钢纤维沙漠砂水泥基复合材料高温力学性能研究

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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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烧结温度对国产氧化铝连续纤维结构形态和力学性能的影响

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作者 程洁洁 贾庆龙 +4 位作者 卢博文 段亚弟 张金平 关克田 张典堂 《服装学报》 北大核心 2025年第3期196-202,共7页

为优化消防服外层氧化铝连续纤维制备工艺,提升消防服高温服役性能,采用溶胶-凝胶法,以氯化铝和硅溶胶为原料,制备前驱体溶胶及氧化铝连续纤维。从纤维晶相结构演变、表观形貌特征、不同烧结温度下纤维的常温与高温力学性能等角度,系统... 为优化消防服外层氧化铝连续纤维制备工艺,提升消防服高温服役性能,采用溶胶-凝胶法,以氯化铝和硅溶胶为原料,制备前驱体溶胶及氧化铝连续纤维。从纤维晶相结构演变、表观形貌特征、不同烧结温度下纤维的常温与高温力学性能等角度,系统研究了烧结过程对纤维性能的影响机制,得到氧化铝连续纤维的最佳烧结温度为1100℃,此时其断裂强度约为1700MPa,且在1100,1200,1300℃下热处理2h后强度保留率分别为97.3%,94.3%和65.0%;氧化铝连续纤维的力学性能在1300℃下可较长时间保持稳定。研究表明,通过精准控制烧结工艺,可有效提升氧化铝连续纤维的高温稳定性与力学性能,使其满足消防服严苛的高温防护需求。 展开更多

关键词 消防服 溶胶-凝胶法 氧化铝连续纤维 高温力学性能 微观结构

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纤维增强活性粉末混凝土高温力学性能的实验研究 被引量：8

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作者 时术兆 齐砚勇 +1 位作者 严云 潘思娟 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期65-68,共4页

研究了钢纤维、聚丙烯纤维和PVA纤维的不同掺量以及纤维复掺在90℃、200℃和400℃高温养护时活性粉末混凝土的力学性能和微观结构。结果表明,200℃高温养护,单掺钢纤维时,RPC的抗折强度与90℃的相近,但抗压强度提高,达210.2MPa;单掺聚... 研究了钢纤维、聚丙烯纤维和PVA纤维的不同掺量以及纤维复掺在90℃、200℃和400℃高温养护时活性粉末混凝土的力学性能和微观结构。结果表明,200℃高温养护,单掺钢纤维时,RPC的抗折强度与90℃的相近,但抗压强度提高,达210.2MPa;单掺聚丙烯纤维时,由于其高温熔解,形成三维网络结构,与RPC融为一体,抗压强度显著提高,当掺量为1.5%(体积分数)时,强度达242.6MPa。纤维复掺时抗折强度与钢纤维相近,但抗压强度有所提高,200℃养护时达265MPa。400℃养护时,随水胶比降低,强度进一步增大,当水胶比为0.12时,抗压强度达333.4MPa。 展开更多

关键词 rpc纤维高温养护力学性能微观结构

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高硅氧纤维增强SiO_(2)气凝胶复合材料耐高温与抗火性能

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作者 康大伟 倪雅 +5 位作者 张宁 隋艳伟 委福祥 戚继球 张太科 孟庆坤 《材料工程》 北大核心 2025年第10期173-181,共9页

