合成纤维强力保留率与强度保留率对比分析

关于合成纤维的众多标准中,对纤维的耐碱测试结果一般以强力保留率为准,但强度保留率也是评价合成纤维的一个重要指标。为了对比分析强力保留率和强度保留率,选取了聚乙烯醇和聚丙烯两种合成纤维进行长期高温耐碱试验,测试不同浸泡时间后两种合成纤维的直径和力学性能,分别分析纤维溶胀性、强力和强度的变化。试验结果表明,碱溶液浸泡后合成纤维强力变化不明显,而直径随时间的延长逐渐增加,溶胀性能变大,强度逐渐减小,纤维的耐碱性能下降。因此,现行标准GB/T 21120—2007《水泥混凝土和砂浆用合成纤维》中用强力保留率表征合成纤维的耐碱性能存在不合理之处,标准中并没有考虑纤维直径的变化,而强度保留率却能随直径的变化而变化,相对而言,用强度保留率反映合成纤维的耐碱性能更加合理。     

混凝土用聚甲醛纤维的耐碱性能研究

根据不同的水泥碱度设计了6种pH值的NaOH溶液对聚甲醛纤维(POM纤维)进行加速老化试验,同时用基准水泥上层清液做POM纤维的常温浸泡试验,通过测试浸泡前后纤维的直径和强度探究了POM纤维的耐碱性能,并对不同浸泡环境、不同浸泡时间下的纤维进行了微观形貌分析和红外测试,找出了不同浸泡条件下的时间对应关系。试验结果表明,POM纤维在两种浸泡环境下,随着时间的延长,直径逐渐增加,强度减小,POM纤维在pH=14的NaOH溶液中加温浸泡6 h相当于在基准水泥上层清液中常温浸泡28 d。POM纤维的腐蚀是一个逐层腐蚀的过程,碱溶液最先腐蚀纤维表面和内部杂质,其次腐蚀结构缺陷部分,发生C-O-C和CH_2基团位移,导致纤维力学性能下降,但POM纤维整体结构骨架并没有受到严重腐蚀,具有较好的耐碱性能。     

混凝土用聚乙烯醇纤维和聚丙烯纤维耐碱性能对比分析

为了探究聚乙烯醇(PVA)纤维和聚丙烯(PP)纤维应用于混凝土中的稳定性,配制了不同浓度的NaOH溶液来模拟混凝土的碱性环境,同时采用加速腐蚀的方法对两种纤维进行碱溶液腐蚀处理,分别测试不同时间段两种纤维的直径和力学性能,并通过电镜观察纤维的表面变化情况。试验结果表明,随着浸泡时间的延长,两种纤维的直径都有所增加,强度都逐渐减小,但PP纤维的耐碱性能优于PVA纤维;碱溶液浓度越高,对纤维的腐蚀就越严重。微观形貌分析表明,相同条件下,PVA纤维比PP纤维受腐蚀更为严重。     

硫酸盐侵蚀下PVA-FRCC强度劣化规律

研究了在硫酸钠溶液长期浸泡作用下聚乙烯醇纤维水泥基复合材料抗压强度的劣化规律,分析了不同纤维掺量对强度劣化的影响,结果表明在长期浸泡作用下,聚乙烯醇纤维水泥基复合材料在纤维掺量为1%时抗压强度劣化损失最小。     

不同侵蚀环境下玄武岩纤维筋的耐腐蚀性及强度变化规律研究

侵蚀环境下玄武岩纤维筋(BFRP筋)的耐腐蚀性和强度变化直接关系到BFRP筋预应力锚索的锚固性能和加固效果,通过配制pH为3、8、13的酸碱溶液、人工海水、蒸馏水等5种侵蚀溶液模拟不同侵蚀环境,进行了BFRP筋的耐腐蚀性与强度变化规律研究,结果表明:侵蚀溶液作用前后BFRP筋保持线弹性变形行为,经过不同溶液浸泡后BFRP筋强度随浸泡时间呈现出近似线性的衰减趋势,随浸泡时间增加,当浸泡溶液渗入环氧树脂基体内部后,由于溶液对环氧树脂基体的固化交联作用增强,环氧树脂基体强度增加,而侵蚀溶液长期作用下溶液与玄武岩纤维硅氧四面体桥氧的化学反应造成筋材内部结构缺陷是导致BFRP筋强度降低的主要原因。相比于酸性溶液、蒸馏水、人工海水,碱性溶液与玄武岩纤维的化学反应更为剧烈,在其侵蚀作用下BFRP筋的强度降低最为明显。研究成果可为BFRP筋广泛应用于各类腐蚀环境下岩土锚固工程提供参考和技术指导。     

