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贵州大学学报（自然科学版） 2019年第5期36卷 100-105页

作者：张鑫张华刚吴琴刘红帆李军贵州大学空间结构研究中心贵州贵阳550003 贵州省结构工程重点实验室贵州贵阳550025 贵州理工环保新材料研究有限公司贵州贵阳550081

类木材料是以植物纤维和氧化镁为主要原材料,通过加入由氯化镁、可溶性硫酸盐和磷酸盐、分析纯酒石酸制备的溶液拌和均匀后,经高压静置固化成形的无机胶凝人工集成材。为将这种材料应用到建筑结构中,本文通过21个短梁的抗剪试验和30个... 详细信息

类木材料是以植物纤维和氧化镁为主要原材料,通过加入由氯化镁、可溶性硫酸盐和磷酸盐、分析纯酒石酸制备的溶液拌和均匀后,经高压静置固化成形的无机胶凝人工集成材。为将这种材料应用到建筑结构中,本文通过21个短梁的抗剪试验和30个立方体试件的劈裂抗拉试验来测定其抗剪强度和抗拉强度。结果表明:材料的微观结构成絮状,化学晶体不能完全充填微孔隙;两种试件的破坏均较为突然,延性较差;短梁抗剪破坏时,试件中部出现竖向裂缝但开展缓慢,而剪切面裂缝迅速贯通试件;立方体试件劈裂受拉破坏时,在平行于垫条的侧面产生横向裂缝,破坏时竖向裂缝迅速贯通劈裂面;材料的密度测试值为1 314 kg/m^3,变异系数为0.042;材料的内孔隙或纤维的顺向排列对强度影响较大,抗剪强度测试值为3.86 MPa、变异系数为0.101,抗拉强度测试值为3.17 MPa、变异系数为0.078。

关键词：类木材料木结构抗剪强度抗拉强度试验研究

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类木材料抗压强度的试验研究

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中国水运（下半月） 2021年第1期21卷 148-150页

作者：张鑫张华刚刘红帆吴琴李军贵州大学空间结构研究中心贵州贵阳550003 贵州理工环保新材料研究有限公司贵州贵阳550081

本文以切碎的草、竹屑和氧化镁为主要原材料,加入氯化镁、硫酸盐、磷酸盐和分析纯酒石酸溶液,人工拌和后高压静置固化来制备类木材料。制作了20个立方体试件和21个棱柱体试件作抗压强度试验。结果表明:拌和不均易使草顺向排列,客观上化... 详细信息

本文以切碎的草、竹屑和氧化镁为主要原材料,加入氯化镁、硫酸盐、磷酸盐和分析纯酒石酸溶液,人工拌和后高压静置固化来制备类木材料。制作了20个立方体试件和21个棱柱体试件作抗压强度试验。结果表明:拌和不均易使草顺向排列,客观上化学晶体不能完全充填纤维搭桥后形成的孔隙,这些因素将影响材料的抗压性能;轴心加压时,2类试件的破坏状态中,立方体试件主要有锥形破坏、劈裂破坏和局部破坏,棱柱体试件主要为劈裂破坏;材料密度平均值为ρ=1258kg/m3,变异系数为δρ=0.085;立方体试件的抗压强度平均值为12.3MPa,变异系数为0.094;棱柱体试件的抗压强度平均值约为立方体试件的0.878倍。

关键词：类木材料抗压强度试验研究形貌分析木结构

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类木材料应力-应变曲线初步试验研究

类木材料应力-应变曲线初步试验研究

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2020年工业建筑学术交流会

作者：张鑫张华刚贵州大学空间结构研究中心贵州省结构工程重点实验室

以植物纤维、氧化镁为主要原料,掺加氯化镁溶液、可溶性硫酸盐溶液、磷酸盐溶液及分析纯酒石酸,经人工搅拌均匀后注模加压静置固化形成类木材料。为了研究类木材料的本构关系,并测定材料弹性模量和泊松比,制作了20个棱柱体试件,并利用... 详细信息

以植物纤维、氧化镁为主要原料,掺加氯化镁溶液、可溶性硫酸盐溶液、磷酸盐溶液及分析纯酒石酸,经人工搅拌均匀后注模加压静置固化形成类木材料。为了研究类木材料的本构关系,并测定材料弹性模量和泊松比,制作了20个棱柱体试件,并利用自制加载装置进行单轴受压试验。本试验共采集到18个棱柱体试件的有效数据,试验结果表明:试件峰值应力平均值可达到11.44 MPa;达到峰值应力后试件迅速破坏,呈劈裂破坏和剪切破坏两种,破坏裂缝主要有竖向裂缝和斜向裂缝;根据试验数据拟合推导,提出了类木材料的两段式本构方程,可反映类木材料在受压试件中所表现的全部特征;经三种方法计算最终提出类木材料的弹性模量为3 400 MPa,泊松比可取0.23。

关键词：类木材料轴心受压试验应力-应变曲线弹性模量泊松比

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类木材料力学性能及柱承载力计算理论的试验研究

类木材料力学性能及柱承载力计算理论的试验研究

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作者：张鑫贵州大学

学位级别：硕士

木材是传统建筑材料,但是原木具有构造不均匀性、受力各向异性,木节、裂纹等天然缺陷较多的特点,且易吸潮变形和易腐虫蛀,因此近年来国内外开展了大量胶合木结构的研究工作,我国编制的《胶合木结构技术规范》GB/T50708,对现代木结构的... 详细信息

