有机物浸渍地聚物制备有机-无机复合材料

为增强地聚物材料的力学性能,研究地聚物材料的性能特点与微观结构特征,采用MMA(甲基丙烯酸甲酯)单体有机溶液浸渍经脱水干燥处理后的地聚物基体,然后引发基体孔隙内有机物交联固化的方法制备出一种有机-无机复合材料。材料孔隙率与抗压强度测试结果表明:养护3天的地聚物经浸渍固化处理后,孔隙率明显降低,抗压强度明显提高,力学性能具有较明显的增强。采用扫描电镜与能谱分析法对复合材料的微观结构与物质成分进行观测与分析,图像与成分分析显示有机物进入材料的孔隙中,并对复合材料增强机理进行探讨。     

石膏碱激发地聚物固化黄土强度及机理

为探究石膏碱激发粉煤灰地聚物固化黄土的力学性能及其机理,确定最佳组分比,进行无侧限抗压强度试验、X射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)分析.结果表明,固化黄土的强度随石膏掺量的增加而增大;石膏掺量质量分数为1.5％,熟石灰∶粉煤灰(质量比)=7∶14时,强度最大;XRD分析结果表明石膏碱激发地聚产物主要为水化硅...     

地聚物混凝土的抗剪性能研究

采用直剪试验研究了地聚物混凝土的抗剪性能. 设置16个试验工况,其中包含3个普通混凝土强度的对比工况. 试验结果表明,地聚物混凝土的抗剪强度随着混凝土强度和抗剪钢筋配筋率的增大均有显著提高,随着剪切面高度的增加而有所下降,剪切面宽度的改变对其影响较小. 该类地聚物混凝土的剪切裂缝发展模式和剪切破坏模式与普通混凝土一致,极限抗剪强度略高于普通混凝土. 试验值与Loov和Patnaik的理论值之比的平均值为1.21,该理论值较其他理论值更接近试验值.     

地聚物再生骨料混凝土的力学性能研究

目的 研究工业废渣和废弃混凝土替代水泥和自然石材制备地聚物再生骨料混凝土的制备条件及养护制度对地聚物再生骨料混凝土力学性能的影响.方法 对40组边长为100 mm的正立方体试件进行抗压强度试验,分析原材料氧化物物质的量比、水玻璃掺量、液胶比、NaOH掺量、再生骨料预处理制度、再生骨料原始强度等级、养护温度和养护时间对地...     

地聚物砂浆植筋的粘结锚固性能

地聚物相比于普通波特兰水泥,具有节能环保、快硬早强、收缩小、粘结性能好等优点.为探究地聚物砂浆作为植筋锚固胶的可行性,本研究开展了地聚物砂浆植筋后锚固试件的拉拔试验,考察了基体类型(混凝土、花岗岩)、锚固长度、钢筋直径(d)、加载方式(单调加载和重复加卸载)对地聚物砂浆植筋锚固性能的影响,并与普通水泥砂浆、商业有机植筋...     

夹芯复合材料T型接头弯曲疲劳损伤机制及剩余强度试验研究

为了解夹芯复合材料T型接头在弯曲疲劳载荷作用下的损伤特征模式及剩余强度特性,以疲劳加载试验机和万能材料试验机为测试平台,开展了该型接头的弯曲疲劳试验以及疲劳加载前后的静力弯曲破坏对比试验。通过接头疲劳加载前的静力弯曲破坏试验,获取了结构初始破坏载荷并观测了损伤特征模式。试验研究结果表明,在弯曲疲劳载荷作用下,接头结构刚度呈现渐进退化特征且随疲劳载荷峰值的上升呈加速趋势,接头的疲劳损伤模式主要为水平基座夹芯板两侧简支边界位置泡沫芯材的剪切损伤,泡沫芯材力学性能的退化导致结构刚度的渐进式下降。进一步的试验结果对比分析表明,该型接头的疲劳安全峰值载荷可取为结构初始损伤载荷的70%,在疲劳安全峰值载荷范围内并经历105次弯曲疲劳循环后,接头的初始刚度和极限承载弯矩与疲劳承载前基本相当。     

苯乙烯基形状记忆复合材料梁的弯曲性能分析

为了提高形状记忆聚合物(SMP)的刚度性能,研制了纤维增强苯乙烯基形状记忆聚合物复合材料(SMPC),对其动态力学和弯曲性能进行了测试分析,采用有限元分析法得到SNIP和SMPC梁的弯曲变形规律,并利用经典层合板理论对其刚度进行分析.结果表明:SMPC材料的弯曲回复率和抵抗变形的能力都高于纯SMP材料.在等温度条件下,SNIP梁和SMPC梁的变形与载荷呈线性关系;在等载荷条件下,SMP梁和SMPC梁的变形与温度呈非线性关系.SMPC的刚度特性使其应用领域得到拓展.     

