混杂纤维轻骨料混凝土压拉性能及强度预测

为了研究混杂纤维对浮石轻骨料混凝土力学性能的影响,对聚丙烯纤维掺量为0.6 kg/m³,改变纤维素纤维掺量的6组浮石轻骨料混凝土试块进行立方体抗压和劈裂抗拉试验.结果表明:立方体抗压强度和劈裂抗拉强度都先升高后降低.劈裂抗拉强度增加显著,最优掺量时为3.2 MPa,比基准组增加了77.8%,纤维掺入可以有效阻止裂缝发展并起到增强增韧的作用.最优掺量为聚丙烯纤维掺量0.6 kg/m³,纤维素纤维0.9 kg/m³,此时拉压比相比基准组提高了57.7%,显著改善了其脆性;最优掺量时3,7,14 d早期强度比基准组分别提高了25.2%,20.7%,15.6%.纤维素纤维对早期强度影响较大,根据其力学特性,提出了天然浮石轻骨料混凝土28 d立方体抗压强度的计算公式,并与其他公式进行了对比验证.采用BP神经网络对28 d强度进行预测,并用预测数据对抗压强度计算公式进行验证,验证结果良好.     

玄武岩纤维-砒砂岩水泥土力学特性试验研究

为了降低黄河流域泥沙治理成本,提高砒砂岩的利用价值,在砒砂岩中掺入适量水泥和纤维改善其力学性质及功能性.借助玄武岩纤维(BF)的加筋效应,配制玄武岩纤维掺量为0.2%,0.5%,0.7%的BF-砒砂岩水泥土试块,进行无侧限抗压强度和SEM扫描电镜试验.探究BF掺量、龄期对BF-砒砂岩水泥土强度影响以及BF-砒砂岩水泥土强度形成机理; 建立了玄武岩纤维参与下砒砂岩水泥土应力-应变曲线方程.结果表明:纤维掺入有效提高了砒砂岩水泥土的强度,其强度随玄武岩纤维掺量的增加呈先增大后减小的趋势,掺量为0.2%时达到峰值强度; BF-砒砂岩水泥土后期强度同比砒砂岩水泥土强度提高更明显; BF-砒砂岩水泥土的龄期与无侧限抗压强度表现为正相关,而与其强度增长速率表现为负相关; 水泥掺量10%、纤维掺量0.2%的砒砂岩水泥土在强度指标上完全可以替代水泥掺量15%的砒砂岩水泥土; 建立龄期28 d时,BF掺量0~0.7%的BF-砒砂岩水泥土应力-应变曲线方程,反映了各纤维掺量下应力-应变变化及破坏情况.     

几种固化剂对渠道盐渍土地基力学性能影响的试验研究

【目的】明晰水泥、粉煤灰、硅灰、镁渣作为渠道盐渍土地基固化剂的固化效果。【方法】设计了水泥、粉煤灰、硅灰、镁渣固化剂3种掺量的正交试验,通过不同龄期的三轴试验、压缩试验和干缩试验研究了其力学性能。【结果】(1)7 d龄期固化盐渍土黏聚力最大可以增大2.97倍,内摩擦角最大可以增大3.78倍;(2)28 d龄期固化盐渍土黏聚力最大可以增大4.81倍,内摩擦角最大可以增大5.84倍;(3)28 d龄期5次冻融循环后,素土试件破坏,无抗剪强度,固化盐渍土黏聚力最大损失了23.1%,最小损失了5.1%,内摩擦角最大损失了25.0%,最小基本无损失。(4)当水泥掺量为3%和5%,硅灰掺入剂量适中,固化盐渍土的干缩系数较小。【结论】综合考虑渠道盐渍土地基抗冻胀、抗干缩和抗剪强度的要求,建议采用高掺量水泥和粉煤灰,中掺量硅灰和低掺量镁渣固化渠道盐渍土地基较为适宜。     

水工泄水建筑物高性能抗冲磨混凝土试验研究

针对水工泄水建筑物高性能混凝土高抗裂性和高抗冲磨性的要求,通过掺用具有梳型结构的聚羧酸减水剂实现水工泄水建筑物高性能混凝土,同时研究了聚丙烯纤维、粉煤灰和硅粉等因素对混凝土抗冲磨性能的影响。研究表明：聚羧酸减水剂掺量为1.0%,粉煤灰掺量为15%,硅粉掺量为10%,聚丙烯纤维掺量0.9 kg/m3时,混凝土的抗裂性和抗冲磨性能满足水工泄水建筑物高性能混凝土工程的使用要求。     

