碱式硫酸镁水泥胶砂流动性及强度试验研究

为了研究碱式硫酸镁水泥胶砂的流动性及强度性能,对不同材料配比的碱式硫酸镁水泥胶砂的流动度及硬化体的抗压、抗折强度进行了测试,讨论了材料配比对碱式硫酸镁水泥胶砂的流动性及强度性能的影响.结果表明,适当配比的碱式硫酸镁水泥胶砂在不掺入高效减水剂时就能够获得较好的流动性.FDN萘系高效减水剂对碱式硫酸镁水泥胶砂流动性具有更好的改善效果,而聚羧酸高效减水剂对碱式硫酸镁水泥胶砂流动性无明显改善作用.与复合硅酸盐水泥胶砂(32.5级)相比,碱式硫酸镁水泥胶砂3d前抗压和抗折强度发展非常快速,能达到28 d时强度的50％以上,28 d时抗压和抗折强度远高于复合硅酸盐水泥胶砂强度.     

矿物掺合料对碱式硫酸镁水泥耐硫酸盐腐蚀性能的影响

为了研究粉碱式硫酸镁水泥耐硫酸盐腐蚀性能,对不同材料组成的碱式硫酸镁水泥浸入水和硫酸钠溶液中各龄期抗折强度、抗压强度、质量变化及水化产物进行了分析.结果表明,在0.3 mol/L的硫酸钠溶液试验环境下,掺入粉煤灰对水泥抗折抗蚀性能改善较为显著,而掺入矿渣对水泥抗压抗蚀性能改善较为显著.掺入粉煤灰和矿渣的碱式硫酸镁水泥180 d的抗折抗蚀系数和抗压抗蚀系数与未掺加矿物掺和料的碱式硫酸镁水泥相比分别提高了0.61和0.15;掺入粉煤灰和矿渣的碱式硫酸镁水泥各龄期的吸水率均低于未加外掺料的碱式硫酸镁水泥的吸水率,同时粉煤灰和矿渣的掺入能有效抑制Mg(OH)2晶相的产生.     

水热环境下碱式硫酸镁水泥强度变化机理

为了进一步研究镁水泥在油井堵漏中的应用,本文分别对掺加粉煤灰和矿渣的碱式硫酸镁水泥进行水热环境下的强度试验,研究其在50℃和80℃水热环境中强度变化规律.利用XRD与SEM技术手段,分析碱式硫酸镁水泥在50℃和80℃水热环境中的物相组成和显微形貌,研究碱式硫酸镁水泥强度在水热条件下的衰退机理.研究结果表明碱式硫酸镁水泥水化产物的物相匹配和显微形貌发生不利转变并使强度衰退,其强度随水热温度的升高而降低.在50℃水热环境下水泥石1d强度由66.9 MPa提高到77.1 MPa,3d强度保留98.1％,7d强度仍能保持77.6％左右;在80℃水热环境下其强度随养护时间衰退较快,1d、3d、7d强度保留率分别为79.7％、70.1％、62.5％.     

玻璃纤维增强碱式硫酸镁水泥耐久性研究

为探寻玻璃纤维增强碱式硫酸镁水泥的耐久性,本文研究了纤维铺设位置以及矿物掺合料对其在加速老化试验条件下弯曲强度的影响.利用扫描电子显微镜(SEM)技术手段,分析了经历7 d加速老化试验后不同情况下水泥基体与玻璃纤维的粘结情况以及玻璃纤维的侵蚀情况.结果表明,纤维铺设于底部的试样强度要高于纤维铺设于中部的试件,老化7d后前者强度仍略高于后者.对比未掺矿物掺合料的试样,矿物掺合料的掺入可以显著改善材料的耐久性.其中,掺入矿渣的试样气硬条件下强度虽高,但加速老化后强度保留率较低,老化7d时仅为51.33％;而掺入硅灰的试样加速老化后强度损失较低,耐久性良好.经过7 d的加速老化后,掺入硅灰的水泥基体与玻璃纤维仍牢牢的粘结在一起,掺入矿渣的水泥基体与纤维的粘结较差,而未掺矿物掺合料的水泥基体已几乎完全失去与纤维的粘结.无论是否掺加矿物掺合料,当加速老化试验进行到7d时,纤维表面均未有受到侵蚀的迹象.     