针对桥梁火灾防护需求,利用溶胶-凝胶和超临界干燥的方式制备出高硅氧纤维/SiO_(2)气凝胶复合材料,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、电子万能试验机、导热系数分析仪等研究复合材料在高温处理后微观结构、力学和... 针对桥梁火灾防护需求,利用溶胶-凝胶和超临界干燥的方式制备出高硅氧纤维/SiO_(2)气凝胶复合材料,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、电子万能试验机、导热系数分析仪等研究复合材料在高温处理后微观结构、力学和隔热性能变化,探索复合材料在烃类火中的抗火能力。结果表明,制备态的复合材料高硅氧纤维和SiO_(2)气凝胶结合良好,纤维间空隙被气凝胶均匀填充。800~1000℃处理2 h后,纤维表面变得粗糙,气凝胶出现破碎,部分纤维裸露出来。SiO_(2)气凝胶在高温处理后,孔径尺寸增加,比表面积下降,且出现晶化现象。高温处理导致力学和隔热性能下降,初始态和1000℃处理态的断裂力和导热系数分别为130.2 N和0.0163 W/(m·K),50.2 N和0.0311 W/(m·K)。在1100℃烃类火中,采用10 mm厚的气凝胶复合材料保护缆索模型可以在78 min内保持温度低于300℃。此研究成果对于新型桥梁抗火材料的开发和评价具有一定借鉴意义。 展开更多

关键词 SiO_(2)气凝胶 高硅氧纤维 耐高温性能 微观结构 隔热性能 力学性能

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标准养护条件下铁尾矿制备RPC力学性能研究 被引量：10

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作者 田耀刚 阎宝宝 +3 位作者 陈惠坤 黄山 齐琳 李炜光 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期4153-4159,共7页

标准养护条件下,采用固体废弃物铁尾矿砂代替石英砂设计制备RPC,研究其引入对RPC工作性能、强度和弯曲韧性的影响,通过XRD和SEM研究其对RPC水化反应和微观结构的影响。结果表明,标准养护条件下,铁尾矿砂RPC28d抗压强度和抗弯拉强度可分... 标准养护条件下,采用固体废弃物铁尾矿砂代替石英砂设计制备RPC,研究其引入对RPC工作性能、强度和弯曲韧性的影响,通过XRD和SEM研究其对RPC水化反应和微观结构的影响。结果表明,标准养护条件下,铁尾矿砂RPC28d抗压强度和抗弯拉强度可分别达到117.5 MPa和24.2 MPa;铁尾矿砂的引入可降低RPC流动度、抗压强度和抗弯拉强度;采用美国ASTM C1609和日本JCI SF4评价测试铁尾矿砂RPC弯曲韧性,韧性指数I_(10)和σ_(b)分别为石英砂RPC的78.0%和77.8%;微观分析表明,少量铁尾矿砂对RPC内部水泥水化反应影响并不明显,继续增加铁尾矿砂的量会对水化反应产生不利影响。 展开更多

关键词 标准养护 铁尾矿砂 rpc 力学性能 弯曲韧性 微观结构

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混杂纤维增强超高性能混凝土的高温性能试验研究 被引量：6

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作者 罗伊明 张博 +2 位作者 刘彦钰 吴守军 付国 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第3期825-832,共8页

本文对混杂钢纤维(SF)-聚丙烯纤维(PPF)-硫酸钙晶须(CSW)增强超高性能混凝土(UHPC)进行高温试验(200~800℃),研究了混杂纤维增强UHPC高温前后的物理力学性能,并借助光学显微镜和扫描电子显微镜进行微观形貌观测,探讨了基体裂缝发展过程... 本文对混杂钢纤维(SF)-聚丙烯纤维(PPF)-硫酸钙晶须(CSW)增强超高性能混凝土(UHPC)进行高温试验(200~800℃),研究了混杂纤维增强UHPC高温前后的物理力学性能,并借助光学显微镜和扫描电子显微镜进行微观形貌观测,探讨了基体裂缝发展过程中多尺度纤维的作用机理。结果表明:随着温度升高,UHPC的质量损失率呈增大趋势,而超声波速则呈下降趋势,同时混杂SF-PPF-CSW对基体超声波速的降低有一定减缓作用;当温度小于400℃时,混杂SF-PPF-CSW增强UHPC的弯曲强度变化微弱(<5%),超过400℃后则迅速下降,在800℃下仅为初始强度的19.2%~24.7%;残余抗压强度随温度升高呈先上升后下降趋势,在400℃时达到峰值,较常温时提升了48.9%~62.0%;各温度下,掺加SF-PPF-CSW的UHPC物理力学性能均得到了有效提升,其中混杂1.7%(体积分数)SF、0.3%(体积分数)PPF、1.0%(体积分数)CSW对UHPC力学性能提升效果最佳。 展开更多

