玄武岩纤维的性能及应用

玄武岩纤维是具有良好力学性能、电学性能、热学性能,可应用于过滤、吸波吸音、水处理及复合材料的增强材料等方面的无机连续纤维,较其他高性能纤维,价格低,在防护、汽车船舶工业、土木建筑等领域替换部分高性能纤维,降低成本.综述了玄武岩纤维在化学性能、热学、力学性能、电磁学性能上最新的研究及应用.     

基于耐久性的超高性能纤维改性混凝土叠合墩柱设计概念

提出了基于结构耐久性的叠合墩柱设计概念,将具有较高耐久性能的超高性能纤维改性混凝土永久模板应用于叠合墩柱结构设计,使得超高性能纤维改性混凝土模板成为新一代多功能永久模板,并详细阐述了该新型结构设计概念的工程背景.基于此,综述了超高性能纤维改性混凝土的基本材料性能和设计方法,介绍了超高性能叠合墩柱结构的设计方案.最后,展望了该类新型结构面临的需要解决的关键科学问题,并结合在研课题做了进展综述.     

不同PPF掺量的高性能混凝土高温后性能研究

高性能混凝土具有低渗透性,在火灾高温下不可避免地发生爆炸。试验设计了144个掺有不同聚丙烯纤维(PPF)掺量的高性能混凝土立方体试块,在经历了20~800℃的温度后,研究高性能混凝土在高温后的物理、力学性能变化规律。最后分析了聚丙烯纤维影响混凝土高温后性能的机理。     

玄武岩纤维的性能及应用

玄武岩纤维是一种新型高性能纤维,具有高强、耐高温、耐烧蚀、化学稳定性强、绿色环保的优异性能特点,可作为替代碳纤维、玻璃纤维的增强材料在复合材料中使用。本文介绍了玄武岩纤维的发展概况、主要性能特点,及主要的应用领域。     

混杂纤维增强高性能混凝土拉压比试验研究

研究了揭示钢纤维和聚丙烯纤维混杂后对高性能混凝土强度和拉压比的影响.参照国家标准和试验方法,按不同的纤维掺量设计了9组混杂纤维增强高性能混凝土试件以及3组钢纤维增强高性能混凝土对比试件和1组普通高性能混凝土对比试件,进行了大量立方体抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验研究,并对拉压比进行回归分析.结果在高性能混凝土中掺加适量的钢纤维和聚丙烯纤维后:对抗压强度影响不明显,但可使抗拉强度提高10%~30%,使拉压比增大到0.06~0.068;钢纤维体积掺量为0.8%、聚丙烯纤维体积掺量为0.11%时,混杂纤维增强高性能混凝土拉压比为0.068;混杂纤维增强高性能混凝土的劈裂抗拉试验为近似于延性断裂破坏.结论掺加适量钢纤维和聚丙烯纤维后,高性能混凝土的抗拉强度和拉压比均有不同程度的提高,这有利于提高高性能混凝土的抗裂性能和抗震性能.     

玻璃纤维的研究现状及发展趋势

玻璃纤维是一种具有优异的物理化学性能的高性能纤维,在社会生活中的各个行业均有广泛的应用。介绍了玻璃纤维的生产工艺、分类、性能、应用领域、国内外生产概况及发展趋势。     

混杂纤维增强高性能混凝土强度的试验

目的揭示钢纤维和聚丙烯纤维混杂后对高性能混凝土强度和抗裂性能的影响.方法参照国家标准和试验方法，按不同的纤维掺量设计了16组纤维增强高性能混凝土试件，进行了大量抗压强度试验和劈裂抗拉性能试验研究.结果低体积掺量的聚丙烯纤维增强高性能混凝土劈裂抗拉试验破坏为爆裂式破坏；在高性能混凝土中掺加适量的钢纤维和聚丙烯纤维可使抗拉强度提高10%-40%，使拉压比增大到1/18-1/16；劈裂抗拉试验破坏为带有一定延性的破坏；钢纤维体积掺量为0.8%、聚丙烯纤维体积掺量为0.11%时混杂纤维增强高性能混凝土的复合增强效果最好，高性能混凝土拉压比为1/16.结论适量掺加钢纤维和聚丙烯纤维可使高性能混凝土的拉压比增大，提高高性能混凝土的抗裂性能.     

