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ECC全包裹普通混凝土复合试件的力学性能

材料导报 2024年第3期38卷 108-113页

作者：康迎杰郭自利叶斌斌潘鹏石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北省风工程和风能利用工程技术创新中心石家庄铁道大学土木工程学院清华大学土木工程系清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室

为综合利用工程用水泥基复合材料(ECC)在力学性能上和普通混凝土在成本上的优势，本工作提出了一种制备ECC全包裹普通混凝土复合试件的方法，通过进行抗压、抗拉及抗弯等试验系统研究了其基本力学性能，并采用数值分析方法对配筋复合梁... 详细信息

为综合利用工程用水泥基复合材料(ECC)在力学性能上和普通混凝土在成本上的优势，本工作提出了一种制备ECC全包裹普通混凝土复合试件的方法，通过进行抗压、抗拉及抗弯等试验系统研究了其基本力学性能，并采用数值分析方法对配筋复合梁进行了正截面受弯性能研究。结果表明：在复合试件受力破坏时，ECC和混凝土界面未出现滑移，两种材料黏结可靠实现了协同受力；相对普通混凝土试件而言，复合试件的抗压强度、抗拉强度及抗弯强度均有所提升，尤其是抗弯强度的提升最为显著，对于截面尺寸为100 mm×100 mm的梁，当ECC厚度分别为10 mm和15 mm时，抗弯强度可提高27.4%和57.1%;复合试件具有良好的延性变形能力，破坏后可保持一定的完整性，整体具备高韧性特征；与普通钢筋混凝土梁相比，配筋复合梁有效利用了ECC材料的性能优势，显著提升了配筋梁的承载和变形能力。

关键词：工程用水泥基复合材料复合试件力学性能延性破坏高韧性

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高韧性抗起霜树脂的制备及性能研究

涂料工业 2023年第3期53卷 32-36,42页

作者：赵琨汤明麟邱锋利童徐圆刘义陆新强浙江传化天松新材料有限公司浙江嘉兴314204

以新戊二醇(NPG)、乙二醇(EG)、2-甲基-1,3-丙二醇为多元醇,对苯二甲酸(PTA)、间苯二甲酸(IPA)为多元酸,三羟甲基丙烷为扩链剂合成了一种高韧性饱和抗起霜聚酯树脂,并对其理化性能和结构进行表征,研究了合成单体对粉末涂料抗起霜性能以... 详细信息

以新戊二醇(NPG)、乙二醇(EG)、2-甲基-1,3-丙二醇为多元醇,对苯二甲酸(PTA)、间苯二甲酸(IPA)为多元酸,三羟甲基丙烷为扩链剂合成了一种高韧性饱和抗起霜聚酯树脂,并对其理化性能和结构进行表征,研究了合成单体对粉末涂料抗起霜性能以及柔韧性的影响,用高效液相色谱(GPC)初步分离酯化阶段中所产生的小分子物质,通过基质辅助激光解吸电离(MALDI)测定其相对分子质量,比较了使用不同单体对环状化合物产生的影响。结果表明:单体与PTA成环状化合物可能性:MPD>NPG>EG;当m(MPD)∶m(EG)=2∶1时,聚酯具有较好的贮存稳定性,所制备的涂料具有优异的抗起霜性能、柔韧性、耐沸水性以及耐老化性。

关键词：聚酯树脂粉末涂料高韧性抗起霜

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高韧性炭/炭复合材料的制备及研究

硅酸盐通报 2024年第5期43卷 1928-1936页

作者：张泽张明瑜方婉娴徐平曾晨高莹苏哲安黄启忠中南大学轻质高强结构材料国家级重点实验室长沙410083 北京中材人工晶体研究院有限公司北京100018

C/C复合材料是一种高性能新型复合材料,但是脆性大、韧性差的缺点限制了其广泛应用。因此,本研究利用化学气相渗透(CVI)法,设计并制备了三种C/C复合材料,基体炭分别为粗糙层、光滑层以及粗糙层/各向同性层带状结构热解炭,研究了C/C复合... 详细信息