AFRP-水泥砂浆抗弯性能的湿热效应

利用三点弯曲试验研究了不同湿热条件下外贴芳纶纤维增强塑料(AFRP)片材水泥砂浆试件抗弯性能的变化．结果表明：当AFRP—水泥砂浆试件在25℃水中浸泡1～5d,其抗弯断裂荷载随时间的增加基本不变,但显著低于室温干燥条件下的抗弯断裂荷载;当试件在60℃水中浸泡1～5d,其抗弯断裂荷载随时间的增加而逐渐上升;当试件在90℃水中浸泡1～5d,相应的抗弯断裂荷载随时间的增加呈先增大后减小趋势．当试件在25℃和60℃水中浸泡1～5d,AFRP—水泥砂浆试件断裂破坏模式为具有一定延性的积累性破坏;当在90℃水中浸泡1～3d,其破坏模式保持不变,但继续浸泡到5d时,由于试件发生了严重的界面剥离破坏,则该破坏模式转变为脆性破坏．上述研究结果仅对所采用的树脂体系有效．     

表面能对砂浆断裂能、强度及收缩性能的影响

以水泥砂浆为研究对象,对不同水分含量及不同表面张力溶液下砂浆的断裂能、强度及收缩膨胀性能进行了研究。试验结果表明:砂浆的断裂能、强度随着水分含量的增加和浸泡液体表面张力的增大而减小,在全干燥状态下砂浆的表面能最大,相应的断裂能和强度也最大。海水浸泡后砂浆断裂能及强度显著降低。随着浸泡液体表面张力的增大,砂浆的膨胀应变线性增大。     

聚丙烯纤维混凝土在腐蚀-疲劳耦合作用下耐久性性能试验分析

为分析混凝土在腐蚀-疲劳耦合环境下的耐久性性能。建立了腐蚀疲劳耦合试验方案,即先将混凝土试块进行疲劳试验,然后放在配制好的腐蚀环境中（5%的HCl溶液和5%的Na2SO4溶液）浸泡,分析不同应力水平和浸泡时间对混凝土耐久性性能的影响。为了改进普通混凝土在腐蚀-疲劳环境下的耐久性性能,还在混凝土中掺入不同含量的聚丙烯纤维,分析纤维含量对混凝土抗腐蚀-疲劳耦合的性能。通过试验得出：（1）随着纤维掺量的增加,混凝土的抗氯离子侵蚀和抗硫酸根离子侵蚀的能力增加,最佳掺量为1.5%;(2)随着腐蚀环境的浸泡时间增加,混凝土的抗氯离子侵蚀和抗硫酸根离子侵蚀的能力便减弱;（3）在腐蚀-疲劳耦合试验中,随着应力水平和循环次数的增加,混凝土的耐久性性能迅速下降。     

酸碱腐蚀对中空纤维超滤膜力学性能的影响

以4种不同材质的中空纤维超滤膜为研究对象,利用电子万能试验拉伸机深入研究盐酸和氢氧化钠对超滤膜力学性能的影响,对比超滤膜在不同酸碱条件浸泡前后断裂强力和断裂伸长率的变化,建立不同材质中空纤维超滤膜的力学性能与酸碱试剂之间的相互作用关系.结果表明,采用力学性能指标可以准确有效地评价中空纤维超滤膜耐酸碱腐蚀性能,这为膜污染酸碱清洗技术提供了理论基础.     

改性矿渣纤维的抗酸碱侵蚀特性

将酸度系数为1.6的改性矿渣纤维分别浸入弱酸、去离子水和水泥水化溶液中,研究酸碱环境对其性能的影响.结果表明:用弱酸浸泡改性矿渣纤维1d后,可显著提高其单丝抗拉强度;用去离子水浸泡后,改性矿渣纤维强度变化不大;用水泥水化的碱性溶液浸泡后,改性矿渣纤维强度则显著下降,其中56d后因纤维发生断裂粉化而使强度消失;用去离子水及弱酸溶液浸泡改性矿渣纤维56d,其表面微观形貌及主要化学成分无明显变化;用碱性溶液侵蚀28d后,改性矿渣纤维表面有大量的新水化相生成,钙、铝、镁等元素流失程度加剧,其表面化学成分分布不均匀性显著增加,有少量的碳硅钙石晶体形成.     