聚丙烯纤维对渠道矿渣混凝土力学性能影响的研究

为降低渠道衬砌混凝土的脆性,将聚丙烯纤维、粒化高炉磨细矿渣、聚羧酸系超塑化剂加入普通混凝土中。共采用体积含量占混凝土的0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%和0.8%八个掺量的聚丙烯纤维,以及矿渣替代水泥量的35%、45%、55%、65%、75%五个掺量的矿渣组成的21个混凝土配合比。试验结果表明,掺加矿渣和聚丙烯纤维使硬化混凝土密度减小;对于大多数配合比的矿渣混凝土,聚丙烯纤维降低了抗压强度,提高了抗折强度和劈拉强度;其中0.2%~0.4%的聚丙烯纤维和45%~55%的矿渣是最优掺量。进一步以电镜扫描图(SEM)显示的混凝土基体微观结构解释了其宏观力学性能。     

大掺量矿渣混凝土的钢筋握裹力的研究

研究了大掺量矿渣混凝土的钢筋握裹力与掺合料掺量、养护制度及抗压强度之间的关系。结果表明,当养护时间相同时,掺入矿渣粉的混凝土试件的钢筋握裹强度均比不掺的低,且随掺量增加,钢筋握裹强度降低。养护对混凝土的钢筋握裹力的增长非常重要,对矿渣粉混凝土更加重要,与养护3d的试件相比,养护28d的试件钢筋握裹强度增加18.4%～28.3%。钢筋握裹强度与混凝土抗压强度呈线性关系,随抗压强度增大而增大。     

聚丙烯纤维混凝土抗拉性能试验研究

以聚丙烯纤维的掺量和长度为变化参数,对二组各15个混凝土试件分别进行抗弯、抗劈拉试验,研究聚丙烯纤维对混凝土抗拉性能的影响。以试验结果为依据,分析了聚丙烯纤维掺量和长度对混凝土抗弯强度、抗劈拉强度及其韧性的影响规律,探索了聚丙烯纤维掺量和长度对混凝土抗弯强度、抗劈拉强度及其韧性影响的机理。研究结果表明,掺入聚丙烯纤维后,混凝土的抗拉性能明显改善,特别是混凝土劈拉韧性、抗弯韧性有较大幅度的提高。     

基于陶粒纤维混凝土的衬砌渠道抗冻胀性能研究

为改善北方寒区预制混凝土衬砌渠道存在衬砌板件自重大、尺寸小、装配效率低等问题,探讨将陶粒纤维混凝土用于衬砌渠道。基于正交试验法开展9组陶粒纤维混凝土和1组C35普通混凝土冻融前后力学性能试验,并结合冻胀数值模拟分析衬砌渠道抗冻胀性能变化。结果表明：陶粒纤维混凝土抗压强度因素影响次序为页岩陶粒体积取代率>聚丙烯纤维（PP）掺量>陶粒预湿时间,抗拉强度因素影响次序为PP掺量>页岩陶粒体积取代率>陶粒预湿时间,冻融后陶粒纤维混凝土抗压、抗拉强度损失率低于普通混凝土;衬砌渠道数值模拟的抗冻胀性能变化与材料性能变化趋势一致,陶粒纤维混凝土衬砌渠道抗冻胀性能损失小于普通混凝土衬砌渠道,最优抗冻胀性能损失减小4.68%,同时衬砌板重量减小18.47%;陶粒纤维混凝土作为渠道衬砌材料具有明显质轻的装配化优势。     

基于正交试验设计的RPC力学性能研究

采用正交试验设计方法对活性粉末混凝土（RPC）的配合比进行了试验设计,分别通过极差和方差分析了每个因素水平对RPC配合比的作用及各个水平之间的差异,探讨了水胶比、硅粉掺量、矿渣掺量对RPC各个基本力学性能影响的规律和机理。试验结果表明：水胶比与硅粉掺量对RPC抗压、抗折、劈裂抗拉有较为显著的影响;矿渣掺量对RPC各个强度影响均不显著。最后采用多元回归方法,建立了RPC强度与水胶比、硅粉掺量、矿渣掺量的经验公式,为RPC的进一步研究提供参考。     

渠道衬砌纤维固化土工程特性的试验研究

研究了不同固化剂用量和不同聚丙烯纤维掺量对固化土抗压强度和抗渗性的影响。结果表明,掺加聚丙烯纤维能够显著提高固化土的抗压强度和抗渗性,当固化剂掺量为1∶8,纤维掺量为0.9 kg/m3时,固化土的28 d抗压强度达到最高,较同条件下不掺纤维的固化土强度提高29%,渗透系数降低27%以上,满足并超过渠道衬砌对水泥土的技术要求。     

