纤维表面处理对碳纤维水泥基复合材料功能特性的影响

通过单丝拔出微观力学试验研究了纤维表面处理对碳纤维水泥基复合材料功能响应的影响.未经表面处理的碳纤维表面惰性大,与基体的结合强度低,容易脱黏,界面韧性和稳定性差,以脱黏破坏为主的界面结构变化,使试样电阻上升较快;碳纤维经过表面处理后,其与基体的结合强度提高,纤维拔出过程中试样电阻的变化平缓,显示了随着界面黏结强度及界面...     

短切碳纤维对环氧树脂阻燃性能的影响

以环氧树脂(EP)为基体,短切碳纤维(SCF)为增强体,采用溶液共混复合法制备了短切碳纤维/环氧树脂(SCF/EP)复合材料,并研究了SCF的含量对复合材料阻燃性能的影响。结果表明:SCF质量分数为1.0%时,氧指数较基体材料提高了8%;SCF质量分数为0.7%时,复合材料的热释放速率峰值表现最优,较基体材料降低了31.6%;SCF对材料的生烟速率也有一定的抑制作用;SCF质量分数为1.5%时,复合材料的终止分解温度较基体材料提高了6.9%;SCF明显提升了材料的成碳能力。     

环氧树脂灌浆与碳纤维布加固复合法在输水隧洞裂缝修补中的应用

近年来,环氧树脂灌浆材料逐渐开始用于水工混凝土漏水裂缝的处理。碳纤维布强度高,密度小,厚度薄,与配套浸渍胶共同使用形成碳纤维复合材料,能构成性能优良的碳纤维布片材增强体系,在混凝土结构补强和加固工程中的应用已较为普遍。详尽地介绍环氧树脂灌浆加表面粘贴碳纤维布施工工艺在输水隧洞纵向裂缝修补中的应用。     

碳纤维增强树脂基复合材料界面的研究

通过测定复合材料的界面剪切强度和层间剪切强度（ILSS），研究了表面经不同改性处理的碳纤维增强PMR－15复合材料界面的微观性能，初步探讨了界面破坏的机理。     

硼改性酚醛树脂的合成及其复合材料的性能

从催化剂用量、反应时间和温度等方面研究了合成工艺条件对硼改性酚醛树脂(BPR)性能的影响,研究了碳纤维/硼改性酚醛树脂(CF/BPR)复合材料性能与碳纤维含量及其表面处理的关系.结果表明:在特定的反应温度、时间和催化剂条件下,可以合成出性能良好的BPR.随着碳纤维含量的增加,CF/BPR复合材料弯曲强度、弯曲模量和冲击强度均逐渐增加;当碳纤维含量达到30%(质量分数)时,CF/BPR复合材料弯曲强度、弯曲模量和冲击强度达到最大值.CF/BPR复合材料弯曲强度和弯曲模量因碳纤维的表面处理而提高,但冲击强度却略有下降.     

聚合物乳胶对钢纤维增强混凝土力学性能的影响

通过对聚合物乳胶/钢纤维增强混凝土材料的抗折、抗压、劈裂抗拉强度等试验,研究了此类复合材料的力学行为和乳胶及钢纤维的增强机理.结果表明,乳胶的掺入,能够改善纤维表面与水泥砂浆基体性能,增加纤维与基体之间的界面粘结强度,从而可以显著提高混凝土的抗折、劈裂抗拉强度等性能.     

粗糙度对CFRP 混凝土界面剪切黏结性能的影响

针对3种强度、6种界面粗糙度的54块混凝土试件,采用单向剪切试验,研究了表面粗糙度对碳纤维增强复合材料(CFRP)-混凝土梁界面黏结性能的影响.结果表明:6种界面中,粗糙度为0.44的混凝土试件界面黏结性能最佳,CFRP-混凝土的极限荷载和黏结强度较粗糙度为0.25的试件分别提高36%~51%,124%~221%;粗糙度对混凝土界面有效黏结长度影响较大,与现有模型中的有效黏结长度计算值相比,考虑粗糙度和黏结树脂后的有效黏结长度最高可提高273%;6种界面的有效黏结长度随粗糙度的提高,总体呈现减小趋势;粗糙度为0.25~0.44的混凝土界面τ-s曲线在脆性区域上的刚度相差无几,界面越粗糙,脆性区间越短;进入塑性阶段后,6种界面的CFRP-混凝土梁黏结滑移曲线均以不同斜率下降,最终以0.04~0.35mm的滑移值剥离破坏.     

植物纤维金属层合板的抗低速冲击性能

为了提升植物纤维增强复合材料的冲击性能，采用亚麻纤维增强环氧树脂（FFRP）与具有较高韧性的铝合金薄板进行层间混杂，制得亚麻纤维铝合金层合板（FFML）；另外，为了提升铝合金薄板表面积及其与树脂基体的界面结合能力，对铝合金薄板进行了一系列表面处理，并与FFRP层合板进行了对比试验.结果表明：铝合金薄板可以有效提升植物纤维增强复合材料的初始刚度、最大冲击载荷及吸收能，并使其破坏模式从脆性破坏转变为塑性破坏；与FFRP层合板相比，经表面处理过的FFML最大冲击载荷与吸收能量分别提升了136%和58%，损伤面积下降了84%.     

