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pe纤维研究进展及其复合材料应用

纺织科技进展 2024年第7期46卷 15-17,67页

作者：熊艳平张燕王成北京普凡防护科技股份有限公司北京100000

pe纤维材料既有纤维的柔韧性,又兼具pe材料密度小、强度高、模量高等固有优势,与树脂、其他纤维、金属、陶瓷等材料结合,还可以根据需求制备不同种类的高性能pe纤维复合材料。pe纤维复合材料凭借较高的比强度,较好的耐磨、耐冲击、耐腐... 详细信息

pe纤维材料既有纤维的柔韧性,又兼具pe材料密度小、强度高、模量高等固有优势,与树脂、其他纤维、金属、陶瓷等材料结合,还可以根据需求制备不同种类的高性能pe纤维复合材料。pe纤维复合材料凭借较高的比强度,较好的耐磨、耐冲击、耐腐蚀、耐光等优良性能,已经广泛应用于个体防护装备、装甲防护等领域。综述pe纤维的性能特点、理化指标、制备工艺的研究进展及其产品化制约技术,并总结pe纤维复合材料的应用状况。

关键词： pe纤维复合材料高性能个体防护装甲防护

沙漠砂pe纤维ECC的拉伸性能与本构模型研究

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新疆大学学报（自然科学版）（中英文） 2024年第1期41卷 121-128页

作者：郑志超韩风霞刘继颜新疆大学建筑工程学院新疆乌鲁木齐830017 新疆建筑结构与抗震重点实验室新疆乌鲁木齐830017

采用中国新疆本地原材料沙漠砂替代部分天然砂,以聚乙烯(Polyethylene,pe)纤维掺量及水胶比为变量,进行超高韧性水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composite,ECC)的单轴拉伸试验,分析不同材料组分对沙漠砂聚乙烯纤维超高韧性水... 详细信息

采用中国新疆本地原材料沙漠砂替代部分天然砂,以聚乙烯(Polyethylene,pe)纤维掺量及水胶比为变量,进行超高韧性水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composite,ECC)的单轴拉伸试验,分析不同材料组分对沙漠砂聚乙烯纤维超高韧性水泥基复合材料试件单轴拉伸性能的影响规律.通过对其单轴拉伸应力-应变关系的分析,考虑纤维掺量、水胶比参数变化,采用最小二乘法对其本构进行回归分析,在试件的强化阶段使用非线性曲线表示,建立沙漠砂聚乙烯纤维超高韧性水泥基复合材料的拉伸本构模型.结果表明:所建拉伸本构模型可以较好地预测pe-ECC的拉伸应力-应变关系,与试验结果吻合较好.

关键词： pe纤维沙漠砂拉伸性能本构模型应力-应变曲线

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pe纤维透水混凝土的强度与韧性试验研究

硅酸盐通报 2016年第10期35卷 3417-3421页

作者：满都拉曹美琪内蒙古大学交通学院呼和浩特010070

从提高透水性混凝土的强度和韧性出发,分析了不同掺量pe纤维增强透水性水泥混凝土的抗压强度、静弹性模量、抗折强度、弯韧度指数和裂后强度。研究结果表明,不同掺量pe纤维对透水性混凝土有不同的增强效果(RCA0 详细信息

从提高透水性混凝土的强度和韧性出发,分析了不同掺量pe纤维增强透水性水泥混凝土的抗压强度、静弹性模量、抗折强度、弯韧度指数和裂后强度。研究结果表明,不同掺量pe纤维对透水性混凝土有不同的增强效果(RCA0pe纤维对透水性混凝土的静弹性模量和弯韧度指数及裂后强度的贡献较大,pe纤维掺量1.5%时对透水性混凝土的效果最显著。

关键词： pe纤维透水混凝土强度弯韧性

pe纤维/沙漠砂工程水泥基复合材料制备及基本力学性能研究

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PE纤维/沙漠砂工程水泥基复合材料制备及基本力学性能研究

作者：张朵石河子大学

学位级别：硕士

高延性水泥基复合材料(Engineered cementitious composites,简称ECC)由于克服了普通混凝土抗拉强度低、延性差等不足,成为土木工程领域主要的研究方向之一。作为制备传统ECC不可或缺的主要原材料—石英砂,资源紧缺,且价格偏高,用河砂... 详细信息