碱环境下GFRP筋拉伸性能加速老化试验研究

基于ACI 440.3R—04规定的试验方法,开展了碱环境下玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋拉伸性能的加速老化试验研究.试件数量共150根,试验参数包括:(1)碱溶液温度,分别为40,60,80℃;(2)GFRP筋直径,包括12.7,16.0,19.0mm;(3)碱溶液中的侵蚀时间,分别为3.65,18,36.5,92,183d.研究表明:在40,60,80℃碱溶液中侵蚀183d后,直径为16.0mm的GFRP筋的拉伸强度分别下降了34.97%,48.81%和68.85%;在60℃碱溶液中侵蚀183d后,12.7,16.0,19.0mm直径GFRP筋的拉伸强度衰减量分别为56.08%,48.81%和47.08%;随着浸泡时间的增加,40,60,80℃碱环境下GFRP筋的拉伸强度及伸长率呈下降趋势,且温度越高,衰减速率越大.采用扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀前后GFRP筋的微观形貌进行了观测,发现腐蚀后GFRP筋的劣化区域内纤维和树脂之间的界面变得松散,纤维与周围树脂之间出现了明显的脱黏现象,而且随着碱环境温度的提高这种脱黏现象变得更为明显.最后,基于Arrhenius方程提出了碱环境下GFRP筋拉伸强度的预测模型.     

碱处理稻草纤维对透水再生混凝土力学性能的影响及路用实践

采用NaOH溶液对稻草纤维进行改性,研究NaOH溶液浓度及浸泡时间对改性稻草纤维性能的影响,确定最佳改性方案;在此基础上研究了改性稻草纤维掺量及纤维形态对透水再生混凝土透水系数、力学性能以及抗冻性能的影响,并在试验路段进行铺设。结果表明,NaOH溶液的最佳浓度为4%,最佳浸泡时间为12 h。随改性稻草纤维掺量增加,透水再生混凝土的透水系数有所增大,其中丝状改性稻草纤维掺量为4.8 kg/m³时透水系数达到最大,为8.22 mm/s;透水再生混凝土的抗压强度呈下降趋势,而劈裂抗拉强度、拉压比和抗冻性能均有所提高。试验路段验证了透水再生混凝土的强度和透水性能的整体效果良好。     

聚丙烯纤维混凝土氯离子扩散性研究

以不同纤维掺量的聚丙烯纤维混凝土为研究对象,采用自然浸泡方法,研究氯离子在聚丙烯纤维混凝土中的迁移性能。结果表明,试件的氯离子含量随纤维掺量的增加而增多,扩散规律符合Fick第二定律。氯离子的扩散系数随着时间衰减且下降逐渐变缓;随着渗透深度的增加,结合氯离子逐渐减少;纤维的掺入改变混凝土内部的孔结构和孔隙率,随着纤维掺量的增加,氯离子在试件内部的含量加大。     

单组分聚氨酯防水涂料在浸泡环境下的耐久性研究

针对湿固化型单组分聚氨酯防水涂料在不同介质下的耐久性进行研究。结果表明:长期浸泡于水、酸、碱溶液,单组分聚氨酯防水涂料的拉伸强度和断裂伸长率均有显著下降,但仍具有较好的抗渗和耐低温性能;对于酸性介质且对水质有要求的工程部位,应避免使用深色聚氨酯涂料作为防水层,或者选用着色方法更佳、抗变色能力更强的深色产品。     

PVA纤维直径对水泥基复合材料抗拉性能的影响

研究了由2种性能相似、直径不同的聚乙烯醇(PVA)纤维增强的水泥基复合材料的单轴抗拉性能.试验结果表明:材料抗拉性能受纤维直径影响显著,在基材配比、纤维掺量均相同时,采用直径较大(d_f=39μm)PVA纤维的复合可获得应变硬化与多点开裂模式,其极限抗拉应变可达到2.6%;而采用直径较小(d_f=15μm)PVA纤维的复合材料却表现出明显的应变软化与单点开裂模式,其极限抗拉应变仅为0.1%左右;当采用细PVA纤维时,复合材料的抗拉强度有所提高;其主要原因是纤维的粗细影响了纤维的桥接应力.保证纤维从水泥石中拔出而非断裂是优化纤维桥接性能的基本条件.     

