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聚乙烯醇纤维增强聚乳酸复合材料的制备及性能研究

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化工新型材料 2023年第9期51卷 178-183页

作者：姚奕强周星星刘营营邓炳耀刘庆生生态纺织教育部重点实验室(江南大学) 无锡214122

以聚乳酸(PLA)和高强高模聚乙烯醇(PVA)纤维为原料,通过熔融共混热压成型工艺制备了不同PVA纤维含量的PLA/PVA复合材料,研究了复合材料的相形态、玻璃化转变、结晶和熔融行为以及力学性能。结果表明:低含量的PVA纤维能均匀地分散在PLA... 详细信息

以聚乳酸(PLA)和高强高模聚乙烯醇(PVA)纤维为原料,通过熔融共混热压成型工艺制备了不同PVA纤维含量的PLA/PVA复合材料,研究了复合材料的相形态、玻璃化转变、结晶和熔融行为以及力学性能。结果表明:低含量的PVA纤维能均匀地分散在PLA基体中,当纤维质量分数达到20%时,纤维发生团聚。差示扫描量热仪测试结果表明PVA纤维在PLA结晶过程中起到了成核作用。随PVA纤维含量增加,PLA的结晶度增加。此外,动态力学行为表明PVA纤维含量的增加有助于提高复合材料储能模量和刚性。复合材料的拉伸和弯曲模量随PVA纤维含量的增加而增加,当PVA纤维质量分数为20%时,拉伸和弯曲模量达到最大,与纯PLA相比,复合材料的拉伸和弯曲模量分别提高了43.5%和38.6%。但是,PVA纤维的加入并没有使复合材料的拉伸和弯曲强度得到较大改善。

关键词：聚乙烯醇纤维纤维增强复合材料力学性能聚乳酸

聚乙烯醇纤维再生混凝土摩擦剪切力学性能试验

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实验力学 2022年第5期37卷 722-730页

作者：陈宇良刘志华叶培欢姜锐徐鸿飞广西科技大学土木建筑工程学院广西柳州545006 柳州东方工程橡胶制品有限公司广西柳州545000

为了研究聚乙烯醇(PVA)纤维再生混凝土摩擦剪切力学性能,对30个混凝土立方体试件进行多次摩擦剪切试验,以再生粗骨料取代率、压应力比以及PVA纤维掺量为变化参数,分析其对再生混凝土摩擦剪切强度的影响。结果表明:再生混凝土摩擦剪切峰... 详细信息

为了研究聚乙烯醇(PVA)纤维再生混凝土摩擦剪切力学性能,对30个混凝土立方体试件进行多次摩擦剪切试验,以再生粗骨料取代率、压应力比以及PVA纤维掺量为变化参数,分析其对再生混凝土摩擦剪切强度的影响。结果表明:再生混凝土摩擦剪切峰值强度随摩擦次数的增加而降低,随粗骨料取代率的增大而减小;压应力比为0.2时的剪切峰值强度约为压应力比为0.1时的1.5倍;100%再生粗骨料混凝土摩擦剪切峰值强度随PVA纤维掺量的增加而减小;其中压应力比对残余界面摩擦力耗损影响最大,较大的压应力会加快界面残余强度的耗损速度。

关键词：再生混凝土聚乙烯醇纤维摩擦剪切残余强度界面摩擦力

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聚乙烯醇纤维高强再生混凝土梁抗弯性能研究

实验力学 2023年第5期38卷 634-644页

作者：牛海成高锦龙李国利尚天宇黄明晖河南理工大学土木工程学院河南焦作454000 中建八局第二建设有限公司山东济南250000 河南兴建工程咨询有限公司河南平顶山467000

为研究聚乙烯醇纤维对高强再生混凝土梁抗弯性能的影响,以混凝土类型和聚乙烯醇纤维体积掺量为变化参数,通过5根试件的抗弯试验观察各试件表面裂缝发展情况和破坏特征,得到了各试件荷载-应变曲线和荷载-最大裂缝宽度曲线,并分析了不同... 详细信息