高延性水泥基复合材料(Engineered cementitious composites,简称ECC)由于克服了普通混凝土抗拉强度低、延性差等不足,成为土木工程领域主要的研究方向之一。作为制备传统ECC不可或缺的主要原材料—石英砂,资源紧缺,且价格偏高,用河砂替代一定程度上缓解了石英砂短缺的局面。但近年来,随着国家河砂资源开采政策的变化,河砂也出现了供不应求、价格逐年递增的现象,这严重制约了ECC的理论研究和工程应用。因此,基于地方资源的ECC制备与性能研究逐渐成为学者关注的焦点。本文从基体材料配比、纤维长度和掺量、骨料类别与养护制度等方面,系统进行了基于地方沙漠砂、粉煤灰资源的聚乙烯(pe)纤维-全沙漠砂高延性水泥基复合材料(简称为pe-DSECC)的制备与基本力学性能研究。研究成果不仅丰富了ECC的相关理论,而且对基于地方资源制备ECC具有积极的指导和参考意义。本文主要的研究内容和结果如下:(1)研究了基体材料对pe-DSECC性能的影响。以粉煤灰掺量、沙漠砂掺量和硅粉掺量为因素变量,以材料流动度和抗压、抗折以及单轴拉伸性能为指标,进行了基体材料配比优化研究。结果表明:粉煤灰的掺入会削弱pe-DSECC的抗压性能,但当粉煤灰掺量为2.0时,材料的抗折性能以及单轴拉伸性能最优,当其掺量为3.0时,材料的流动度最大;沙漠砂掺量的增大不利于peDSECC流动度的改善,但对材料基本力学性能的发展有利,当沙漠砂掺量为1.55时,材料的单轴拉伸性能最好;掺入硅粉会降低pe-DSECC的流动度,但当硅粉掺量为0.4时,材料的抗压、抗折强度以及单轴拉伸性能最佳。(2)研究了纤维特征参数对pe-DSECC性能的影响。以纤维长度、掺量为因素变量,进行了pe-DSECC宏观性能和微观结构研究。结果表明:增加纤维长度和掺量,材料的工作性能变差;纤维掺入基体中能明显提升材料的力学性能,但三种不同长度的纤维,基于最佳力学性能所需的纤维掺量是不一样的。当掺入长度为18mm的掺量为1.5%的纤维时,pe-DSECC力学性能最优,其纤维端部较为完整,纤维表面刮痕较浅。(3)研究了骨料类别对pe-ECC性能的影响。以原状、水洗沙漠砂以及河砂和石英砂为变量,从宏观性能和微观结构两方面分析了pe-ECC的性能。结果表明:利用原状沙漠砂制备的ECC与其余三种砂制备的ECC性能相比,抗压强度和单轴极限拉应变最优,其余力学性能稍差;纤维端部和表面受到破坏最小,骨料与基体接触较好,水化程度接近其余三种ECC,但其孔结构较差。(4)研究了养护制度对pe-DSECC性能的影响。以养护方式和养护龄期为变量,采用宏观力学性能和微观结构为分析指标,研究了不同养护制度下材料性能的差异机理。结果表明:综合抗压、抗折等基本力学性能,90℃水浴养护最佳,其基体中的纤维拔出长度最长,水化程度最优,无害孔所占比例最大。随养护龄期的增长,材料火山灰反应速率明显加快。

关键词： pe纤维全沙漠砂养护制度基本力学性能微观结构

GFRP筋与高强度pe纤维海水海砂混凝土粘结滑移性能的研究

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GFRP筋与高强度PE纤维海水海砂混凝土粘结滑移性能的研究

作者：黄泽浩广东工业大学

学位级别：硕士

钢筋腐蚀是我国沿海地区建筑常见的耐久性问题。为避免钢筋腐蚀所导致的建筑质量问题,近年来研究学者提出将纤维增强复合塑料筋(Fiber reinforced polymer,简称GFRP筋)运用在海水海砂混凝土中。FRP筋具有重量低,强度高和耐腐蚀等优点,... 详细信息

钢筋腐蚀是我国沿海地区建筑常见的耐久性问题。为避免钢筋腐蚀所导致的建筑质量问题,近年来研究学者提出将纤维增强复合塑料筋(Fiber reinforced polymer,简称GFRP筋)运用在海水海砂混凝土中。FRP筋具有重量低,强度高和耐腐蚀等优点,其与海水海砂混凝土之间的粘结性能是两者协同工作的重要性能之一。在混凝土中掺入纤维,可以约束混凝土内部裂缝发展,增强FRP筋与混凝土之间的粘结性能。本研究从高强海水海砂混凝土综合利用的角度出发,选用应用广泛且耐腐蚀性高的聚乙烯纤维(Polyethylene Fiber,简称pe纤维)和玻璃纤维增强复合塑料筋(Glass Fiber reinforced polymer,简称GFRP筋),研究GFRP筋与高强度pe纤维海水海砂混凝土的粘结滑移性能。通过控制海水海砂与淡水河砂、混凝土强度、pe纤维掺量、GFRP筋的直径和粘结长度等变量,采用拉拔试验,研究GFRP筋与高强度pe纤维海水海砂混凝土的粘结滑移性能的影响规律,并分析其粘结-滑移本构关系模型,对比现有设计规范,为GFRP筋与pe纤维在高强度海水海砂混凝土的应用的可行性提供参考。在理论研究方面,本文对近年FRP筋与混凝土粘结作用的研究现状进行总结,对比主要设计规范和粘结-滑移本构关系模型,收集统计1413个实验数据结果,建立了FRP筋与混凝土粘结滑移性能实验数据库,用于分析影响GFRP筋与混凝土粘结性能的主要影响因素。在实验研究方面,本文通过96个拉拔试样进行试验研究,主要变量有:海水海砂混凝土和淡水河砂混凝土;混凝土强度等级C80、C120;pe纤维掺量为0%、0.5%、1%;GFRP筋的直径6 mm、10 mm、16mm;GFRP筋与混凝土粘结长度2.5倍、5倍、10倍筋直径。通过实验发现,pe纤维的加入,可以有效增强混凝土的粘结性能,但同时会导致混凝土流动性的明显下降,容易产生粘结界面缺陷,需要搅拌充分均匀搅拌振捣;GFRP筋直径和粘结长度的增加,都会导致粘结强度的下降;在高混凝土强度中,由于拔出破坏部分发生于GFRP筋的表层涂砂层剥落,混凝土强度的增加对于粘结强度的增强作用有限;海水海砂与淡水河砂在短期内对于混凝土与GFRP筋的粘结性能的影响差异较小;结合粘结机理和粘结-滑移曲线特征,本文还验证了m Bpe模型和CMR模型在高强度pe纤维海水海砂混凝土中的适用情况。基于实验数据,提出在高强度pe纤维海水海砂混凝土条件下的CMR修正模型。最后,通过实验结果与现有设计规范的的对比,发现在高强度pe纤维海水海沙混凝土中,使用现有设计规范要求进行GFRP筋粘结强度和锚固长度设计将较为保守。

