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工程纤维增强水泥基复合材料PVA-ECC单轴受拉性能研究 被引量：14
1
作者 李艳 温丛格 《混凝土》 CAS 北大核心 2015年第9期31-35,共5页
通过对工程纤维增强水泥基复合材料PVA-ECC的单轴受拉强度和变形特性试验,研究PVA纤维体积率、水胶比与砂胶比对ECC抗拉性能的影响,研究结果表明,随着PVA纤维体积掺量的增加,ECC的抗拉强度与极限拉应变明显增大,其受拉应变-硬化特性也... 通过对工程纤维增强水泥基复合材料PVA-ECC的单轴受拉强度和变形特性试验,研究PVA纤维体积率、水胶比与砂胶比对ECC抗拉性能的影响,研究结果表明,随着PVA纤维体积掺量的增加,ECC的抗拉强度与极限拉应变明显增大,其受拉应变-硬化特性也越明显;水胶比增大,PVA-ECC的抗拉强度降低,但极限拉应变增大且可明显改善其受拉应变硬化特性;砂胶比为0.36时,PVA-ECC的极限拉应变最大,继续增大砂胶比,将不利于PVA-ECC受拉应变-硬化特性的发挥。 展开更多
关键词 工程纤维增强水泥基复合材料 聚乙烯醇纤维 单轴受拉 抗拉性能 应变硬化
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SMAF增强PP/PVA混杂纤维工程水泥基复合材料拉伸性能
2
作者 范淋 杨曌 +1 位作者 祁小龙 邓方茜 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第3期811-820,共10页
将超弹性形状记忆合金纤维(SMAF)掺入高延性工程水泥基复合材料(ECC)可制得兼具高延性及自恢复性能的新型复合材料SMAF增强ECC(SMAF-ECC)。制备ECC所用的聚乙烯醇(PVA)纤维原材料价格较高,本文采用价格相对低廉的聚丙烯(PP)纤维部分代替... 将超弹性形状记忆合金纤维(SMAF)掺入高延性工程水泥基复合材料(ECC)可制得兼具高延性及自恢复性能的新型复合材料SMAF增强ECC(SMAF-ECC)。制备ECC所用的聚乙烯醇(PVA)纤维原材料价格较高,本文采用价格相对低廉的聚丙烯(PP)纤维部分代替PVA纤维制备PP/PVA混杂纤维ECC;再掺入SMAF,制备出SMAF增强PP/PVA混杂纤维ECC,从而实现复合材料成本的降低。为探究该低成本SMAF-ECC是否仍然具备良好的力学性能,论文通过单轴拉伸试验研究不同SMAF掺量和直径下SMAF-ECC的拉伸性能。结果表明:SMAF掺量和直径对SMAF-ECC材料的拉伸性能影响显著;当SMAF直径为0.2 mm、掺量为0.2%(体积分数)时,SMAF-ECC试件拉伸性能最优,相较于ECC试件,SMAF-ECC试件的初裂应力增幅最高为16.79%,极限拉伸应力、应变分别提高了20.85%、2.87%。 展开更多
关键词 工程水泥基复合材料 聚丙烯纤维 形状记忆合金纤维 纤维增强 超弹性 拉伸性能
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高强钢绞线网增强工程水泥基复合材料抗弯加固损伤钢筋混凝土梁试验
3
作者 李可 葛辉 +1 位作者 徐朝阳 朱俊涛 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第7期1388-1397,共10页
为进一步将高强钢绞线网增强工程水泥基复合材料推广应用于既有工程结构加固,本文进行了该复合材料加固损伤梁抗弯性能试验研究。考虑原梁损伤程度、高强钢绞线直径、高强钢绞线配筋率的影响,对1个对比梁和7个卸载加固损伤梁进行抗弯性... 为进一步将高强钢绞线网增强工程水泥基复合材料推广应用于既有工程结构加固,本文进行了该复合材料加固损伤梁抗弯性能试验研究。考虑原梁损伤程度、高强钢绞线直径、高强钢绞线配筋率的影响,对1个对比梁和7个卸载加固损伤梁进行抗弯性能试验。结果表明:采用该加固方法,可使加固层与原梁较好地协同工作,充分发挥高强钢绞线网增强工程水泥基复合材料的优越力学性能,从而可显著提升卸载加固损伤梁的承载力、刚度、延性、韧性以及抗裂性,明显减小裂缝宽度;相比于加固无损梁,随着损伤程度的增加,卸载加固损伤梁的受弯承载力、截面刚度、延性以及韧性均呈降低趋势,且加固层对混凝土裂缝的控制能力亦降低;适当增加纵向钢绞线配筋率,可提高加固损伤梁受弯承载力、截面刚度、延性、韧性及加固层对裂缝的约束能力;纵向钢绞线配筋率相近时,钢绞线直径越小,加固层的控裂能力越强,能更好地减小裂缝宽度。 展开更多