玻璃纤维增强碱式硫酸镁水泥制备工艺研究

以玻璃纤维为增强材料,木屑为轻质骨料,碱式硫酸镁水泥为胶凝材料制备了复合板材.研究了水泥的氧化镁活性、摩尔比、水灰比、外加剂掺量、养护温度、玻璃纤维层数对复合板材不同龄期下的抗折强度和抗压强度的影响.研究结果表明,采用a-MgO/MgSO4摩尔比为6.0,水灰比为0.35,木屑掺量为20%,玻璃纤维层数为3时可制备出抗压强度为35.89 MPa,抗折强度为15.6 MPa的复合板材.采用高温养护,可提高复合板材的早期强度.采用XRD、SEM分析了外加剂和养护工艺对水化相组成和形貌的影响.     

吸水对连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能影响的研究

采用连续玻璃纤维增强聚丙烯(PP)预浸布制备复合材料层压板,通过人工加速老化的方法,对不同铺层的连续玻璃纤维增强PP复合材料进行常温、60℃、80℃的海水浸泡实验,研究连续玻璃纤维增强PP复合材料的弯曲强度随老化时间、老化温度等因素的变化规律及性能退化趋势。研究表明,老化初期吸水趋势符合菲克扩散,老化程度与时间和温度成正比关系。对试样断裂部分拍摄扫描电子显微镜(SEM)图像,观察不同环境条件下样品老化情况,老化温度越高、时间越长,增强纤维与树脂基体界面腐蚀越严重。     

玻璃纤维增强氯氧镁水泥的耐久性及其性能退化机理

采用热水加速老化试验和SIC(Strand in cement)试验方法研究玻璃纤维增强氯氧镁水泥(Glass fiber reinforced magnesium oxychloride cement,GRMC)的耐久性.通过分析试件的抗弯强度和变形特性,研究了50 ℃和80 ℃热水条件下GRMC加速老化的力学性能退化规律.运用X射线衍射仪(XRD)分析微观物相组成,并结合扫描电镜(SEM)观察老化过程中玻璃纤维在氯氧镁水泥基体中的腐蚀情况,分析其性能退化机理.结果表明,导致GRMC性能退化的主要因素是基体性能退化及由此造成的基体-纤维界面区的结构松散;次要因素是纤维腐蚀.纤维腐蚀程度与水泥基体性能有直接关系,若水泥基体的物相组成发生变化,玻璃纤维会发生化学腐蚀,导致材料性能下降.试验结果也显示抗水改性是提高GRMC耐久性的有效方法.     

氮化硅-莫来石复合材料的制备

以莫来石、氮化硅为主要原料,铝酸钙水泥、硅微粉为结合系统,制备了氮化硅-莫来石复合材料,并与莫来石材料进行了对比。试样自然干燥24h脱模后,再经110℃烘干24h,分别在空气气氛下于1000℃、1300℃和1500℃热处理3h。检测各温度热处理后试样的体积密度(B.D)、常温抗折强度(M.O.R)、常温耐压强度(C.C.S)以及试样的热膨胀系数、耐磨性能和抗热震性能。结果表明,经过1000℃、1300℃和1500℃热处理后,氮化硅-莫来石复合材料的常温抗折强度和常温耐压强度均大于莫来石材料的常温抗折强度和常温耐压强度。在本实验条件下,在莫来石基材料中添加氮化硅并不能提高材料的耐磨性能。在1250℃～1400℃温度之间,氮化硅-莫来石复合材料的热膨胀系数小于莫来石材料的热膨胀系数。氮化硅-莫来石复合材料试样热震后的耐压强度大于莫来石材料试样热震后的耐压强度,但耐压强度保持率小于莫来石材料。     