高性能纤维层叠复合材料的抗冲击性能研究

制备碳纤平纹机织布(T)、芳纶平纹机织布(K)、玻纤平纹机织布(G)、高强聚乙烯UD布(U)增强双酚A环氧乙烯基酯层叠复合材料,并对复合材料进行抗冲击性能测试。研究不同种类层叠复合材料的防弹性能以及防弹机理。结果表明:制备的高性能纤维不同层叠复合材料的抗冲击性能BPI值的大小关系是:UUUUGUTKGGKKTTKKKKKKGGGGTTTT;高性能纤维层叠复合材料着弹面纤维织物发生剪切破坏吸收能量,背弹面纤维织物发生拉伸断裂吸收能量;高性能纤维层叠复合材料的着弹面应选择抗剪切性能比较好的无机纤维碳纤、玻纤等;背弹面应选择抗拉伸性能较好的有机纤维芳纶、高强聚乙烯等。     

高性能纤维层叠复合材料的抗冲击性能研究

制备碳纤平纹机织布(T)、芳纶平纹机织布(K)、玻纤平纹机织布(G)、高强聚乙烯UD布(U)增强双酚A环氧乙烯基酯层叠复合材料,并对复合材料进行抗冲击性能测试。研究不同种类层叠复合材料的防弹性能以及防弹机理。结果表明:制备的高性能纤维不同层叠复合材料的抗冲击性能BPI值的大小关系是:UUUUGUTKGGKKTTKKKKKKGGGGTTTT;高性能纤维层叠复合材料着弹面纤维织物发生剪切破坏吸收能量,背弹面纤维织物发生拉伸断裂吸收能量;高性能纤维层叠复合材料的着弹面应选择抗剪切性能比较好的无机纤维碳纤、玻纤等;背弹面应选择抗拉伸性能较好的有机纤维芳纶、高强聚乙烯等。     

索塔锚固区用HPFRC的塑性收缩与干燥收缩

钢锚箱锚固区部位所处环境复杂，为确保其耐久性，制备了专用高性能纤维混凝土（HPFRC）.模拟干热环境，对优选出的泵送性能优异的高性能混凝土（HPC）和高性能纤维混凝土（HPFRC）进行了塑性收缩试验；研究了纤维掺量和种类对塑性收缩和干燥收缩性能的影响，并对其机理进行了探讨。研究表明：随着纤维掺量的增加，塑性收缩的开裂总面积下降，混凝土的抗裂等级提高；当钢纤维的体积掺量超过0．8％，高性能铜纤维混凝土自由干燥66d的收缩值同高性能混凝土相比下降了50％；纤维体积率为0．1％的聚丙烯纤维与体积率为0．6t％的钢纤维混杂后，对抑制塑性收缩和干燥收缩效果显著？     

Microstructure and properties of novel polarization maintaining fiber

An improved type of elliptical jacket polarization maintaining fiber was developed by using a modified chemical vapor deposition method with special treatment. Different from conventional elliptical jacket, the shape of the stress jacket was transmuted. The cross-section of fiber consists of 5 layers: substrate, outer cladding, stress jacket, inner cladding and core. The cross sectional component distribution was investigated by electron probe microscopy and energy dispersive spectrum. The finite element method was used to calculate the stress birefringence.Based on the analyses of the microstructure, the technological process is improved. The temperature cycling test of the fiber wound into gyroscope coils was performed. The results show that the fiber possesses superior performance at high and low temperatures compared with other fibers. The high homogeneity is achieved by well-controlled modified chemical vapor deposition process. A homogeneous length of 8 km fiber is obtained. With advantages in homogeneity and length, the fiber has great potential in applications such as fiber gyroscopes, fiber hydrophone and other optical fiber sensors.     

高性能纤维束纤维尺度微细观结构表征及重构

为深入研究纤维束内部纤维的真实排列状态,通过连续截面剖切实验,采用CCD纤维摄像仪获取了高性能纤维束样本的一系列截面图像,利用样条曲线重构出纤维束内部纤维空间走向的三维实体图,真实地再现了纤维束内部每根纤维在空间的路径、偏转以及纤维间的接触状态,将高性能纤维束的微细观结构研究初步推进到了纤维尺度。     

纤维类型对塑性混凝土基本性能的影响

通过研究聚丙烯纤维、聚酯纤维、木质素纤维和玄武岩纤维对塑性混凝土工作、力学变形、抗渗等性能影响,发现塑性混凝土掺入纤维后:拌合物的坍落度、扩展度、泌水率均有不同程度降低,纤维的长度、吸水性及在混凝土中形成的网状结构对塑性混凝土工作性能影响显著;抗压、劈拉和抗折强度均有不同程度降低,纤维的填充作用超越了纤维与混凝土的黏结作用和纤维的吸水作用;变形性能明显改善,以聚丙烯纤维改善最为明显;相对渗透系数均有所降低,按降低作用由小到大依次为:木质素纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维和玄武岩纤维,纤维能在一定程度上阻止塑性混凝土内的原始裂缝,降低裂缝贯通的可能性.     