关键词 高强钢绞线网 工程水泥基复合材料 结构加固 四点弯曲加载试验 损伤程度影响 受弯性能 钢筋混凝土梁 试验研究
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玻璃纤维与钢纤维混掺对海水珊瑚砂工程水泥基复合材料动态劈裂抗拉性能的影响
4
作者 秦玉琳 穆朝民 +2 位作者 张晓宇 钟美婷 章雨 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第10期3547-3561,共15页
在岛礁工程建设中使用海水珊瑚砂制备工程水泥基复合材料具有控制工程成本与缩短工程工期的优势。为研究玻璃纤维(GF)和钢纤维(SF)体积掺量对海水珊瑚砂工程水泥基复合材料(SCECC)动态劈裂抗拉性能的影响,对使用不同体积分数GF替代SF的S... 在岛礁工程建设中使用海水珊瑚砂制备工程水泥基复合材料具有控制工程成本与缩短工程工期的优势。为研究玻璃纤维(GF)和钢纤维(SF)体积掺量对海水珊瑚砂工程水泥基复合材料(SCECC)动态劈裂抗拉性能的影响,对使用不同体积分数GF替代SF的SCECC进行动、静态劈裂抗拉性能测试,探讨了GF和SF体积比、应力率对SCECC能量耗散特性、动态强度增长因子(DIF)、动态劈裂抗拉强度和拉伸应变场的影响。结果表明,SF与GF的掺入使SCECC的静态劈裂抗拉强度随GF体积分数增加而降低,GF为体积分数为0%、SF体积分数为1.500%时,静态劈裂抗拉强度提升了33.56%。当GF与SF体积比为1∶3、应力率为377.08 GPa/s时,动态劈裂抗拉强度达到最大值22.33 MPa。随着应力率的增加,SCECC的DIF对应力率的敏感性增强,最大DIF达2.58;在应力率等级Ⅳ(371.29~381.46 GPa/s)下,SCECC吸能系数最大提升了34.54%。SF与GF混杂掺入改善了断裂模式,使裂纹从单裂纹向多裂纹转变。数字图像相关技术分析表明,掺入SF与GF可缓解应变集中,从而增强SCECC的抗破坏能力。 展开更多
关键词 海水珊瑚砂工程水泥基复合材料 玻璃纤维 钢纤维 动态劈裂抗拉强度 能量耗散 应变率效应
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不同养护条件下纤维增强水泥基复合材料力学与吸水性能演化规律
5
作者 曲新鹏 薛善彬 +2 位作者 郭哲名 王丹 荆蜂杰 《混凝土》 北大核心 2025年第8期37-42,共6页
利用标准、低温及蒸汽养护条件制备了聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(Polyvinyl Alcohol Reinforced Cementitious Composites,PVAFRCC)和玄武岩纤维增强水泥基复合材料(Basalt Fiber Reinforced Cementitious Composites,BFRCC),研究... 利用标准、低温及蒸汽养护条件制备了聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(Polyvinyl Alcohol Reinforced Cementitious Composites,PVAFRCC)和玄武岩纤维增强水泥基复合材料(Basalt Fiber Reinforced Cementitious Composites,BFRCC),研究了二者的力学、毛细吸水性能随龄期的演化规律,分析了毛细吸水性能与孔隙度的关联。结果表明:3~28 d,标养PVAFRCC和BFRCC的力学性能均提升显著;低温养护下,二者的力学性能较差且增长缓慢;蒸养条件下,3 d时PVAFRCC和BFRCC的抗压、抗折强度及动弹性模量均分别可达到60 MPa、10 MPa和30 GPa以上,而3 d后仅有小幅增长。3种养护条件下,PVAFRCC中PVA纤维掺量由1%增至2%可使其抗折强度提高30%~50%,而BFRCC中玄武岩纤维掺量由0.1%增至0.3%时对其抗折强度无显著影响。3~28 d龄期时,PVAFRCC和BFRCC的毛细吸水系数和孔隙度均为低温养护条件下最高,标养条件次之;蒸养条件下,PVAFRCC和BFRCC的毛细吸水系数和孔隙度均显著低于标准和低温养护试件。随龄期的变化,PVAFRCC和BFRCC的毛细吸水系数与其孔隙度的演化趋势均较为一致。 展开更多