盐溶液作用下地聚物固稳铬污染土强度及毒性浸出特性

针对传统固化剂在固化、稳定污染土中耐久性差的问题,通过试验探究在NaCl溶液的侵蚀作用下,采用地聚物固化剂固化的Cr污染土强度特性和氯离子浸出特性。与水泥固化剂进行对比,结果表明：地聚物固化剂抗侵蚀性能更优;不同NaCl质量分数溶液浸泡下,地聚物固化土的无侧限抗压强度始终高于水泥固化土,总Cr和Cr(Ⅵ)浸出质量浓度始终低于水泥固化土。研究结论可为污染土的固化稳定提供参考。     

BP neural network based flexural strength prediction of open-porous Cu-Sn-Ti composites

Open-porous Cu-Sn-Ti composites are fabricated by the space holder sintering technique using carbamide particles as space-holder material. Generally, the mechanical properties of open-porous sintered composites, especially the flexural strength affect the machine tools wear significantly. In this paper, a back-propagation (BP) artificial neural network with genetic algorithm (GA) and particle swarm optimization algorithm (PSOA) was then employed to relate the composition parameters (pore size, porosity and concentration of molybdenum disulfide particles) to the flexural strength. Furthermore, a comparison of predicted and experimental results using GA-BP and PSOA-BP models was conducted and good prediction accuracy was obtained. The study showed that PSOA-BP models could achieve better prediction results in aspects of the higher convergence velocity, lower relative errors of the flexure strength utilizing GA-BP models. Finally, the high porosity and desired flexural strength were achieved by optimizing the input parameters of open-porous Cu-Sn-Ti composites.     

磷酸基偏高岭土地质聚合物研究

为合理的开发利用我国丰富的高岭土资源,研究制备磷酸基偏高岭土地质聚合物。采用水浴放热反应,优化了水浴反应温度,筛选了蒸馏水、浓磷酸最佳用量。结果表明:当偏高岭土用量100.00 g,水浴温度50℃,蒸馏水43.00 g,浓磷酸74.01 g时,磷酸基偏高岭土地质聚合物抗压强度达166.73 MPa。磷酸基偏高岭土地质聚合物制备工艺简单,抗压强度高。     

基于弯曲比例极限的单个试件抗折强度预测方法

为提高混凝土单个试件抗折强度的预测精度,分析了弯曲应力下变形曲线和弯曲比例极限的特性,阐述了基于弯曲比例极限预测单个试件抗折强度的原理和方法.弯曲应力-应变曲线具有在比例极限荷载处由线性向非线性转变的特征,在不破坏试件的前提下,对试件进行逐级加载至比弯曲比例极限荷载大1~2kN,根据应变增量的变化可确定该试件的弯曲比例极限荷载,且该试验不会对试件造成损伤.相同配合比混凝土的弯曲比例极限基本为常数且其变异性比抗折强度小,同配合比混凝土的弯曲比例极限平均值可作为每个试件弯曲比例极限的预估值,将弯曲比例极限荷载除以比例极限平均值即可预估试件的抗折强度.该方法能显著提高单个试件抗折强度的预测精度,可用于预测弯曲疲劳试件的抗折强度.     

纳米碳管/水泥基复合材料的阻尼及力学性能

以水泥为基体、多壁纳米碳管为增强组分,采用表面活性剂超声分散法,浇注成型制备了5组多壁纳米碳管/水泥阻尼自增强复合材料(FRCs)。在一弹性自由支撑体系中采用锤击自由衰减法初步探讨了FRCs的阻尼性能,随后采用三点弯曲法测试了FRCs的抗弯折强度,并对其阻尼及力学增强的微观机理进行了探讨。结果表明：相比于参比试件,掺有纳米碳管的FRCs试件的阻尼比及抗弯折强度均得到一定的提高,增幅分别达24.5%、35.98%。FRCs表现出较好的耗能及增韧能力主要归因于硅灰的微填充与界面效应和多壁纳米碳管的微纳米填充桥联、相互界面层间内摩擦及弹塑性波动效应。     

油页岩渣基地质聚合物的研制

以油页岩渣为主要原料,在碱性激发剂的作用下,制备了具有较高强度的地质聚合物砌块.并通过正交试验的方法,探讨了对不同影响因素对砌块抗压强度的影响,确定了制造油页岩渣基地质聚合物的最佳方案.     