C/C复合材料是一种高性能新型复合材料,但是脆性大、韧性差的缺点限制了其广泛应用。因此,本研究利用化学气相渗透(CVI)法,设计并制备了三种C/C复合材料,基体炭分别为粗糙层、光滑层以及粗糙层/各向同性层带状结构热解炭,研究了C/C复合材料的微观结构、沉积机理、断裂行为和增韧机制。结果表明,三种C/C复合材料的抗弯强度分别为189.1、191.5、233.5 MPa。粗糙层和带状结构炭基体的C/C复合材料为假塑性断裂,而光滑层炭基体的C/C复合材料则是明显的脆性断裂。与粗糙层炭基体的C/C复合材料相比,带状结构炭基体的C/C复合材料通过不同结构热解炭之间的界面滑动,使得应变量增加了约70%,韧性得到了提升。因此,通过控制CVI工艺参数,实现带状结构热解炭制备,可以有效优化C/C复合材料的韧性。

关键词： C/C复合材料化学气相渗透层间滑动断裂模式带状结构高韧性

高韧性、高流动性金属质感免喷涂PC材料的改性

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塑料工业 2022年第10期50卷 52-57页

作者：蒋晓峰秦强强何洋辛忠李赵波周霆王超上海锦湖日丽塑料有限公司上海201107 公牛集团股份有限公司研究院浙江宁波315318 上海华东理工大学化工学院上海200237

以聚碳酸酯(PC)为基体材料,对影响金属质感免喷涂PC材料的韧性和流动性的因素进行了系统的研究。研究结果发现不同的增韧剂体系对PC材料的力学性能、熔体流动速率和热变形温度的影响较大,其中添加12%乙烯-丙烯酸乙酯-马来酸酐在缺口冲... 详细信息

以聚碳酸酯(PC)为基体材料,对影响金属质感免喷涂PC材料的韧性和流动性的因素进行了系统的研究。研究结果发现不同的增韧剂体系对PC材料的力学性能、熔体流动速率和热变形温度的影响较大,其中添加12%乙烯-丙烯酸乙酯-马来酸酐在缺口冲击强度、熔体流动速率方面综合表现最佳。硅-丙烯酸酯类增韧剂、乙烯-丙烯酸乙酯-马来酸酐和乙烯-丙烯酸丁酯之间具有协同效果,复配后可以进一步提高冲击强度。此外,PC基材的选择也会对流动性有明显的影响。添加高流动性的PC能够有效地提高PC材料的流动性能,从而提升整个材料体系的加工和成型性。通过对PC材料的配方体系的优化,可以得到具有高韧性(30.7 kJ/m_(2))、高流动性(25.2 g/10min)的金属质感免喷涂PC材料。

关键词：聚碳酸酯金属质感免喷涂高韧性高流动性

高韧性较薄直接顶特厚煤层四柱综放支架适应性和优化研究

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采矿与安全工程学报 2018年第6期35卷 1164-1169,1176页

作者：张金虎王国法杨正凯吴士良煤炭科学研究总院开采研究分院北京100013 天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013 煤炭科学研究总院北京100013 山东科技大学矿业与安全工程学院山东青岛266590

为得出特厚煤层四柱大采高综放支架适应性和合理结构参数,采用现场实测、理论计算和三维仿真动态优化设计的方法对酸刺沟特厚煤层综放开采支架结构和参数进行研究。结果表明:该矿ZF15000/26/42支架适应性较差;直接顶韧性较大不易垮落造... 详细信息

为得出特厚煤层四柱大采高综放支架适应性和合理结构参数,采用现场实测、理论计算和三维仿真动态优化设计的方法对酸刺沟特厚煤层综放开采支架结构和参数进行研究。结果表明:该矿ZF15000/26/42支架适应性较差;直接顶韧性较大不易垮落造成顶煤破碎和顶煤断裂线前移,加剧支架前后立柱受力不均衡程度;直接顶较薄充填不满采空区,基本顶有约6.39m的下沉空间;支架有效控顶距减小和缩量不够是矿压显现强烈和支架压死的根本原因。采用提高安全阀开启压力和采空区充填率的方法,可减小工作面顶板下沉量至150mm。为提高煤炭采出率,针对顶板难冒、前柱受力较大等特点,优化支架结构和参数,设计立柱前强后弱、合力作用点前移、新型马鞍板柱窝等结构的ZF21000/25/45超强力放顶煤液压支架,经实践检验可满足顶板控制要求。

关键词：高韧性较薄直接顶特厚煤层适应性四柱综放支架优化设计

高韧性、耐损伤多重响应修复纳米复合聚氨酯弹性体的制备

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2022年第7期45卷 994-1002页

作者：陈娟从怀萍合肥工业大学化学与化工学院安徽合肥230009

为了解决聚氨酯弹性体高机械强度和自修复能力之间的矛盾,文章通过设计银纳米线@4,4′-二羟基二苯二硫醚(AgNWs@HPDS)纳米复合物作为多功能扩链剂和交联剂,制备一种新型纳米复合聚氨酯弹性体,并通过不同表征手段对材料进行了结构和性能... 详细信息