为研究聚乙烯醇纤维对高强再生混凝土梁抗弯性能的影响,以混凝土类型和聚乙烯醇纤维体积掺量为变化参数,通过5根试件的抗弯试验观察各试件表面裂缝发展情况和破坏特征,得到了各试件荷载-应变曲线和荷载-最大裂缝宽度曲线,并分析了不同参数对抗弯性能的影响。试验结果表明:各试验梁应变变化均符合平截面假定;再生混凝土梁开裂荷载比普通混凝土梁小,抗弯刚度和变形能力较差;掺入聚乙烯醇纤维可有效抑制裂缝的产生与快速发展,亦显著提高了再生混凝土梁的开裂荷载和抗弯刚度,增强了变形能力;与未掺入纤维的再生混凝土梁相比,当聚乙烯醇纤维体积掺量为0.2%时,开裂弯矩、初始刚度和延性系数分别提高了59.4%、15.2%和17.4%。基于试验数据,文中提出了聚乙烯醇纤维再生混凝土梁裂缝宽度计算公式,通过计算结果可知,计算值和实测值吻合较好。

关键词：聚乙烯醇纤维再生混凝土梁开裂弯矩延性抗弯性能

聚乙烯醇纤维增强水泥稳定花岗岩碎石基层性能研究

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聚乙烯醇纤维增强水泥稳定花岗岩碎石基层性能研究

作者：陈龙重庆交通大学

学位级别：硕士

为减少隧道开挖产生的花岗岩洞渣污染周边环境以及降低工程造价,将隧道花岗岩洞渣用于高速公路水泥稳定碎石基层铺筑,并将聚乙烯醇纤维掺入混合料中,以克服水泥稳定碎石基层混合料普遍存在的抗收缩能力差、抗裂性能以及疲劳耐久性能差... 详细信息

为减少隧道开挖产生的花岗岩洞渣污染周边环境以及降低工程造价,将隧道花岗岩洞渣用于高速公路水泥稳定碎石基层铺筑,并将聚乙烯醇纤维掺入混合料中,以克服水泥稳定碎石基层混合料普遍存在的抗收缩能力差、抗裂性能以及疲劳耐久性能差的缺陷。本研究结合广西六宾高速公路路面基层工程,首先测试由芝麻白花岗岩洞渣破碎后得到的集料的工程性质,按照可压缩堆积模型理论得到四个初试级配的虚拟堆积密度,并探究了虚拟堆积密度与最大干密度和7d无侧限抗压强度的变化相关性关系,并以7d无侧限抗压强度为指标优选出最优级配。然后,在最优级配下,通过试验从力学性能、收缩性能、疲劳性能三个方面分析聚乙烯醇纤维对水泥稳定花岗岩碎石基层混合料性能的影响规律。首先,根据聚乙烯醇纤维掺入水泥稳定碎石基层混合料后力学性能和收缩性能试验结果,对比探究纤维掺量对水泥稳定花岗岩碎石力学性能及收缩性能的影响规律,并确定混合料的最佳聚乙烯醇纤维掺量。采用弯曲疲劳和劈裂疲劳两种方法进行疲劳试验,对比分析试验方法对水泥稳定花岗岩碎石基层混合料疲劳试验结果的影响。再以弯曲疲劳为试验方法,对比最佳聚乙烯醇纤维掺量下与不掺纤维时混合料的疲劳性能。借助Weibull分布模型分析疲劳试验数据并建立水泥稳定花岗岩碎石基层混合料的室内疲劳方程。研究结果表明:(1)5-10mm和10-20mm花岗岩粗集料在水泥稳定花岗岩碎石基层混合料虚拟密度占主导作用,级配和水泥剂量对混合料最大干密度和无侧限抗压强度影响较大。(2)不同掺量的聚乙烯醇纤维均可提升水泥稳定花岗岩碎石混合料的力学性能,其中纤维掺量为0.06%时,无侧限抗压强度、弯拉强度、劈裂强度达到峰值;纤维掺量为0.09%时,单轴压缩模量达到峰值。(3)聚乙烯醇纤维能够提升水泥稳定花岗岩碎石混合料的收缩性能,纤维掺量为0.03%时,干缩应变最小;纤维掺量为0.09%时,温缩应变最小。(4)Weibull分布模型能很好表征水泥稳定花岗岩碎石基层混合料的疲劳寿命。相比于劈裂疲劳试验方法,随着应力比逐渐增大,采用弯曲疲劳方法的疲劳性能衰减较快,对应力变化更为敏感。(5)聚乙烯醇纤维掺量为0.06%时,水泥稳定碎石基层的综合路用性能最佳。并且在此掺量下,纤维能够有效改善应力较大时基层易产生疲劳开裂破坏的问题。本研究将芝麻白花岗岩隧道洞渣合理应用在高速公路水泥稳定碎石基层,具有良好的经济效益和环保效益,可为类似工程项目提供借鉴。