关键词 养护条件 纤维增强水泥基复合材料 力学性能 毛细吸水 孔隙度
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二维定向钢纤维增强水泥基复合材料动态压缩强度模型
6
作者 慕儒 程庆澳 +2 位作者 刘昊奇 赵世伟 王晓伟 《混凝土》 北大核心 2025年第6期1-4,共4页
水泥基复合材料在动态压缩荷载作用下会在与压缩垂直的方向产生膨胀变形,与膨胀方向一致的钢纤维能够有效约束膨胀变形,使材料的动态压缩性能得到改善。通过磁场调控水泥基复合材料中的钢纤维转动至水平平面,制备二维定向钢纤维增强水... 水泥基复合材料在动态压缩荷载作用下会在与压缩垂直的方向产生膨胀变形,与膨胀方向一致的钢纤维能够有效约束膨胀变形,使材料的动态压缩性能得到改善。通过磁场调控水泥基复合材料中的钢纤维转动至水平平面,制备二维定向钢纤维增强水泥基复合材料(Two-dimensionally Aligned Steel Fiber Reinforced Cement-based Composites,2D-SFRC)。对2D-SFRC试件进行动态压缩性能测试,并建立动态压缩强度模型。2D-SFRC试件的动态压缩性能较随机乱向钢纤维增强水泥基复合材料试件显著提高。 展开更多
关键词 二维定向钢纤维 动态压缩性能 动态压缩强度模型 钢纤维增强水泥基复合材料
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EVA胶粉对超高性能工程水泥基复合材料性能的影响
7
作者 黄杰 水中和 +3 位作者 亓习博 刘家宝 黄周龙 何静 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第8期2752-2761,共10页
分别采用低醋酸乙烯(VA)含量的刚性乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)胶粉、高VA含量的柔性EVA胶粉和以月桂酸乙烯酯为基础的疏水性EVA胶粉对超高性能工程水泥基复合材料(UHPECC)进行改性,分析三种不同类型EVA对UHPECC流动度、抗压强度、抗折强... 分别采用低醋酸乙烯(VA)含量的刚性乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)胶粉、高VA含量的柔性EVA胶粉和以月桂酸乙烯酯为基础的疏水性EVA胶粉对超高性能工程水泥基复合材料(UHPECC)进行改性,分析三种不同类型EVA对UHPECC流动度、抗压强度、抗折强度、抗拉强度、极限拉伸应变、粘结强度、界面抗渗性能、收缩特性、水化程度、孔结构特性和微观特征的影响。结果表明:单掺三种类型EVA后,UHPECC的流动度和抗压强度会降低,但抗折强度、抗拉强度、粘结强度和界面抗渗性能会提升;刚性EVA组在抗折强度、抗拉强度、粘结强度方面表现最好,柔性EVA组在流动度、极限拉伸应变和降低收缩方面表现最好,疏水性EVA在界面抗渗性能方面表现最好;EVA的掺入会降低UHPECC的水化程度,同时降低孔隙率,增强纤维与基体之间的附着力,也会增加UHPECC与普通混凝土界面缺陷处的密实度,进而改善UHPECC的性能。 展开更多
关键词 EVA胶粉 超高性能工程水泥基复合材料 强度 极限拉伸应变 粘结强度 界面抗渗性能
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钢渣-钢纤维水泥基复合材料的自感知性能
8
作者 周中一 洪雅妮 +1 位作者 庞新龙 王涛 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第9期1092-1101,共10页