关键词 混杂纤维 超高性能混凝土 高温 物理力学性能 微观结构

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混掺纤维水泥砂浆的高温性能研究 被引量：4

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作者 郭子荣 杨鼎宜 +4 位作者 曹忠露 贾向锋 赵健 陈龙祥 毛翔 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第3期851-865,共15页

火灾产生的高温会对水泥基复合材料造成严重损伤,而混掺玄武岩纤维可一定程度上提高水泥基复合材料的耐高温性能。为研究不同种类玄武岩纤维与聚丙烯纤维混掺水泥砂浆经高温作用后的性能变化规律,测试了混掺纤维水泥砂浆高温后的基本力... 火灾产生的高温会对水泥基复合材料造成严重损伤,而混掺玄武岩纤维可一定程度上提高水泥基复合材料的耐高温性能。为研究不同种类玄武岩纤维与聚丙烯纤维混掺水泥砂浆经高温作用后的性能变化规律,测试了混掺纤维水泥砂浆高温后的基本力学性能,并借助扫描电子显微镜(SEM)和压汞试验对混掺纤维水泥砂浆的微观结构进行分析。结果表明:不同种类的玄武岩纤维与聚丙烯纤维混掺后均能改善水泥砂浆的耐高温性能;温度在200℃时由于水泥砂浆内部发生二次水化,混掺纤维水泥砂浆的抗压强度和抗折强度显著提高。随着温度升高至800℃,水泥砂浆内部结构被破坏,孔隙率逐渐增大,力学性能逐渐下降,但混掺纤维水泥砂浆性能仍高于基准组,这是因为聚丙烯纤维高温熔化后留下大量的孔道,缓解水泥砂浆内部孔隙压力,且玄武岩纤维在水泥砂浆内部起到桥接作用,缓解了高温裂纹的扩展。 展开更多

关键词 聚丙烯纤维 玄武岩纤维 高温 力学性能 孔隙率 微观结构

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低坍落度聚丙烯纤维混凝土的高温后性能研究 被引量：12

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作者 李兵 林煜期 +1 位作者 王宏 董毓利 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第4期1522-1528,共7页

为探索聚丙烯纤维(polypropylene fiber,PPF)长度和掺量对低坍落度混凝土的影响,设计了171组基准混凝土和PPF混凝土标准立方体试块,尺寸为150 mm×150 mm×150 mm,并开展了常温下和高温后低坍落度混凝土的抗压强度试验和劈裂抗... 为探索聚丙烯纤维(polypropylene fiber,PPF)长度和掺量对低坍落度混凝土的影响,设计了171组基准混凝土和PPF混凝土标准立方体试块,尺寸为150 mm×150 mm×150 mm,并开展了常温下和高温后低坍落度混凝土的抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验。基于试验结果给出PPF对低坍落度混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响规律,并结合电镜扫描结果分析低坍落度PPF混凝土的微观结构和破坏机理。结果表明:在适宜的长度和掺量范围下,PPF的掺入较明显改善高温前后的力学性能;同时在一定掺量下,发现PPF高温气化有助于混凝土的应力释放,提高了残余抗压强度。 展开更多

关键词 低坍落度混凝土 聚丙烯纤维(PPF) 高温 微观结构 破坏机理 力学性能

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早期高温养护对粉煤灰基自密实混凝土性能的影响 被引量：6

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作者 赵行立 董鹏程 +6 位作者 罗远彬 黄婷 吴敏玲 周玲珠 吕佳美 邝梦芳 郑愚 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2020年第9期2821-2829,2843,共10页