纳米SiO2和PVA纤维增强水泥基复合材料的断裂性能

通过18组共90根纳米SiO2和聚乙烯醇(PVA)纤维增强水泥基复合材料预制切口小梁试件的三点弯曲断裂试验,以起裂断裂韧度和断裂能作为评价指标,探讨了纳米SiO2掺量、PVA纤维体积分数及石英砂粒径对水泥基复合材料断裂性能的影响.结果 表明:适量的纳米SiO2和PVA纤维可显著改善试件的断裂性能,在未掺纳米SiO2或纳米SiO2掺量为2.0％条件下,随着PVA纤维体积分数的增加,试件的起裂断裂韧度和断裂能均呈现先增后减趋势,且均在PVA纤维体积分数为1.2％时达到最大值.当纳米SiO2掺量小于1.5％时,试件的断裂性能随着纳米SiO2掺量的增加而提高;当纳米SiO2掺量大于1.5％时,纳米SiO2的掺入对试件的断裂性能有不利影响;随着石英砂粒径的减小,试件的断裂性能逐渐降低.     

JS防水涂料拉伸性能检测的主要影响因素

为研究涂覆次数、养护时间对聚合物水泥防水涂料检测结果的影响,分别制备了1次涂覆、2次涂覆、3次涂覆、4次涂覆和养护时间7 d、养护时间14 d、养护时间21 d的聚合物水泥防水涂膜,并分别对其进行拉伸性能测试。随着涂覆次数的增加,拉伸强度和断裂伸长率逐渐升高,当达到4次涂覆时升高趋势开始缓和;随着养护天数从7 d增加到14 d,拉伸强度显著升高,断裂伸长率显著降低,养护天数从14 d增加到21 d,拉伸强度和断裂伸长率则无明显变化。结果表明,聚合物水泥防水涂料检测时涂覆3次,养护14 d最能体现材料的拉伸性能。     

不同水损伤程度下泥岩断裂力学特性试验研究

为研究不同程度水损伤作用对泥岩断裂力学特性的影响,对水中浸泡不同时间条件下的泥岩半圆盘试件进行三点弯曲试验,同时利用PCI–2型声发射系统对泥岩试件的断裂全过程进行实时监测。结果表明:天然泥岩的断裂力学行为受水–岩作用影响显著,随着浸泡时间的增加,其峰值载荷不断下降,浸泡200 min后,该泥岩纯I型至纯II型断裂韧度分别降低至未损伤条件下的53%,56.5%,61%,64%,64.7%和67.6%,且泥岩的断裂破坏形式由脆性逐渐转变为延性。通过声发射定位确定了不同损伤程度下泥岩半圆盘试件中断裂过程区长度,随着损伤程度加深,断裂过程区长度逐渐减小,声发射事件累计总数不断增加;同时,将试验得到的等效断裂韧度与纯I型断裂韧度的比值与引入T应力后改进的最大周向应力理论比值进行比较,表明在未浸泡及短时间浸泡条件下试验结果符合该理论结果;但随着损伤程度的加深该试验结果拟合曲线逐渐偏离理论曲线,浸泡时间达到200 min时,该偏离情况较为明显。     

不同侵蚀环境下PVA-FRCC抗硫酸盐侵蚀性能研究

对聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCC)在干湿循环和长期浸泡作用下分别进行了抗硫酸钠侵蚀试验研究,分析对比了不同侵蚀环境下PVA-FRCC的质量变化、体积变化和抗压强度变化。结果表明,在纤维掺量小于1%时,侵蚀环境对PVA-FRCC抗硫酸盐侵蚀性能影响明显,表现为干湿循环作用下侵蚀劣化程度更严重;在纤维掺量大于1%时,侵蚀环境对PVA-FRCC抗硫酸盐侵蚀性能影响不明显。     

环境溶液碱度对混凝土用纤维性能的影响

为了对比分析玄武岩、普通玻璃纤维在不同碱度混凝土环境中的耐碱性能,采用不同p H值Na OH溶液来模拟不同碱性混凝土环境的方法,对腐蚀溶液中的玄武岩纤维和普通玻璃纤维进行常温和加温浸泡试验。探究两种纤维在不同碱性环境中力学性能随时间及温度的变化趋势。并使用扫描电镜和EDS能谱分析纤维经强碱腐蚀后表面形貌及元素的变化情况。试验结果表明:玄武岩纤维在室温条件下的耐碱性能要优于普通玻璃纤维,随着浸泡温度的升高,玄武岩纤维的耐碱性能下降。电镜照片和能谱分析显示,两种纤维在强碱溶液中的腐蚀都较严重,纤维的网络形成体元素的含量都急剧下降。