海泡石/玄武岩纤维复合沥青混合料性能研究

从海泡石纤维和改性玄武岩纤维的微观结构特性出发，进行海泡石／玄武岩复合纤维增强沥青复合材料的制备．通过路用性能试验，研究了海泡石纤维和改性玄武岩纤维对沥青混合料性能的影响以及结合机理．结果表明，添加适当量海泡石和改性玄武岩纤维可以制备性能优良的纤维复合沥青混合料．海泡石纤维对沥青表现极强吸持能力，有效调节沥青质与胶浆的含量．改性玄武岩纤维在沥青中主要起加固和改善混合料的作用．两种纤维的添加，使沥青混合料的高温变形性、水稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性等显著提高。     

Effects of fibers on mechanical properties of high-performance concrete subjected to elevated temperatures

The compressive strength and ilexural toughness as well as fracture energy of fiber reinforced highperformance concrete （FRHPC） subjected to different high temperatures were studied. The results showed that after exposure at 300,600 and 900℃, the concrete mixes retained 88.1% , 41.3% and 10.2% of the original compressive strength on average, respectively. Steel fiber and polypropylene （PP） fiber were both effective in minimizing the damage effect of high temperatures on the compressive strength. The HPC reinforced with steel fibers showed higher flexural toughness and fracture energy before and after the high-temperature exposures. In comparison, PP fibers had minor beneficial effects on the flexural toughness and fracture energy. The mechanical properties of HPC reinforced with hybrid fibers （steel fiber ＋ PP fiber） were equivalent to or better than those of HPC reinforced with steel fibers alone. In addition, the failure pattern of FRHPC beams changed from pull-out of steel fibers at lower temperatures （20, 300 and 600℃） to tensile failure of steel fibers at higher temperature （900 ℃）.     

折射率导引型微结构光纤特性与传感应用

主要讨论折射率波导型微结构光纤,这种光纤的光波是借助于折射率波导完成光能量传输的.其微结构种类主要有多芯光纤、线性阵列芯光纤、环形阵列芯光纤等多种.概述了这类微结构光纤的制备方法,给出了其折射率分布特性,讨论了其若干传感应用实例.     

高速铁路绝缘轨距块用增强尼龙专用料研究

以尼龙（PA）为基体树脂,通过不同黏度的PA复合,优化选择了具有较好加工性能和机械强度的基体材料。同时,选择不同直径的玻璃纤维,研究玻璃纤维种类和含量对复合材料性能的影响,对比普通玻璃纤维和无碱玻璃纤维对复合材料的耐醇解性能影响,使复合材料具有优异的耐高温性能和较好的耐醇解性能。为了提高抗氧剂的物理损耗性能,制备了纳米二氧化硅表面负载抗氧剂,并采用红外光谱法研究了接枝结构。     

芳纶Ⅲ的氧气等离子的表面改性

为改善芳纶纤维复合材料的界面粘结性能,采用氧气等离子体对芳纶Ⅲ进行表面改性,制备了芳纶环氧复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)分析、动态接触角(DCA)分析、测定拉伸强度、弯曲强度等测试方法来研究改性处理效果.结果表明:经等离子处理后,纤维表面m(O)/m(C)比提高,纤维表面粗糙度明显增大,与水的润湿角变小,弯曲强度较未处理提高了30%.     

负离子功能粘胶纤维的研制

选用自然界中宝石级电气石经过特殊表面处理工艺，制作成纳米级化纤添加剂，再经特殊工艺使其均匀地分散在纺丝粘胶中，经过近似常规纺丝方法得到产生负离子功能的粘胶纤维，文中对负离子粘胶纤维的生产工艺、负离子发生的原理以及负离子功能粘胶纤维的功能及产品性能做了详细陈述。     

挤压纤维增强水泥板及复合梁抗弯与耐久性能

研究了水灰比、纤维种类、掺量和水泥基材对挤压成型纤维水泥板及其复合梁的力学性能与耐久性能的影响。结果表明掺加纤维后板材韧性有显著改善;PVA纤维增强板材当纤维掺量达1．7％时表现应变硬化,出现多点开裂;PP纤维则呈现应变软化。两种纤维增强水泥基材料性能的差异是由于纤维自身性能的不同。以纤维增强板为底板,制作的纤维板／混凝土复合梁的极限荷载和相应挠度,与普通混凝土梁相比都得以改善;同时与普通混凝土梁相比,复合梁的抗氯离子渗透性能更好。