为了研究钢渣对硅砂的替代率、钢渣粒径和钢纤维掺量对该复合材料力学性能和自感知性能的影响,进行了不同配合比的水泥基自感知复合材料力学性能和自感知性能试验,结果表明:钢渣粒径对自感知复合材料抗压强度的影响显著;极化效应会引起... 为了研究钢渣对硅砂的替代率、钢渣粒径和钢纤维掺量对该复合材料力学性能和自感知性能的影响,进行了不同配合比的水泥基自感知复合材料力学性能和自感知性能试验,结果表明:钢渣粒径对自感知复合材料抗压强度的影响显著;极化效应会引起试件电阻大幅增加进而干扰压阻效应测试中电阻的测量,通电一定时间后极化效应趋于稳定,电阻不再增加;增加钢纤维含量可缩短极化稳定时间,针对钢渣、钢纤维自感知复合材料,建议预极化处理时间为20 min以减小极化效应的不利影响;增加钢纤维掺量可提高复合材料应力感知灵敏度,应力传感灵敏度最高为1.36×10-3MPa-1。 展开更多
关键词 钢渣 钢纤维 水泥基复合材料 自感知 压阻效应 应力灵敏度
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工程水泥基复合材料与锈蚀钢筋黏结性能研究 被引量：2
9
作者 李鑫平 车佳玲 +1 位作者 刘海峰 王丹 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第1期90-97,共8页
为研究工程水泥基复合材料(ECC)与锈蚀螺纹钢筋的黏结破坏机理,采用中心拉拔试验方法,分析钢筋锈蚀率、黏结锚固长度、钢筋直径和纤维掺量等因素对黏结性能的影响。结果表明,ECC与锈蚀钢筋的黏结应力-滑移曲线可分为微滑移阶段、滑移阶... 为研究工程水泥基复合材料(ECC)与锈蚀螺纹钢筋的黏结破坏机理,采用中心拉拔试验方法,分析钢筋锈蚀率、黏结锚固长度、钢筋直径和纤维掺量等因素对黏结性能的影响。结果表明,ECC与锈蚀钢筋的黏结应力-滑移曲线可分为微滑移阶段、滑移阶段、破坏阶段和残余阶段,试件破坏类型为剪切拔出破坏;黏结强度随钢筋锈蚀率的增加先增大后减小,存在临界锈蚀率使得黏结性能最好;钢筋锈蚀率为10%时,试件黏结强度随钢筋锚固长度和钢筋直径的增大而减小;随着纤维体积掺量的增加,黏结韧性指数和黏结强度先增大后减小,纤维体积掺量为2%时,纤维的增韧和阻裂效果最明显。 展开更多
关键词 工程水泥基复合材料 锈蚀钢筋 拉拔试验 黏结强度 黏结韧性指数
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连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料低成本制备工艺研究进展 被引量：1
10
作者 商剑钊 吴小飞 +5 位作者 曹晔洁 吕云蕾 李精鑫 王晶 董宁 刘永胜 《材料工程》 北大核心 2025年第1期15-27,共13页
连续纤维增强陶瓷基复合材料具有低密度、高强度、耐高温等优异性能,已被广泛应用于航空航天、国防军工和新兴民用等领域,但连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺大多存在成本较高、周期过长等问题,限制其应用和推广,发展低成本制备工艺... 连续纤维增强陶瓷基复合材料具有低密度、高强度、耐高温等优异性能,已被广泛应用于航空航天、国防军工和新兴民用等领域,但连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺大多存在成本较高、周期过长等问题,限制其应用和推广,发展低成本制备工艺是推动连续纤维增强陶瓷基复合材料广泛应用的关键。本文简要介绍了连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺现状,总结了反应熔渗、纳米浆料浸渗瞬时共晶、浆料浸渗结合热压等低成本工艺的研究现状,围绕制备工艺优化、复合材料微观结构和性能等方面进行综述,提出了低成本制备工艺的未来研究方向,如熔盐法制备超高温陶瓷界面和反应诱导相分离制备具有孔隙结构均匀的多孔基体,可显著提升连续纤维增强陶瓷基复合材料的综合性能。 展开更多
关键词 连续纤维增强陶瓷基复合材料 制备工艺 低成本 反应熔渗 纳米浆料浸渗瞬时共晶
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湿热老化环境下碳纤维增强树脂基复合材料力学性能退化机制及性能预测 被引量：1
11