碳纤维—硫铝酸盐水泥复合材料的制备及其性能研究

本文以硫铝酸盐水泥为基体材料,以改性后的碳纤维为功能导电组分,采用浇筑成型制备出碳纤维—水泥基导电复合材料,并对该种材料的力电性能进行了研究。扫描电子显微镜分析发现,改性后的碳纤维表面纤维层部分被腐蚀,并在表面出现了凹坑。能谱分析发现,改性后碳纤维表面成分中多了钾、钠、钙等元素。该复合材料的抗压强度随碳纤维的掺入量增加而增加。当掺入量为0.6%时,强度达到最大值。试样的电阻率随碳纤维掺入量增加而逐渐降低,当掺入量达到0.8%时,其电阻率达到最小值。其中,重铬酸钾改性后碳纤维的性能优于高锰酸钾改性后碳纤维的性能。     

美国佐治亚理工学院开发碳纤维回收新方法

正碳纤维复合材料中的基体环氧树脂很难溶解,因此很难实现碳纤维的回收再利用,造成了资源浪费。最近,佐治亚理工学院的研究人员发现了一种碳纤维回收新方法,几乎可以将某些热固性碳纤维复合材料中的碳纤维100%回收再利用。这种新方法是将复合材料浸泡在乙醇溶剂中,使包裹在碳纤维周围的环氧树脂缓慢溶解。树脂     

美国佐治亚理工学院开发碳纤维回收新方法

正碳纤维复合材料中的基体环氧树脂很难溶解,因此很难实现碳纤维的回收再利用,造成了资源浪费。最近,佐治亚理工学院的研究人员发现了一种碳纤维回收新方法,几乎可以将某些热固性碳纤维复合材料中的碳纤维100%回收再利用。这种新方法是将复合材料浸泡在乙醇溶剂中,使包裹在碳纤维周围的环氧树脂缓慢溶解。树脂溶解之后,碳纤维与环氧树脂便可分离,实现再应用。该方法可直接用于很多工业领域,并同时兼顾经济效益和环境效益。     

聚有机硅氧烷基耐烧蚀材料的研究

以聚有机硅氧烷基树脂SAR-9为基体,短切碳纤维,轻质碳酸钙为填料制成了耐烧蚀复合材料。讨论了碳纤维和轻质碳酸钙的含量和表面处理对材料性能的影响,并得到了获得最佳烧蚀性能的成分配比。由于填料与基体界面性能不好,使材料的机械性能有所降低。     

碳纤维电化学表面处理对碳纤维水泥砂浆力学性能的影晌

通过比较不同电解液电化学氧化表面处理后的碳纤维水泥砂浆的抗折、抗压强度,优化选出最佳电解液为10%浓度的(NH4)2CO3溶液.XPS分析表明,阳极氧化能增加碳纤维表面的化学活性和物理活性.碳纤维随阳极电位的升高,表面氧碳比(0/C)增加,同时表面处理对碳纤维表面产生了刻蚀作用,当阳极电位超过3V时,纤维的力学性能开始下降.     

碳纤维编织网增强混凝土板的抗弯强度试验与分析

对网格间距为80mm的不同碳纤维用量的碳纤维编织网增强混凝土板的抗弯强度进行了试验研究。碳纤维编织网是利用碳纤维束在经纬两个方向进行平织而成,并经过碳纤维浸润胶浸渍及在其表面粘砂的处理,以增强其与混凝土的粘结强度。试验结果表明,随着碳纤维用量的增加,碳纤维编织网增强混凝土板的抗弯强度与挠度逐渐提高,当碳纤维用量达到50个单元束时提高最大,较素混凝土板分别提高了106.6%和410.6%。     

尼龙6基碳纤维/石墨烯多尺度复合材料的力学与导电性能

为了提高尼龙6的力学强度与导电性能,设计合成了1种聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)改性石墨烯包覆碳纤维(CF)复合填料。通过太阳光极化剥离氧化石墨的方式制备石墨烯,并利用聚合电解质进行表面改性。采用酸氧化表面处理CF,通过静电吸引自组装合成多尺度结构石墨烯/CF复合填料(C-SG)。复合材料断裂面形貌的SEM图像观察结果表明,与CF和石墨烯相比,C-SG在PA6基体中具有更好的分散性和相容性。此外,复合材料的冲击强度、弯曲响度以及导电性能均得到了不同程度的提升。     