关键词：花岗岩碎石聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石基层疲劳性能

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聚乙烯醇纤维对碱矿渣泡沫混凝土性能的影响

材料导报 2018年第12期32卷 2096-2099页

作者：白光田义余林文王磊重庆大学材料科学与工程学院重庆400045 武汉市建筑节能办公室武汉430015

以水玻璃为激发剂,制备干密度为350kg/m^3的碱矿渣泡沫混凝土,为提高碱矿渣泡沫混凝土的韧性,降低干燥收缩,本工作研究了聚乙烯醇(PVA)纤维对碱矿渣泡沫混凝土干密度、强度、折压比、吸水率和干燥收缩性能的影响。结果表明:PVA纤维对碱... 详细信息

以水玻璃为激发剂,制备干密度为350kg/m^3的碱矿渣泡沫混凝土,为提高碱矿渣泡沫混凝土的韧性,降低干燥收缩,本工作研究了聚乙烯醇(PVA)纤维对碱矿渣泡沫混凝土干密度、强度、折压比、吸水率和干燥收缩性能的影响。结果表明:PVA纤维对碱矿渣泡沫混凝土干密度无明显影响;PVA纤维掺量为0.6~1.2kg/m^3时,碱矿渣泡沫混凝土的抗折强度和折压比明显增加,韧性得到明显改善;碱矿渣泡沫混凝土吸水率也低于未掺纤维的泡沫混凝土;PVA纤维掺量大于0.6kg/m^3时,碱矿渣泡沫混凝土的干燥收缩显著降低;综合碱矿渣泡沫混凝土性能及经济性等因素,碱矿渣泡沫混凝土中PVA纤维最优掺量为0.6kg/m^3。

关键词：碱矿渣泡沫混凝土聚乙烯醇纤维强度干燥收缩

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聚乙烯醇纤维改性石膏基复合材料试验研究

非金属矿 2022年第5期45卷 43-47页

作者：刘凤利李斐斐刘俊华周利婷河南大学循环与功能建材实验室河南开封475004 开封大学土木建筑工程学院河南开封475004

基于固废资源化利用和可持续发展需求,采用再生聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)颗粒和改性脱硫石膏,制备EPS/脱硫石膏复合材料。利用聚乙烯醇(PVA)纤维对复合材料进行增强增韧改性,研究了PVA纤维不同体积掺量对EPS/脱硫石膏复合材料的工作性、容... 详细信息

基于固废资源化利用和可持续发展需求,采用再生聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)颗粒和改性脱硫石膏,制备EPS/脱硫石膏复合材料。利用聚乙烯醇(PVA)纤维对复合材料进行增强增韧改性,研究了PVA纤维不同体积掺量对EPS/脱硫石膏复合材料的工作性、容重、力学性能、导热系数、干缩性能及抗冻性能的影响,并探讨其改性机理。结果表明,当掺量不超过0.8%时,掺入PVA纤维使复合材料流动度、导热系数降低,抗压、抗折强度明显上升,压折比逐渐减小,PVA纤维对复合材料抗裂增韧作用显著。当PVA纤维掺量为0.8%时,导热系数为0.295 W/(m·K),干缩率为659.6×10^(-6),抗冻性能明显增强,EPS/脱硫石膏复合材料综合性能最佳。

关键词：聚乙烯醇纤维 EPS/脱硫石膏复合材料导热系数抗冻性能

聚乙烯醇纤维及钢纤维增强水泥砂浆流变性和流动性能

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建筑材料学报 2017年第1期20卷 112-117页

作者：曹明莉许玲李志文大连理工大学土木工程学院辽宁大连116024

为探索纤维对水泥砂浆拌和物工作性能的影响,采用流变仪、微型坍落度筒和V型漏斗研究了不同水灰比和纤维掺量(体积分数)下,聚乙烯醇(PVA)纤维及钢纤维增强水泥砂浆拌和物的流变性和流动性能.结果表明:2种纤维增强水泥砂浆拌和物的屈服... 详细信息