为研究早期养护条件对粉煤灰基自密实混凝土(SCC)性能的影响规律,采用不同掺量(30%、40%、50%、65%)的粉煤灰取代等量的水泥胶凝材料制备SCC。将其放置在标准养护箱中养护24 h或在蒸养机中以60℃和90℃的温度养护24 h,之后全部取出放入... 为研究早期养护条件对粉煤灰基自密实混凝土(SCC)性能的影响规律,采用不同掺量(30%、40%、50%、65%)的粉煤灰取代等量的水泥胶凝材料制备SCC。将其放置在标准养护箱中养护24 h或在蒸养机中以60℃和90℃的温度养护24 h,之后全部取出放入自来水中养护,分析不同早期养护条件对粉煤灰基SCC力学性能的影响,探讨粉煤灰基自密实混凝土力学性能之间的关系。对不同龄期下的粉煤灰基SCC进行微观测试,包括扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)测试,通过微观形貌及能谱分析解释粉煤灰基SCC的宏观工作性能和力学性能。研究表明,粉煤灰掺量增加对SCC的早期抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量存在明显的负作用,而早期高温养护能够显著提高粉煤灰基SCC的早期力学性能。结合实际工程需求,粉煤灰基SCC运用于预制构件的生产具有可行性。 展开更多

关键词 自密实混凝土 早期高温养护 粉煤灰 力学性能 微观结构

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50℃养护下超细粉煤灰-水泥复合胶凝材料的性能研究 被引量：20

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作者 韩笑 冯竟竟 +1 位作者 孙传珍 王珊珊 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期473-482,共10页

采用化学结合水量测试、压汞测孔法、扫描电镜观测以及力学性能测试等方法,系统研究了50℃养护条件下超细粉煤灰水泥复合胶凝材料的水化程度、微观结构以及力学性能.结果表明:与普通粉煤灰相比,超细粉煤灰在机械研磨和50℃高温养护的共... 采用化学结合水量测试、压汞测孔法、扫描电镜观测以及力学性能测试等方法,系统研究了50℃养护条件下超细粉煤灰水泥复合胶凝材料的水化程度、微观结构以及力学性能.结果表明:与普通粉煤灰相比,超细粉煤灰在机械研磨和50℃高温养护的共同作用下活性大大提高,复合胶凝材料的水化速度更快,孔径分布更细化,抗压、抗折强度更高;超细粉煤灰掺量为25%时,复合胶凝材料在整个龄期的化学结合水量和孔结构密实度均高于纯水泥净浆,3 d时的抗压强度和抗折强度已高于纯水泥砂浆近1倍,并且龄期越长,对强度的提高作用越明显;超细粉煤灰掺量为50%时,体系中细集料较多,造成颗粒级配分布不合理,并且缺少充足Ca(OH)2的碱性激发,对于水泥水化程度、孔结构密实度和强度的改善作用与掺量为25%时相比有所降低,但7 d时的抗折强度仍达到了纯水泥砂浆的1.67倍. 展开更多

关键词 高温养护 超细粉煤灰 微观结构 力学性能

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热交联法制备低含氧量碳化硅纤维初步研究 被引量：4

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作者 王亦菲 郑春满 +3 位作者 李效东 范真祥 王军 陈革 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期94-97,共4页

通过对低预氧化程度的聚碳硅烷 (PCS)纤维进行热交联处理 ,降低SiC纤维中的氧含量 ,经过二步烧成法制备出机械性能及高温耐氧化性能优良的连续SiC纤维。通过IR、XRD、SEM、元素分析仪等分析手段系统研究了研究了热交联碳化硅纤维的热交... 通过对低预氧化程度的聚碳硅烷 (PCS)纤维进行热交联处理 ,降低SiC纤维中的氧含量 ,经过二步烧成法制备出机械性能及高温耐氧化性能优良的连续SiC纤维。通过IR、XRD、SEM、元素分析仪等分析手段系统研究了研究了热交联碳化硅纤维的热交联处理的工艺条件、烧成工艺 ,研究了热交联碳化硅纤维的组成、微观结构及其与纤维的力学性能。 展开更多

关键词 热交联 低含氧量 磁化硅纤维 力学性能 制备方法 微观结构 高温抗氧化性

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