劉娟+21001011007+納米材料的生產(chǎn)及其在紡織領(lǐng)域中的應(yīng)用

《劉娟+21001011007+納米材料的生產(chǎn)及其在紡織領(lǐng)域中的應(yīng)用》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、華南理工大學(xué)高早強(qiáng)高韌性水泥復(fù)合基材料原文作者：ShuxinWangandVictorC.Li摘要：快速修復(fù)和改造現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施需要有耐用的高早強(qiáng)材料，這種材料不僅能在幾個(gè)小時(shí)提供工程所需的強(qiáng)度，值得注意的是，也能明顯延長裂縫間隔的發(fā)展。本文報(bào)告了一類具有明顯延展性的新的工程材料——高早強(qiáng)聚乙烯醇(PVA)纖維水泥增強(qiáng)復(fù)合基材料(ECC)。微觀力學(xué)在許多材料設(shè)計(jì)過程中得到運(yùn)用，特別是在本文中用于闡述材料在高強(qiáng)拉力作用下先前存在的裂縫及尺寸在微觀力學(xué)模型中分布。結(jié)果顯示高早強(qiáng)ECC材料能夠?qū)崿F(xiàn)在放置4h后抗壓強(qiáng)度達(dá)到21MPa(3.0ksi)，并保持長期的拉伸應(yīng)變高于2%。關(guān)

2、鍵字：纖維；高早強(qiáng)；應(yīng)變。介紹不斷增加的道路修復(fù)和改造工程中，希望能最小程度地影響交通，這就需要能迅速硬化的高早強(qiáng)耐久混凝土材料。例如公路運(yùn)輸當(dāng)局通常要求修復(fù)工作要在晚上花6到8小時(shí)內(nèi)完成，以便第二天早上道路可以通車。在過去的二十年里,學(xué)術(shù)研究和工業(yè)團(tuán)體雙方進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究和調(diào)查，已經(jīng)成功的得出了呈網(wǎng)狀的膠凝混合物配方，該物質(zhì)能在非常早的齡期內(nèi)產(chǎn)生足夠的抗壓、抗彎強(qiáng)度。利用各種材料對強(qiáng)度增長的促進(jìn)作用，混凝土可以通過用專用快硬水泥1-5或用普通硅酸鹽水泥同時(shí)摻加促凝摻合料6-8來實(shí)現(xiàn)早期的高強(qiáng)度。不幸的是,傳統(tǒng)的混凝土修補(bǔ)往往缺乏耐久性。據(jù)估計(jì)，多達(dá)半數(shù)的混凝土修復(fù)是失

3、敗的9，其中約3/4的失敗是由于材料缺少耐久性，而另外的1/4則是由于結(jié)構(gòu)的不合理。因?yàn)樵S多專有粘合劑體系16華南理工大學(xué)在不同施工條件通常具有不可預(yù)測性，所以過早惡化的現(xiàn)象更常見于利用高早強(qiáng)水泥修復(fù)的地方。例如，一些非常高早強(qiáng)混凝土混合物的抗凍融能力下降3。而且，早期產(chǎn)生的裂縫與混凝土自收縮有關(guān)，熱梯度引起的高溫快速水合作用也會加劇裂縫的開展。復(fù)合基材料(ECC)是一類具有特殊的高性能纖維增強(qiáng)水泥復(fù)合材料品種(HPFRCC)，具有顯著的抗拉延性和適合的纖維體積分?jǐn)?shù)(通常是2%)。這個(gè)ECC的設(shè)計(jì)是運(yùn)用微觀力學(xué)模型進(jìn)行的，它為復(fù)合基材料的力學(xué)行為和各個(gè)部分的性能提供定量聯(lián)系