为探索纤维对水泥砂浆拌和物工作性能的影响,采用流变仪、微型坍落度筒和V型漏斗研究了不同水灰比和纤维掺量(体积分数)下,聚乙烯醇(PVA)纤维及钢纤维增强水泥砂浆拌和物的流变性和流动性能.结果表明:2种纤维增强水泥砂浆拌和物的屈服应力和塑性黏度均随着水灰比的增大而减小,而流动扩展度和流动速率均随着水灰比的增大而增大;PVA纤维掺量为0.25%时,对拌和物工作性能的影响较小;钢纤维掺量小于0.75%时,能够促进纤维增强水泥砂浆拌和物流动;钢纤维掺量继续增加至1.00%时,拌和物的流动性则明显降低.纤维增强水泥砂浆拌和物的流动扩展度与屈服应力、流动速率与塑性黏度均呈负指数关系,相关系数分别为0.808和0.730.

关键词：聚乙烯醇纤维钢纤维水泥砂浆流变性流动性能

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聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石的疲劳性能研究

硅酸盐通报 2022年第10期41卷 3493-3500页

作者：熊延华屈会朋阳应荣汪晓洪贵州省公路建设养护集团有限公司贵阳550000 苏交科集团股份有限公司南京211112

为研究掺聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石的疲劳性能,首先根据聚乙烯醇纤维对水泥稳定碎石力学性能的影响规律,确定纤维最佳掺量和长度。基于间接拉伸疲劳试验和Weibull分布,对其疲劳寿命测试结果进行分析并建立疲劳方程。结果表明,聚乙烯醇... 详细信息

为研究掺聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石的疲劳性能,首先根据聚乙烯醇纤维对水泥稳定碎石力学性能的影响规律,确定纤维最佳掺量和长度。基于间接拉伸疲劳试验和Weibull分布,对其疲劳寿命测试结果进行分析并建立疲劳方程。结果表明,聚乙烯醇纤维最佳掺量和长度为0.06%(质量分数)和24 mm;在最佳掺量和长度下,与未掺加纤维的水泥稳定碎石材料相比,聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石的无侧限抗压强度提高约24%,劈裂强度提高约26%;对比不掺纤维的水稳碎石材料,其疲劳寿命也呈显著优势,当水泥用量为4%(质量分数)时,掺聚乙烯醇纤维与不掺纤维水泥稳定碎石斜率b之比为0.94~0.99,截距a之比为1.06~1.23。

关键词：水泥稳定碎石聚乙烯醇纤维纤维掺量抗压强度疲劳性能

聚乙烯醇纤维对磷建筑石膏基复合材料性能的影响

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硅酸盐通报 2023年第9期42卷 3258-3266页

作者：黄荣贵陶忠吴磊沈金金徐伟杰昆明理工大学建筑工程学院昆明650500 云南省工程抗震技术研究中心昆明650500

为了改善磷建筑石膏强度低、韧性差的不良特性,本文在磷建筑石膏基复合材料中掺入不同直径和掺量的聚乙烯醇纤维,通过试验分析探究聚乙烯醇纤维对磷建筑石膏基复合材料工作性能和力学性能的影响。结果表明,聚乙烯醇纤维的掺入能够显著... 详细信息

为了改善磷建筑石膏强度低、韧性差的不良特性,本文在磷建筑石膏基复合材料中掺入不同直径和掺量的聚乙烯醇纤维,通过试验分析探究聚乙烯醇纤维对磷建筑石膏基复合材料工作性能和力学性能的影响。结果表明,聚乙烯醇纤维的掺入能够显著降低浆体的流动度和缩短浆体的凝结时间。同时,聚乙烯醇纤维的掺入可以显著提高复合材料的力学强度,当纤维直径为15μm、体积掺量为1.6%时,复合材料的力学性能最佳,抗折强度、抗压强度、抗弯强度和抗拉强度分别为10.071、13.25、10.73和2.89 MPa。此外,通过SEM对材料结构的微观形貌进行观察,聚乙烯醇纤维能够分散在磷建筑石膏的孔隙和裂缝中,使复合材料的内部结构更加密实,提高了复合材料的力学性能。

关键词：磷建筑石膏聚乙烯醇纤维直径流动度凝结时间强度