碱式硫酸镁水泥混凝土力学性能试验研究

为了研究碱式硫酸镁水泥混凝土的基本力学性能,通过实验系统测定了强度等级C20 ～ C60的碱式硫酸镁水泥混凝土的基本力学性能,建立了其轴心抗压强度(fc,m)、劈裂抗拉强度(fsp,m)、抗折强度(ft,m)与立方体抗压强度(fcu,m)之间的线性关系,弹性模量(Ec)与立方体抗压强度(fcu,m)之间的双曲线关系及其回归计算公式,比较其与普通混凝土的差异.结果表明:在强度等级C20 ～ C60的范围内,碱式硫酸镁水泥混凝土的fc,m和fsp,m值分别比普通混凝土相应强度高出22％ ～ 27％和27％ ～ 66％;在较低强度等级C20与C30,碱式硫酸镁水泥混凝土的Ec值比普通混凝土分别降低了17％和3％,当强度等级为C40～ C60时其Ec值反而比普通混凝土高出9％ ～27％,而且随着强度等级的提高,两种混凝土之间的差距在扩大;碱式硫酸镁水泥混凝土与普通混凝土的ft,m值之间的差异规律与强度等级有关,在强度等级C20～C50的范围内其ft,m值比普通混凝土高出38％～1％,且随着强度等级的提高,提高的幅度在减小,对于高强度等级C60的碱式硫酸镁水泥混凝土,其ft,m值比普通混凝土反而降低了5％.     

游艇用玻纤–碳纤混杂增强复合材料耐盐雾研究及寿命预测

制备游艇用玻纤–碳纤混杂增强2597PT不饱和树脂复合材料,应用人工加速老化方法,对其进行盐雾老化实验,研究其在三种盐雾条件下(盐度6%,温度50℃;盐度6%,温度25℃;盐度3%,温度50℃)的性能演变规律,建立其对应的寿命模型并进行寿命预测。研究表明:材料盐雾老化后与老化前相比,特征官能团的吸收峰位置未发生变化;随着老化时间的增加,材料力学性能均呈现下降的趋势,且在盐度6%,温度50℃条件下老化最为严重;在G.M. Gunyaev剩余强度理论基础上,采用origin对其进行非线性拟合,得到老化最严重的盐雾环境(即温度50℃、盐度6%)下材料剩余拉伸强度公式,相关系数R2=0.99,结合CCS《材料与焊接规范》 2018版要求,预测此材料在盐度6%,温度50℃条件下可安全使用约2 000 d。     

高温老化对碳纤维增强双马来酰亚胺树脂基复合材料力学性能的影响研究

本文对国产碳纤维增强双马来酰亚胺树脂复合材料进行了高温老化力学性能测试和分析,通过扫描电子显微镜分析了高温老化对碳纤维／双马复合材料力学性能的影响。结果表明,老化1000h的力学性能未出现明显下降趋势,纤维与树脂基体粘接牢固,界面完好,该复合材料的高温老化性能优异。     

高性能玻璃纤维增强氯氧镁水泥的加速寿命试验与微观机理

利用SIC( strand in cement)试验方法,测定了玻璃纤维增强氯氧镁水泥(glass fiber reinforced magnesium oxychloride cement,GRMC)板材在80℃热水加速老化试验条件下的弯曲强度变化,研究了其加速试验寿命,并运用XRD、DSC -TG、FT-IR和SEM分析其水化产物组成和微观结构形貌,观察了玻璃纤维在氯氧镁水泥基体中的腐蚀特征.结果表明:未添加任何改性剂的普通GRMC在80℃热水加速老化2.5d后,其主要水化产物5·1 ·8大量分解,物相以叶片状的Mg( OH)2为主,促使玻璃纤维被基体腐蚀,导致力学性能急剧下降,预期使用寿命不超过4y.掺加复合抗水外加剂和矿渣的高性能GRMC由于5·1 ·8相的稳定存在和玻璃纤维不被腐蚀,在加速老化试验条件下的强度保留率高达60％以上,预期使用寿命超过了50 y.因此,5·1 ·8的稳定存在是保证高性能GRMC的玻璃纤维稳定性和长期耐久性的重要基础.     