作者 汪依宁 陈东东 +2 位作者 肖守讷 王明猛 何子坤 《材料导报》 北大核心 2025年第6期281-288,共8页
为了深入研究湿热老化环境下碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymers,CFRP)力学性能退化行为,开展了30℃和50℃两种水温下CFRP材料的浸水老化试验,随后进行老化0、6、12、18、24、30 d后样件的拉伸和压缩性能测试,... 为了深入研究湿热老化环境下碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymers,CFRP)力学性能退化行为,开展了30℃和50℃两种水温下CFRP材料的浸水老化试验,随后进行老化0、6、12、18、24、30 d后样件的拉伸和压缩性能测试,并结合SEM分析老化前后CFRP试件破坏形貌。基于有限元软件ABAQUS二次开发功能,构建了考虑湿热老化效应的层内断裂和层间分层失效的二维本构模型,并对老化前和饱和吸水状态下CFRP力学性能进行计算。结果表明:30℃和50℃两种温度下,CFRP吸湿行为均符合菲克定律;随温度提升和老化时间的延长,CFRP力学性能呈现出下降趋势。此外,相比拉伸性能,CFRP压缩性能受湿热环境影响更大,在50℃老化30 d后,CFRP压缩强度和模量降幅分别为39.3%和10.8%,远高于拉伸强度和模量的降幅(8.11%和7.08%)。分析原因是CFRP浸水老化过程中,水分子扩散会导致纤维-基体界面与基体性能恶化,而CFRP压缩性能对以上变化更敏感。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂基复合材料 湿热老化 力学性能 数值模拟
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3D打印纤维增强树脂基复合材料研究进展
12
作者 金银玲 刘艳梅 +4 位作者 史吉鹏 梁新增 关峰 初广昊 李广龙 《化工新型材料》 北大核心 2025年第11期34-40,48,共8页
纤维增强复合材料因具有轻量化、高承载以及卓越的力学性能和功能特性,是我国关键战略材料的重要组成。传统的纤维增强复合材料制造技术难以制备复杂结构零件,限制了复合材料的广泛应用,3D打印技术的飞速发展提供给制备纤维增强复合材... 纤维增强复合材料因具有轻量化、高承载以及卓越的力学性能和功能特性,是我国关键战略材料的重要组成。传统的纤维增强复合材料制造技术难以制备复杂结构零件,限制了复合材料的广泛应用,3D打印技术的飞速发展提供给制备纤维增强复合材料新的思路。综述了3D打印纤维增强树脂基复合材料研究进展包括原材料、基本原理、装备、工艺参数以及力学性能,并对3D打印纤维增强复合材料的未来研究与发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 3D打印 纤维增强树脂基复合材料 工艺参数 力学性能
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钢纤维沙漠砂水泥基复合材料高温力学性能研究
13
作者 车雅丽 何明胜 +1 位作者 夏多田 吴声宏 《石河子大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期314-322,共9页
为研究钢纤维沙漠砂水泥基复合材料(SFDM)在高温环境下的物理性能和力学性能的变化,通过质量检测、相对动弹性模量、力学性能和SEM等试验,分析温度、钢纤维掺量和沙漠砂替代率对SFDM力学性能的影响,探讨高温条件下SFDM强度变化的内在机... 为研究钢纤维沙漠砂水泥基复合材料(SFDM)在高温环境下的物理性能和力学性能的变化,通过质量检测、相对动弹性模量、力学性能和SEM等试验,分析温度、钢纤维掺量和沙漠砂替代率对SFDM力学性能的影响,探讨高温条件下SFDM强度变化的内在机理,试验及结果分析表明:随着温度的升高,试件的质量损失率逐渐增大,相对动弹性模量逐渐减少,其抗压和抗折强度均有不同程度的损失。与普通水泥基材料相比,适量沙漠砂和钢纤维的加入可有效改善试件在高温环境下的力学强度,并且当沙漠砂替代率为20%,钢纤维掺量为1.5%时,高温力学性能达到最优。从微观形貌分析可知:200℃以下时,温度的升高可促进试件内部的水化反应,整体结构没有显著变化;200℃以上时,温度的升高将导致试件内部水化产物逐渐分解,微观结构逐渐变成多孔蜂窝结构,纤维-基底界面粘结程度降低,最终导致宏观力学性能降低。最后通过试验数据进行回归分析且拟合出温度-抗压强度、温度-抗折强度损伤模型,这2个模型公式的相关系数R 2均在0.95以上,表明拟合的结果优良,具有较高的可靠性。 展开更多