为了解决聚氨酯弹性体高机械强度和自修复能力之间的矛盾,文章通过设计银纳米线@4,4′-二羟基二苯二硫醚(AgNWs@HPDS)纳米复合物作为多功能扩链剂和交联剂,制备一种新型纳米复合聚氨酯弹性体,并通过不同表征手段对材料进行了结构和性能测试。结果表明,基于可逆Ag-S配位键和氢键构筑的双重动态网络可提高材料的机械性能和修复性能,其韧性和抗撕裂能力分别是传统线性聚氨酯弹性体的5.64、14.5倍,受损样品在近红外光(near infrared,NIR)、加热和切口涂抹溶剂3种条件下均能实现自修复,在近红外光下照射4 min,其修复效率高达93.7%。银纳米线的加入显著提高了材料的介电性能,以该弹性体作为电介质层的可拉伸电容应变传感器表现出良好的自愈性、抗疲劳性和较高的传感灵敏度。

关键词：纳米复合聚氨酯弹性体双重动态网络自修复高韧性电容式应变传感器

高韧性聚丙烯酰胺基复合导电水凝胶的制备及其在柔性应变传感器方面的应用

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高韧性聚丙烯酰胺基复合导电水凝胶的制备及其在柔性应变传感器方...

作者：曹庆龙北京化工大学

学位级别：硕士

水凝胶基柔性应变传感器可以将人体的运动信号(包括各个关节甚至肌肉的微动等)以及生命体征(包括心率、脉搏以及呼吸频率)转化成电信号,从而实现对人体健康参数的监测。但是传统的水凝胶基柔性应变传感器力学性能(包括韧性、模量以及单... 详细信息

水凝胶基柔性应变传感器可以将人体的运动信号(包括各个关节甚至肌肉的微动等)以及生命体征(包括心率、脉搏以及呼吸频率)转化成电信号,从而实现对人体健康参数的监测。但是传统的水凝胶基柔性应变传感器力学性能(包括韧性、模量以及单轴拉伸能力)和导电性能不理想,不能适应人体皮肤复杂的机械形变,无法同时实现对人体大尺度运动以及细微肌肉形变的监测。因此,本论文以聚丙烯酰胺为主体材料设计制备了高韧性、低模量以及能够超长拉伸的复合导电水凝胶,通过将其组装成柔性应变传感器来实现对人体健康参数的监测。具体内容如下:(1)将液态金属镓(Ga)引入到由聚丙烯酰胺(PAm)以及与钙离子(Ca)螯合的海藻酸钠(SA)搭建的双网络(DN)水凝胶中,Ga特殊的电子构型可引发丙烯酰胺自由基聚合并形成以Ga为中心的交联点,完善了DN水凝胶网络。利用Ga在碱性环境中释放的氢气诱导水凝胶内部生成微孔结构,降低了水凝胶的弹性模量。最后,通过SA与Ca动态的螯合-解离以及Ga液滴的弹性形变耗散能量,提高了水凝胶的韧性。优化后的Ga/SA/PAm复合水凝胶具有极高的韧性(2.25 MJ/m),单轴拉伸断裂应变和断裂应力分别为998%,351 k Pa,并且弹性模量仅有133 k Pa,得益于Ca的添加,水凝胶具有良好的电导率(1.9 S/m)。由其制备的柔性应变传感器与人体皮肤有很高的贴合度,表现出较高的灵敏度(GF=4.08)以及极快的反应速度(110 ms)。不仅可实现对人体关节活动(手指、手肘以及膝盖弯曲)以及细微肌肉变化(微笑和吞咽)的监测,还能进行语音识别,呈现较高的稳定性以及分辨率,结合大数据技术,有望应用于语言障碍者的训练和治疗。(2)针对课题一中柔性应变传感器在循环拉伸中出现信号浮动以及无法监测更细微肌肉运动(例如脉搏)的问题,本章以聚丙烯酰胺(PAm)为基体材料,结合表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)以及甲基丙烯酸月桂酯(LMA)构建了杂化交联的疏水缔合水凝胶。利用SDS与导电聚合物聚吡咯(PPy)的疏水缔合作用提高PPy与水凝胶的相容性,赋予了水凝胶电子导电性。LMA与SDS以及PPy之间动态的解离-缔合可以耗散能量,提高了水凝胶的韧性。制备的SDS/PPy/LMPAm复合水凝胶韧性、单轴拉伸断裂应力以及电导率分别为1.44 MJ/m,345 k Pa以及0.57 S/m,并且能够承受1021%的单轴拉伸应变。此外,受叉指电极启发设计出了叉指电极柔性压力传感器用以替代传统的双极电极柔性压力传感器,提高了柔性压力传感器的分辨率。基于SDS/PPy/LMPAm复合水凝胶的叉指电极柔性压力传感器不仅能够辨别出不同的手势动作,还能监测到人体桡动脉的脉冲信号,脉冲峰形中能清晰观察到特征收缩峰(P)和特征舒张峰(P),并计算出脉冲频率(65次/分钟)以及桡动脉增强指数(0.57),这在评价人体动脉血管壁和功能中具有重要作用。

