性较大的特点,应用长度为8 mm与12 mm的PVA纤维进行增韧改性。结果表明,掺量为0.5%的PVA纤维对地聚合物砂浆抗压强度影响不大,但是抗折强度显著提高,延性增强,因此压折比下降,弯曲韧性增强。     

木素含量和纤维回用次数对漆酶改善纸浆强度的影响

取未漂和漂白硫酸盐浆进行浆料复配和纤维回用实验,考察木素含量和纤维回用次数对漆酶处理改善纸浆性能的影响.漆酶处理后复配浆的强度性能提高,尤其湿强度提高明显,随着漂白浆比例的增加,浆中木素含量减少,经漆酶处理后纸浆强度增幅逐渐降低.漆酶处理后未漂浆的湿抗张指数提高33.45%,当漂白浆含量为40%时湿强的增幅减小为2.72%,说明适宜的木素含量是漆酶催化提高纸浆强度的必要条件.回用浆经漆酶处理后纤维性能得到改善,但随着纤维回用次数的增加,漆酶增强幅度呈降低趋势.纤维性能测试结果表明纤维回用过程中纤维长度和宽度降低,针叶木细小纤维含量略有减少,阔叶木细小纤维含量变化与此相反,漆酶处理后纤维性能无明显变化.扫描电镜检测说明漆酶处理后纸浆纤维间产生"黏合"现象.