关键词 高温 钢纤维沙漠砂水泥基复合材料 力学性能 微观结构 温度-强度损伤模型
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混杂纤维水泥基复合材料弯曲性能试验研究
14
作者 张雷 姜超 +5 位作者 朱学军 谢群 刘文胜 赵振振 郑元武 李阳 《材料导报》 北大核心 2025年第14期70-77,共8页
采用聚乙烯(PE)纤维和钢纤维混杂的方式制备了一种水泥基复合材料(Hybrid fiber reinforced cementitious composite, HFRCC)。在保持PEW纤维体积掺量为1%不变的情况下,通过试验研究了不同钢纤维尺寸和掺量下该材料的弯曲性能。研究表明... 采用聚乙烯(PE)纤维和钢纤维混杂的方式制备了一种水泥基复合材料(Hybrid fiber reinforced cementitious composite, HFRCC)。在保持PEW纤维体积掺量为1%不变的情况下,通过试验研究了不同钢纤维尺寸和掺量下该材料的弯曲性能。研究表明:钢纤维的掺入会导致试件破坏形式由多裂缝开裂转变为主裂缝破坏,且掺量越高主裂缝破坏越明显;混杂纤维提高了材料的开裂挠度、抗弯强度和韧性指数,但降低了开裂应力和峰值挠度;钢纤维掺量越高其抗弯强度越高,最高可达15.40 MPa,较单掺PE纤维提升26.5%;建立的非线性回归模型对抗弯强度的预测精度较高。 展开更多
关键词 水泥基复合材料 混杂纤维 弯曲性能 钢纤维 聚乙烯纤维
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混杂纤维高强高延性水泥基复合材料弯曲性能及预测模型
15
作者 万思宇 苏三庆 +1 位作者 曹振 王照耀 《材料导报》 北大核心 2025年第23期66-75,共10页
高强高延性水泥基复合材料(HS-ECC)在土木工程领域具有广阔的应用前景,深入了解其弯曲性能是实现工程应用的前提。目前对聚乙烯纤维(PEF)与钢纤维(SF)混杂增强机理的研究相对较少,且缺乏有效的弯曲性能预测模型。鉴于此,本工作采用坍落... 高强高延性水泥基复合材料(HS-ECC)在土木工程领域具有广阔的应用前景,深入了解其弯曲性能是实现工程应用的前提。目前对聚乙烯纤维(PEF)与钢纤维(SF)混杂增强机理的研究相对较少,且缺乏有效的弯曲性能预测模型。鉴于此,本工作采用坍落度试验、抗压试验及四点弯曲试验,研究PEF-SF混杂纤维掺量及混杂比例对HS-ECC工作性能、抗压强度及弯曲性能的影响,并建立弯曲性能预测模型。研究结果表明,PEF与SF均会降低工作性能,且PEF的负面影响更为显著。SF对抗压强度和抗弯强度的增强作用更为突出,但增强效率随纤维掺量增加而下降。PEF与SF对峰值挠度均有一定提升作用,提高PEF掺量有利于增强变形能力,而SF掺量过高则会削弱挠曲硬化特征,影响弯曲性能。综合考虑强度、变形能力及成本,建议SF掺量不超过0.6%。基于细观分析,提出了HS-ECC单轴受拉/压本构模型,并建立了弯曲性能预测模型,该模型能较好地预测PEF-SF混杂HS-ECC的弯曲性能,为HS-ECC在实际工程中的应用提供了一定理论支持。 展开更多
关键词 高强高延性水泥基复合材料 混杂纤维 弯曲性能 本构模型 预测模型
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以尾矿砂为骨料的绿色工程水泥基复合材料力学性能研究
16
作者 余洁歆 朱艺婷 +3 位作者 庄旭 陈玉霜 张广达 许莉 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第9期3337-3346,共10页