纳米SiO2—淀粉—PVA复合膜材料的制备及其在炭基肥中的应用

淀粉—聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)作为缓释肥包膜材料具有价格低廉、环保等优点,但其高吸水性限制其应用,采用纳米二氧化硅(SiO₂)改性可提高其疏水性。首先探讨PVA浓度、交联剂用量、增塑剂用量对淀粉—PVA复合膜吸水率的影响,之后用纳米SiO₂对淀粉—PVA复合膜进行改性,探讨纳米SiO₂添加量对复合膜吸水率和力学性能的影响,并找出最优原料配比,最后将此复合膜液作为黏结剂,制备生物质炭基肥并进行土柱淋溶试验。试验结果表明:在150 mL蒸馏水中控制淀粉与PVA的添加质量之和为10 g,当淀粉与PVA的质量之比为2∶3、交联剂硼砂添加量为0.1 g、增塑剂甘油添加量为3 mL时,所制成复合膜的吸水率最低,为78%。添加纳米SiO₂后,各处理膜的吸水率随纳米SiO₂添加量的增加呈现先升高后降低的变化,当纳米SiO₂添加量为2.4 g时,与未添加的相比,复合膜的吸水率下降38.4%,水接触角提高89.5%,拉伸强度提高49.0%,此时制备的复合膜材料性能最佳。将纳米SiO₂—淀粉—PVA复合膜材料应用于生物质炭基肥的制备,制备出的炭基肥颗粒包覆完整,粒径主要分布在3.8~4.4 mm之间,在28 d时氮素累计释放率为65%,具有良好的缓释效果,为炭基肥的开发应用提供新途径。     

4QM-4.0型麻类青饲料联合收获机割台结构设计与试验

针对现有牧草收割机收割饲用苎麻作物时，割台输料不畅，搅龙易被麻类纤维缠绕的问题，设计一种专用收割机割台。该割台由往复式切割装置、拨禾轮、茎秆捡拾输送器及螺旋搅龙组成。根据饲用苎麻的田间生长特性及物料特点，开展收割机割台设计。通过理论计算与试验分析，确定割台各关键装置结构参数：拨禾轮的圆周半径为840 mm、切割器离拨禾轮轴高度为1 470 mm、拨禾轮转速27.9 r/min、升降行程为700 mm、往复式割刀曲柄转速为540 r/min、茎秆捡拾输送器拨齿轮滚筒半径为150 mm、转速为152.80 r/min，喂入搅龙直径为320 mm、转速为170 r/min。田间试验表明：该机收获损失率为3%，标准草长率为91%，作业小时生产率为0.25~0.35 hm2/h，割茬高度为150 mm。收割时，割台未出现堵料及纤维缠绕现象；收割后，苎麻割茬整齐，未发现作物茎秆基部存在明显撕裂现象。试验结果表明往复式切割器切割效果良好，整机工作性能稳定，该收割机割台能够满足对饲用苎麻作物的收割要求。     

钢纤维喷射混凝土加固大坝及其配

钢纤维喷射混凝土是一种性能优良的新型复合材料，应用领域十分广泛。通过对掺加新型外加剂XPM的钢纤维喷射混凝土试验研究分析,选择原材料,找出粉煤灰掺量,不同外加剂组合等对钢纤维喷射混凝土拌和物性能及物理力学性能的影响,并通过试喷试验分析,选定符合设计要求,性能优良,经济合理的配合比,另外,还介绍了利用该试验成果加固佛子岭大坝的施工方法,有关施工参数和施工技术要求.     

竹材的力学性能及磨料磨损性能研究

对天然竹材的力学性能以及磨料磨损性能进行了研究。竹材的拉伸强度、弹性模量、断裂延伸率和冲击韧性均在一定的范围内随纤维含量的增加而提高,顺纹拉伸强度比横纹抗拉强度大2 9倍以上,弹性模量为横纹的1.2倍以上,断裂延伸率为横纹的1 3倍以上。顺纹拉伸和冲击断口有明显的纤维拔出特征;而横纹拉伸和冲击断口具有解理断裂特征,为典型的脆性断裂断口。竹纤维具有比基体高的耐磨性,磨损表面以微犁切和微开裂为主要损伤特征。竹材的耐磨性能随竹纤维含量的升高而提高。     

基于响应面分析法的香蕉茎秆纤维刮杂装置优化设计

为了优化香蕉茎秆纤维提取机刮杂装置部件结构,提高纤维提取质量,以刮杂装置的刀辊速度、刀片间距、定刀弧长为影响因子,采用响应面优化设计方法,建立了影响因子与纤维提取率之间的数学模型,确定了较优的参数组合。试验表明:当香蕉纤维提取机刮杂装置影响因子的实际参数为刀辊转速1 200r/min、刀片间距1 1 0 mm、定刀弧长5 0 mm时,纤维提取率平均可达到9 2.6%,符合优化目标及生产要求。研究结果可为植物纤维提取装置的研发和应用提供理论依据和思路。     

植物纤维发泡缓冲材料生产工艺方法综合研究

植物纤维发泡缓冲材料要替代EPS发泡塑料,必须在生产工艺等方面更新思路.为此,阐述了植物纤维发泡缓冲材料主要生产工艺过程、生产设备及其存在的问题;同时,从改造植物纤维发泡材料的成型机理、改变制品原材料组成成分以及完善工艺路线、合理选用助剂方面,提出了植物纤维发泡材料生产工艺的改进方案.