新型扩容导线用玻纤／碳纤复合芯恒温热老化研究

玻纤／碳纤维复合芯热老化是影响新型电力输电导线服役寿命的关键因素。本研究对输电导线玻纤／碳纤复合芯进行了人工加速老化试验,重点研究了老化过程中复合芯质量和机械性能变化,并利用复合芯微观组成变化对老化机理进行了分析。人工加速老化试验结果表明,在160℃进行了6000h高温热老化试验后,复合芯的质量、弯曲强度和拉伸强度保持率分别为96．5％,90．5％与81．5％,新型导线用复合芯表现出优异的耐热老化行为;复合芯的热老化行为与小分子分解速率和氧气扩散反应速率相关,长期热氧老化会腐蚀树脂基体,在复合芯表面形成疏松的玻纤层,进而影响到复合芯的机械性能。     

两种玻璃纤维增强复合材料体系的湿热老化研究

玻璃纤维增强复合材料在湿热环境下性能的退化是工程研究中待解决的问题,而实验室人工加速老化则是较好地研究该问题的常用方法。通过人工加速老化方法,结合露天储水环境,研究两种玻璃纤维增强复合材料在35℃水浸泡、65℃水浸泡及盐雾三种环境下的吸水率、巴氏硬度和弯曲强度的变化,并运用两种模型预测材料的使用寿命。研究表明:不同湿热环境下,材料的巴氏硬度前期变化明显,后期趋向稳定;吸水率基本符合Fick定律;温度对弯曲强度保留率影响显著,盐雾影响次之;中值老化公式比经验公式拟合度高7.6%。     

浸水时间对不同复合材料吸水率及其力学性能的影响

 以不饱和聚酯树脂（UPR）为基体,玻纤布、苎麻布及碱式硫酸镁晶须为增强材料。采用模压工艺制备复合 材料。研究了不同复合材料在30℃及50℃水中浸泡时间对其吸水率及其力学性能的影响。结果表明,所有复合材料 的吸水率均随着浸泡时间的延长而逐渐增加,且在起初的0~8h时快速吸水,之后趋缓或不变|50℃时的吸水率总是 高于30℃时的吸水率|玻纤布对UPR的增强效果明显优于苎麻布|与晶须混杂后将降低玻纤布或苎麻布增强聚合物复 合材料的拉伸强度和冲击强度,但却将增加弯曲强度和拉伸模量|随着浸泡时间的延长,玻纤布增强或玻纤布与晶 须混杂增强复合材料的拉伸强度在30℃和50℃时均将下降|苎麻布增强复合材料的冲击强度分别在30℃和50℃水温 浸泡16h时达到最大值,分别为49.1kJ/m2 和48.8kJ/m2,比浸水前的冲击强度分别提高98.78% 和97.57%,而苎麻布 与晶须混杂增强复合材料在两个试验温度下的冲击强度均随着浸泡时间的延长而单调增加。     

一种高性能环氧树脂固化体系的研究

通过凝胶化测试和示差扫描量热分析（DSC）,研究了CYD128／DMP-30体系固化反应性,20℃凝胶化时间为70min;测试了浇铸体力学性能和耐热性,其中拉伸强度为50．2MPa,拉伸模量为3．5GPa,弯曲强度为156．7MPa,冲击强度为15．0（kJ·m^-2,玻璃化温度（Tg）为96℃。研究了连续纤维增强CYD128／DMP-30体系复合材料的性能,其中连续玻璃纤维增强复合材料弯曲强度为954．8MPa,连续碳纤维增强复合材料弯曲强度为1057．4MPa。