传统工程水泥基复合材料(ECC)中高比例的水泥用量导致其价格贵、碳排放量高,这限制了其在交通基础设施中的产业化应用。为克服这一局限,在保证ECC力学性能的前提下,使用尾矿砂作为替代骨料并提高粉煤灰掺量,研发一种经济、绿色的尾矿砂... 传统工程水泥基复合材料(ECC)中高比例的水泥用量导致其价格贵、碳排放量高,这限制了其在交通基础设施中的产业化应用。为克服这一局限,在保证ECC力学性能的前提下,使用尾矿砂作为替代骨料并提高粉煤灰掺量,研发一种经济、绿色的尾矿砂ECC。设计了9组不同配合比的ECC试件进行单轴压缩和单轴拉伸试验,分别采用不同的骨料类型(尾矿砂、尾矿砂和石英砂混合、石英砂)、粉煤灰和水泥用量比值(2.4、3.4和4.4),研究其对力学性能、微观结构及材料可持续性的影响。通过试验揭示了ECC受力阶段的破坏过程和变形特点,结果表明尾矿砂骨料因多棱角形貌和微集料效应,展现出良好的抗拉强度和拉伸延性。粉煤灰掺量对力学性能具有双重效应,随着粉煤灰和水泥用量比值的增大,ECC的抗拉强度和抗压强度均有所降低,但极限拉伸应变显著提升。通过可持续性指标与传统ECC做比较,结果表明新型尾矿砂ECC可以有效降低成本、减少能源消耗和二氧化碳排放,验证了利用工业固体废弃物尾矿砂作为骨料制备绿色ECC的可持续性,可为环保型尾矿砂ECC的应用提供指导。 展开更多
关键词 工程水泥基复合材料 聚乙烯醇纤维 尾矿砂 力学性能 粉煤灰 CO_(2)排放量
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单向玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料成型极限试验研究
17
作者 亓昌 武鹏程 +1 位作者 盈亮 杨姝 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期46-53,共8页
本研究探讨了单向玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料的成型极限,旨在为玻璃纤维增强树脂基复合材料层板的工艺设计和失效行为预测提供参考。首先,采用连续玻璃纤维增强聚酰胺6单向带,按照[0/90]4的铺层方式,通过热模压制备厚度为1.80 mm... 本研究探讨了单向玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料的成型极限,旨在为玻璃纤维增强树脂基复合材料层板的工艺设计和失效行为预测提供参考。首先,采用连续玻璃纤维增强聚酰胺6单向带,按照[0/90]4的铺层方式,通过热模压制备厚度为1.80 mm的GFRP层板;其次,基于Nakajima成型极限试验,对比了钟形试样与改型缺口试样的失效形式;最后,确定了适用于GFRP层板成型极限研究的试样,并通过构建成型极限曲线表征了其成型性能。试验结果表明:随着试样宽度的增加,受力状态和变形模式由单轴拉伸向双轴拉伸转变;试样表现出三种典型的失效模式,包括纤维拉伸断裂、纤维拔出断裂以及弯曲剪切耦合断裂;试样呈现脆性断裂特征,且在断裂前未出现颈缩现象,需通过散点分布构建成型极限曲线;与传统钟形试样相比,缺口试样更适用于纤维增强复合材料的成型极限试验研究。 展开更多
关键词 单向玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料 Nakajima试验 成型极限曲线 试样改型 失效模式
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纤维增强树脂基复合材料结构极限强度预测方法
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作者 程显贺 程宏川 +3 位作者 邹志伟 刘佳鑫 李玉龙 林再文 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第6期34-40,共7页