PVDF基复合材料的制备及热学性质研究

采用溶液法制备了以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,多壁碳纳米管(MWNTs)和纳米二氧化锆(Zr O2)为填料的纳米复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)和X射线衍射仪(XRD)对复合材料的表面形貌、热学行为和结晶度分别进行了观察和研究。结果表明,多壁碳纳米管和纳米二氧化锆对材料的热力学行为都有影响。填料含量较少时能起到诱导结晶作用,随着纳米填料粒子含量的增加异相形核作用有所下降。当两种填料同时加入时,其诱导结晶作用增强。     

高强U形外包钢-混凝土再生混合梁的受弯性能研究

为研究高强U形外包钢-混凝土再生混合梁受弯性能,对4组简支组合梁进行了三点对称集中加载试验。试验步骤包括材料选取、试件制作与设计、试件加载、测点布置以及试验结果与分析,结果表明:(1)4组简支组合梁受弯形态变化情况中高强U形外包钢-混凝土再生混合梁的形态破坏最轻;(2)得出4组简支组合梁抗变形能相关参数,其抗变形能力排序:试件4>试件3≥试件2>试件1。     

石墨烯增强铜基复合材料强度及机理研究

为了提升金属基复合材料的力学性能,采用FSP（friction stir processing）方法制备铜/石墨烯复合材料,通过金属显微组织观察试验和力学试验对试样进行分析,探究搅拌工具转速和石墨烯添加量对复合材料微观组织特征、抗拉强度的影响规律,并对复合材料的强化机理进行研究。结果表明,石墨烯对铜基体的作用主要体现在载荷传递和阻碍铜基体中的位错运动和晶界长大方面,随着石墨烯的引入,焊核区晶粒发生了明显细化;晶粒细化的原因是搅拌工具的机械搅拌作用和晶粒再结晶过程中石墨烯对晶粒长大产生了阻碍作用;与母材相比,铜/石墨烯复合材料的抗拉强度提升了5%,最高可达277.49 MPa。因此,采用FSP方法可制备性能良好、石墨烯分布均匀的铜/石墨烯复合材料,新方法有效提升了铜合金材料的力学性能,可为复合材料的广泛应用提供理论基础和技术参考。     

单组分电炉镍渣基地聚物修补材料制备与性能调控

冶炼镍铁每年生产大量的电炉镍渣,目前对其综合利用率很低,大面积的露天堆放造成的严重环境污染问题日渐突出。电炉镍渣含有大量的玻璃相SiO2和MgO,有一定的火山灰活性,为寻求高效绿色的电炉镍渣利用方式,本文以电炉镍渣为原料,制备单组分地聚物砂浆旨将其应用于修补材料领域。然而,前期工作发现纯电炉镍渣基制备的地聚物修补性能并不理想。本研究基于正交实验和极差分析,通过掺入矿物掺合料,改变碱模数和碱当量等关键影响因素对镍渣基地聚物各项修补性能进行调控,获取满足地聚物修补性能的最优配合比以及各关键影响因素对修补性能的影响主次。结果表明：最优配比是矿渣掺量为30%,粉煤灰掺量为30%,碱模数为1.2,碱当量为0.107mol/100g,其28d的抗压及抗折强度分别为90.29MPa、9.23MPa,粘结强度为6.6MPa,干燥收缩率为560×10^-6,满足修补砂浆规范要求。矿渣掺量对其性能调控影响最为显著。该成果可为单组分镍渣基地聚物制备修补材料的工程应用提供理论依据。     

PVA纤维增强高性能水泥基材料的韧性

采用低掺量(纤维体积率为1%~2%)的高强度高弹模聚乙烯醇纤维(简称PVA纤维)进行延性纤维基材料韧性的研究,分析了材料组成参数(PVA纤维体积率、纤维长径比、界面改性剂和砂灰比等)对高强度高弹模PVA纤维增强水泥基材料韧性的影响。结果表明,使用高强度高弹模PVA纤维以及通过材料组分优化,可以在低体积率下得到高韧性水泥基复合材料,凹土可以做为PVA纤维的一种界面改性剂。