木材是传统建筑材料,但是原木具有构造不均匀性、受力各向异性,木节、裂纹等天然缺陷较多的特点,且易吸潮变形和易腐虫蛀,因此近年来国内外开展了大量胶合木结构的研究工作,我国编制的《胶合木结构技术规范》GB/T50708,对现代木结构的发展起到了巨大的推动性作用。但是可用林资源短缺是制约现代木结构发展的关键因素。寻找原木替代材对发展绿色低碳建筑十分必要。我国的秸秆等植物资源十分丰富,但总体利用率不高,因此有必要寻求植物纤维在建筑结构中利用的新途径。本文以干燥的植物纤维或木屑微粒为增强体、以镁质胶凝材料为基体,混合搅拌后,注入模具内在800 T压力机上加压压实,静置固化后脱模得到一种类似于木材的新型无机胶凝人工集成材料;或者在上述原有配料的基础上添加消泡剂后浇筑成形来制备材料。本文分别称上述两种材料为压制成形类木材和浇筑成形类木材,并主要开展这两种材料力学性能试验研究及柱的承载力试验研究。电镜扫描表明:基体可完全浸润增强体,但原料拌和不均匀致使纤维有成团及顺向排列现象,会影响材料的力学性能。本文测定的压制成形类木材料平均密度为1258 kg/m,变异系数为δρ=0.085,浇筑成形类木材料密度平均值为1296 kg/m,变异系数为δρ=0.045。均接近常用木材的密度。对压制成形材料,基于立方体试件和棱柱体试件测定的材性研究表明:立方体试件的破坏状态主要有锥形破坏、劈裂破坏和局部破坏,棱柱体试件主要为劈裂破坏;立方体试件的抗压强度平均值为12.3 MPa,变异系数为0.094,棱柱体试件的抗压强度平均值约为立方体试件的0.878倍;提出了类木材料的两段式本构方程,材料的弹性模量为3400 MPa,泊松比可取0.23。基于短梁试验测试材料的抗剪强度,表明:短梁的抗剪破坏均较为突然,试件中部出现竖向裂缝但开展缓慢,而剪切面裂缝迅速贯通试件,抗剪强度测试值为3.86 MPa、变异系数为0.101。基于劈裂抗拉试验测试材料的抗拉强度,表明:立方体试件劈裂受拉破坏时,在平行于垫条的侧面产生横向裂缝,破坏时竖向裂缝迅速贯通劈裂面,抗拉强度测试值为3.17 MPa、变异系数为0.078。对浇筑成形类木材料重复上述研究,表明:立方体试件的破坏形态主要为锥形破坏和剪切破坏,而棱柱体试件则主要为劈裂破坏和剪切破坏,且剪切面位置具有随机性,立方体试件的抗压强度平均值为10.2 MPa、变异系数为0.06,棱柱体试件的抗压强度约为立方体试件抗压强度的0.990倍;材料本构关系只获得了上升段,材料弹性模量为3000 MPa,泊松比为0.24。对于轴心受压柱试验,本文以长细比为控制因素各设计了三组截面尺寸相同的试件,获得了控制测点的荷载-侧向位移关系、荷载-应变关系,并分析得到轴向受压稳定系数,结合材料抗压强度试验提出了材料分项系数。试验表明:随长细比的增加压制成形和浇筑成形类木柱中部的侧向挠度呈增长趋势,由于初始偏心和初始缺陷的影响使得实测类木柱的极限承载能力小于理论分析值;压制成形类木材料的抗压强度标准值为立方体试件抗压强度的0.731倍;浇筑成形类木材料的抗压强度标准值为立方体试件抗压强度的0.833倍;压制成形和浇筑成形类木材料的分项系数均可取1.6。本文对压制成形类木柱进行偏心受压试验研究,以长细比为主要控制因素,研究在不同长细比下偏心受压柱的破坏机理和承载力计算方法,试验表明:类木柱的偏心受压承载力随长细比的增长而降低,并根据试验结果,提出了长细比与力学性能参数之间的关系式,为制定通用的标准公式提供了参考。对类木材料进行结构试设计,计算出类木梁、柱截面尺寸。最后,本试验为接下来关于类木材料的研究和分析提供借鉴。

关键词：类木材料力学性能轴心受压偏心受压柱工程试设计试验研究

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类木材料力学性能的初步试验研究

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贵州大学学报（自然科学版） 2018年第4期35卷 106-112,116页

作者：刘艳君张华刚吴琴刘红帆张鑫姜腾钊张宇贵州大学空间结构研究中心贵州贵阳550003 贵州理工环保新材料研究有限公司贵州贵阳550003

类木材料是以植物纤维和氧化镁为主要原材料的无机胶凝人工集成材料,辅以添加剂并拌和后经高压静置固化成形,具有较好的防火性能和防水性能。为将其应用于建筑承重结构,本文参考木材的现行力学性能试验标准,开展材料抗拉、抗压强度和抗... 详细信息

类木材料是以植物纤维和氧化镁为主要原材料的无机胶凝人工集成材料,辅以添加剂并拌和后经高压静置固化成形,具有较好的防火性能和防水性能。为将其应用于建筑承重结构,本文参考木材的现行力学性能试验标准,开展材料抗拉、抗压强度和抗弯性能(测定抗弯弹模和抗弯强度)的初步试验研究,三类试验各制作了30个试件,抗拉强度试验的有效数据为22个,抗压强度和抗弯性能试验分别获得28个有效数据。结果表明:材料的压缩变形较大、试件的抗拉和抗弯破坏几乎没有延性,植物纤维协同抗拉的能力较弱;在现行配比下,抗拉强度为4.7 MPa、抗压强度为24.1 MPa、抗弯强度为6.9 MPa、抗弯弹模为4119 N/mm^2;材料密度大体与常用木材相当,为1130 kg/m^3;应用于建筑承重构件,观感尺寸与混凝土构件相当,是工程应用可接受的。

关键词：类木材料力学性能试验研究植物纤维木结构

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