为了加快项目研制初期复合材料结构设计方案论证的进度,开发了一种便捷且实用的结构极限强度预测方法。首先,基于经典层合板理论给出层合板等效模量的解析表达式。其次,依据层合板逐层破坏及刚度退化的假定,采用数值算法预测了层合板的... 为了加快项目研制初期复合材料结构设计方案论证的进度,开发了一种便捷且实用的结构极限强度预测方法。首先,基于经典层合板理论给出层合板等效模量的解析表达式。其次,依据层合板逐层破坏及刚度退化的假定,采用数值算法预测了层合板的首层破坏强度与极限强度。然后,对比了典型铺层的层合板力学参数,结果表明等效弹性模量与极限拉伸强度的预测值与测试值完全吻合,仅极限压缩强度的预测值比测试值低10%。最后,以层合板的等效力学性能预测值作为基础参数,采用传统结构有限元方法预测典型端框法兰结构的极限强度,通过与试验件测试比较发现,预测破坏形式与试验破坏形式均为压缩破坏,且预测极限载荷比试验破坏载荷低15%。该方法计算速度快,计算精度满足设计初期结构方案论证需求。 展开更多
关键词 纤维增强树脂基复合材料 层合板 等效模量 等效强度 极限强度 最大应力准则
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碳纤维增强树脂基复合材料超快激光加工研究进展
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作者 陶龙辉 王勇 +4 位作者 冯杰才 徐瑞 彭效海 卢正欣 唐敏 《热加工工艺》 北大核心 2025年第14期89-111,123,共24页
碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有高强度、低密度和耐腐蚀等优异性能,被广泛应用于航空航天、医疗和能源等领域。然而,由于CFRP各向异性和结构的不均匀性,高压水射流、机械加工等传统加工方法存在加工效率低,且容易出现纤维拉出、基... 碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有高强度、低密度和耐腐蚀等优异性能,被广泛应用于航空航天、医疗和能源等领域。然而,由于CFRP各向异性和结构的不均匀性,高压水射流、机械加工等传统加工方法存在加工效率低,且容易出现纤维拉出、基质开裂、分层和膨胀等问题。近年来,超快激光因具有极短的脉冲宽度和极高的脉冲能量等特点,有望成为CFRP新型高效高质加工方法。因此,总结了超快激光与CFRP相互作用时的能量吸收、能量传递和材料去除的研究现状,分析了CFRP超快激光加工研究进展,梳理了现有的CFRP超快激光加工质量控制方法,以及人工智能辅助CFRP超快激光加工研究进展。最后,总结了CFRP超快激光加工的目前仍面临的挑战及其应对策略。 展开更多
关键词 碳纤维增强树脂基复合材料 超快激光加工 能量吸收 能量传递
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以黄金尾矿砂为细骨料的工程水泥基复合材料性能研究
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作者 于新 王龙 +1 位作者 何平平 刘雨松 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第7期2566-2577,共12页
工程水泥基复合材料(ECC)因具有极高的延性而受到广泛关注。然而,制备ECC的组分通常以高成本、高碳排放的石英砂作为细骨料,这使ECC应用于实际工程中面临着破坏环境、造价高等问题。为了制备成本、碳排放量更低的ECC,本研究通过工业固... 工程水泥基复合材料(ECC)因具有极高的延性而受到广泛关注。然而,制备ECC的组分通常以高成本、高碳排放的石英砂作为细骨料,这使ECC应用于实际工程中面临着破坏环境、造价高等问题。为了制备成本、碳排放量更低的ECC,本研究通过工业固废产物黄金尾矿砂全比例替代石英砂制备ECC,在不同水胶比及粉煤灰比例下,分别测试并对比黄金尾矿砂基ECC及石英砂基ECC的流动性和力学性能,且通过断裂韧度、纤维分散等试验对力学性能进行了解释,由此探究黄金尾矿砂全比例替代石英砂作为细骨料,制备低成本、低碳排放ECC的可行性。研究结果发现,黄金尾矿砂由于具有更多的棱角,对ECC的流动性能造成了负面影响。但在力学性能方面,使用黄金尾矿砂制备ECC可以有效提高ECC的抗压和抗拉强度,且获得与石英砂基ECC相当的拉伸应变性能。使用黄金尾矿砂全比例替代石英砂制备低碳ECC具有极大的可行性,有助于降低建筑材料制备过程中所产生的碳排放。 展开更多
关键词 工程水泥基复合材料 黄金尾矿砂 低碳排放 流动性 力学性能
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