不同因素对UHPC-普通混凝土黏结强度 影响的试验研究

通过斜剪切与劈裂抗拉试验方法研究了超高性能混凝土(UHPC)与普通混凝土(NC)的黏结性能,分析了UHPC关键组分、不同界面处理方法、普通混凝土强度等级及不同种类界面剂等因素对UHPC-NC黏结强度的影响。研究结果表明,相较于未处理表面,钢丝刷毛、表面切槽和表面凿毛三种界面处理方法分别对C30(C50)基体混凝土与UHPC间的剪切黏结强度提升了32.9%(42.3%)、45.4%(6.5%)、12.8%(15.3%);使用净浆、膨胀剂净浆涂刷黏结界面相较于未处理表面分别对C30 (C50)基体混凝土间的剪切黏结强度提高了10.8%(32.3%)和6.8%(14%),抗拉黏结强度提升规律基本一致,而使用环氧树脂和丁苯净浆作为界面剂会降低UHPC-NC的黏结性能;相比较素UHPC,掺入钢纤维和膨胀剂分别对C30(C50)基体与UHPC间的剪切黏结强度提升了16.4%(32%)和6.8%(11.1%),而掺入PVA纤维几乎无影响。     

PVA纤维增强普通混凝土复合梁弯曲性能试验研究

为研究混凝土强度、复合梁黏结面处理方法和PVA纤维水泥基复合材料层厚度对PVA增强混凝土复合梁弯曲性能的影响,对十二组100 mm×100 mm×400 mm的复合梁试件进行了四点弯曲试验,分析了试件破坏过程和弯曲性能。结果表明,与基体强度C30的普通混凝土梁相比,随着PVA纤维水泥基复合材料层厚度的增加,复合梁的极限荷载提高了26.7%～48.4%;与基体强度C40的普通梁相比,随着PVA纤维混凝土层厚度的增加,复合梁的极限荷载提高了15.7%～46.6%;随着基体混凝土强度等级的提高,复合梁的极限承载力得到明显提升;复合梁黏结面进行凿毛处理对其极限荷载有所提高。     

基于改性磷酸盐水泥的CFRP网格加固钢筋混凝土板的受弯试验

采用碳纤维(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)网格增强无机改性磷酸盐水泥基材料(Magnesium Phosphate Cementitious,简称MPC)加固钢筋混凝土板,MPC是对磷酸盐水泥在配合比和矿物掺合料两个方面进行改性优化,该加固方法充分利用了MPC具有早期强度高、低收缩、与旧混凝土黏结力强、良好的耐久性、防火防老化等优点。主要开展了CFRP网格增强MPC水泥基体加固混凝土板的抗弯试验,试验结果表明,破坏模式为混凝土板与加固层界面的剥离破坏;加固后板的开裂荷载提高了133%,极限荷载提高了108%。CFRP网格增强无机磷酸盐水泥基体复合材料加固技术不仅能够有效地提高混凝土板的抗弯承载力,还可以提高构件的刚度和抗裂性能。     

纤维聚合物水泥砂浆与基体界面粘结性能研究

通过实验研究钢纤维、聚丙烯纤维、碳纤维等三种不同种类纤维和SBR乳液在单掺、复掺时对新拌砂浆与水泥混凝土基体之间界面粘结强度的影响,寻求适合于混凝土结构修补的新材料。在预先处理的基体表面浇筑不同类型的新拌水泥砂浆,在温度为(20±2)℃,湿度为(60±5)RH%的养护室中养护28d后,测试粘结面的粘结强度,通过粘结强度来反映不同种类纤维和乳液单掺、复掺对新旧水泥基体料粘结效果的影响。同时分析了纤维和乳液对新旧水泥基界面粘结性能作用的机理。研究结果表明,掺量为0.1%的碳纤维砂浆以及掺量不小于0.3%的钢纤维砂浆在复掺SBR(styrene-butadiene rubber)乳液的情况下对界面粘结性能作用效果比纤维、乳液单掺情况下均要好,而聚丙烯纤维与乳液复掺效果不明显。不同种类的纤维砂浆在复掺SBR乳液的情况下,均能有效改善新拌纤维砂浆与基体之间界面结性能,且随着乳液掺量的增加作用效果越好。钢纤维聚合物砂浆和碳纤维聚合物砂浆适用于混凝土结构修补。     

PVA纤维增强水泥基材料中纤维-基体界面性能研究述评

聚乙烯醇(PVA)纤维-水泥基体界面性能是影响纤维增强复合材料的延性的重要因素,通过单纤维拔出试验原理系统介绍了PVA纤维-基体界面性能参数计算和PVA纤维在拔出试验中的破坏机理,结合扫描电镜(SEM)影像,详细说明了PVA纤维表面油剂处理、水泥基体组分(粉煤灰、水灰比和砂灰比及砂类型)变化对界面性能的影响。结果表明:经过表面油剂处理的PVA纤维形成的复合材料,高掺量粉煤灰和高水灰比条件下,PVA纤维-基体界面利于材料宏观高延性的形成,而砂灰比在一定范围内影响界面性能,同时界面性能对纤维增强复合材料的延性有重要影响。