4、，即纖維、基質(zhì)和接觸面之間的聯(lián)系10。通過模型將應(yīng)變強(qiáng)化和多重開裂轉(zhuǎn)換為各組分性能產(chǎn)生的約束，即可得到所要求的高強(qiáng)度延性，這些組分（纖維、基質(zhì)和接觸面）之間通過相互協(xié)調(diào)來滿足約束條件。ECC由于其高韌性和緊密的裂縫寬度，預(yù)計(jì)將成為一種有效的用于修復(fù)和改造的材料。而延性則被逐漸公認(rèn)為是衡量修復(fù)后材料耐久性最重要的性能。作為一個(gè)修復(fù)材料，ECC的特殊變形和混凝土基質(zhì)組織能夠兼容。這種高斷裂韌性和多重開裂行為使ECC用于改造時(shí)能有效地避免和限制周圍的混凝土或從新舊混凝土界面間不穩(wěn)定的裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展，從而消除了剝落或分層導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞這種在維修結(jié)構(gòu)時(shí)常見的過早失效的模式11–13。

5、與傳統(tǒng)的張力軟化FRC材料，在應(yīng)變強(qiáng)化體系中，ECC的裂縫寬度可以衡量材料本質(zhì)性能而且一般低于100μm(0.004英寸)。因?yàn)榱髁渴瞧茐幕炷恋牡谌α?4，因此在氯環(huán)境條件下，預(yù)加載的鋼筋混凝土梁實(shí)驗(yàn)的一個(gè)干濕周期中17，16華南理工大學(xué)當(dāng)裂縫寬度低于100μm(0.004英寸)接近零時(shí)15，流動的水通過滲透作用進(jìn)入ECC的裂縫中的量是最少的16，從而防止鋼筋被腐蝕從而保護(hù)住下面的結(jié)構(gòu)不被破壞。Hiraishietal證明了當(dāng)ECC取代混凝土用于工程時(shí)，鋼筋的腐蝕是顯著降低。此外，即使腐蝕已經(jīng)發(fā)生，具有應(yīng)變強(qiáng)化能力的ECC將減緩由于擴(kuò)張引起的腐蝕和防止發(fā)生剝落。因此，用

6、ECC材料進(jìn)行維修和改造可以顯著延長基礎(chǔ)設(shè)施的使用壽命13,18。傳統(tǒng)的ECC混合物是采用I型普通硅酸鹽水泥(OPC)作為基質(zhì)材料，它表現(xiàn)出了相對較慢的強(qiáng)度增長速度，高強(qiáng)度的增長率是理想的選擇，但一個(gè)膠結(jié)劑體系需要在考慮材料成本、可加工性、實(shí)踐限制和長期耐久性，如果這樣可以達(dá)到足夠的早期強(qiáng)度，那么普通的波特蘭混合水泥基將比專有的快硬水泥有優(yōu)勢。盡管市場上有大量的促凝摻合料出售，但卻很少(如果有的話)能夠在放置3h后抗壓強(qiáng)度達(dá)到13.8MPa(2ksi)5。因此，選擇一個(gè)膠結(jié)劑體系是以高績效為導(dǎo)向的，即如果必須嚴(yán)格滿足強(qiáng)度要求，專用快硬水泥可能是唯一的選擇。在這項(xiàng)研究中，文中

7、研究了不同組合的膠結(jié)劑體系和促凝摻合料并給出了一些說明性的混合物。為快速修復(fù)設(shè)施，高早強(qiáng)ECC必須在結(jié)構(gòu)恢復(fù)正常使用前滿足一定的強(qiáng)度要求。然而，沒有現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定通車前需達(dá)到的最小抗壓強(qiáng)度。ParkerandShoemaker6建議道路修復(fù)后，當(dāng)最初通車時(shí)的抗壓強(qiáng)度達(dá)到13.8MPa(2ksi)時(shí)足以防止結(jié)構(gòu)剝落、磨損、變形、開裂。16華南理工大學(xué)在19世紀(jì)中期，新澤西州交通部規(guī)定的6h目標(biāo)抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度分別為20.7和2.4MPa(3000和350psi)7。加州州運(yùn)輸部(綜合)進(jìn)行最大深度路面維修時(shí)要求在通車