关键词：复合水凝胶高韧性低模量导电可拉伸柔性应变传感器

基于AdaBoost的地下采掘工程高韧性安全评估方法

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中国安全科学学报 2023年第S01期33卷 112-118页

作者：徐晓滨施凡冯静徐晓健常雷雷杭州电子科技大学自动化学院浙江杭州310018 杭州电子科技大学中国-奥地利人工智能与先进制造“一带一路”联合实验室浙江杭州310018

为确保煤炭地下采掘工程的安全性,提出一种基于AdaBoost的高韧性安全评估方法。首先,将隧道设计参数、地质条件参数和施工参数作为模型的输入,矿井沉降值作为输出,将施工现场采集的输入参数数据划分为训练数据集和测试数据集;其次,从数... 详细信息

为确保煤炭地下采掘工程的安全性,提出一种基于AdaBoost的高韧性安全评估方法。首先,将隧道设计参数、地质条件参数和施工参数作为模型的输入,矿井沉降值作为输出,将施工现场采集的输入参数数据划分为训练数据集和测试数据集;其次,从数据集中抽取多个训练子集,分别建立多个子模型;然后,分别计算子模型的误差和权重,以神经网络作为基准模型,将所有训练数据集划分为正常数据和异常数据,并更新权重;最后,根据加权后的数据集,构建AdaBoost预测模型,并开展案例分析,验证该方法的有效性。结果表明:相比于直接使用AdaBoost算法,基于正常数据和异常数据构建的AdaBoost高韧性安全评估方法所得的结果准确率更高,该方法具有一定的科学性和有效性。

关键词：地下采掘工程 AdaBoost 高韧性安全评估异常数据正常数据

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硅灰改性高韧性水泥基材料性能试验研究

土木与环境工程学报（中英文） 2022年第6期44卷 170-180页

作者：李晓琴周旭李世华刘国寿昆明理工大学建筑工程学院昆明650500 云南建投绿色高性能混凝土股份有限公司昆明650500

工程水泥复合材料(ECC)具有良好的韧性和裂缝控制能力,可用于解决地下和水工工程中的混凝土开裂和渗漏水问题。高水灰比ECC(w/c=1.03)流动度好,但抗渗性能差,且水灰比过高使得材料坍落度大、黏聚性差,不满足可喷射性的指标要求。为了解... 详细信息

工程水泥复合材料(ECC)具有良好的韧性和裂缝控制能力,可用于解决地下和水工工程中的混凝土开裂和渗漏水问题。高水灰比ECC(w/c=1.03)流动度好,但抗渗性能差,且水灰比过高使得材料坍落度大、黏聚性差,不满足可喷射性的指标要求。为了解决上述问题,将硅灰(SF)以不同的SF/水泥质量比引入高水灰比ECC中,以改善其工作性能、抗渗性能、微观结构和力学性能。结果表明,当SF/水泥比为15%时,高水灰比ECC的工作性能大大提高,达到新拌材料可泵送及可喷射的指标要求,高水灰比ECC的抗渗性能提高至P8以上;扫描电镜(SEM)和能量分散光谱仪(EDS)的观察结果证实,添加SF使ECC的显微组织更致密,而且还可以减少碱性物质的产生,从而抑制碱集料反应,提高耐久性。对ECC展开韧性、抗渗性及工作性能(可泵送及可喷涂)研究,获得了高韧性、高抗渗、可喷可泵的ECC配合比,为其在实际工程中的推广及应用奠定了基础。

关键词：工程水泥复合材料高韧性工作性能抗渗性微观结构硅灰