关键词： GFRP筋 pe纤维超高强混凝土粘结性能粘结-滑移曲线

常压辉光放电等离子装置的建立和引发接枝改性pe纤维的研究

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常压辉光放电等离子装置的建立和引发接枝改性PE纤维的研究

作者：陈银苏州大学

学位级别：硕士

本课题提出并建立了常压辉光放电等离子(APGDP)发生装置。它采用平板金属电极结构,在频率0-40kv高压激励下,可在He/C7F16、He、He/丙酮气体中产生大面积、均匀稳定的辉光放电。并利用常压等离子体引发接枝技术,分别采用亲水性单体和疏... 详细信息

本课题提出并建立了常压辉光放电等离子(APGDP)发生装置。它采用平板金属电极结构,在频率0-40kv高压激励下,可在He/C7F16、He、He/丙酮气体中产生大面积、均匀稳定的辉光放电。并利用常压等离子体引发接枝技术,分别采用亲水性单体和疏水性单体对pe纤维进行了表面改性处理。本课题通过常压等离子体引发接枝技术,分别采用亲水性单体和疏水性单体对pe纤维进行了表面改性处理。通过对接枝不同单体后pe纤维表面单体接枝率的计算和表面接触角以及表面自由能的测量,系统的研究了常压等离子体引发接枝因素(放电电压、处理时间、接枝率等)对纤维接枝率、接触角和自由能的影响,并利用接触角测量仪、扫描电镜、红外光谱、核磁共振谱等仪器对接枝单体后纤维的表面的化学组成及表面结构进行了表征分析。通过常压等离子体引发亲水性和疏水性两种处理效果截然相反的单体在pe纤维表面的接枝,对常压等离子体引发亲水性单体和疏水性单体接枝聚合影响接枝效果的规律进行了分析和总结。

关键词：常压等离子体引发接枝 pe纤维亲水单体疏水单体

低掺量pe纤维对UHPC流动度及强度的影响

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粉煤灰综合利用 2018年第5期32卷 4-7页

作者：王越洋欧忠文杨燕王飞王经纬陆军勤务学院重庆401311 西北核技术研究所西安710000

针对低掺量条件下高弹高模量聚乙烯(pe)纤维对超高性能混凝土(UHPC)性能的影响,分别利用两种不同长径比的pe纤维制备UHPC,建立了可信度较高的流动度模型、抗压强度模型及抗折强度模型,根据模型对不同长径比纤维掺量进行了优化。研究结... 详细信息

针对低掺量条件下高弹高模量聚乙烯(pe)纤维对超高性能混凝土(UHPC)性能的影响,分别利用两种不同长径比的pe纤维制备UHPC,建立了可信度较高的流动度模型、抗压强度模型及抗折强度模型,根据模型对不同长径比纤维掺量进行了优化。研究结果表明:在保持流动度一致条件下,6 mmpe纤维掺量较少时,仍具有比3 mm pe纤维掺入的UHPC更高的强度;pe纤维对UHPC抗折强度的提高更显著,6 mmpe纤维掺量为0.81 vol%时,抗压强度为129.3 MPa,抗折强度为35.5 MPa,较素混凝土分别提高6.3%和29.6%。

关键词： pe纤维超高性能混凝土流动度强度

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高性能聚乙烯(pe)纤维

中国纤检 1995年第11期 29-31页

作者：马建兴

1.引言高性能聚乙烯纤维或pe纤维具有强力高、硬挺性好和极高的强力与重量比。具有这种高性能的pe聚合物有下列特征: ⅰ)有高结晶度和高取向度的简单重复单元（—CH2—）; ⅱ)有最小链折叠的可高度伸长的分子,能够形成结晶但不呈刚性;

关键词： pe纤维高性能聚乙烯牵伸倍数断裂强力超高分子量聚乙烯高模量应力分布聚合物凝胶纺蠕变特性

pe/PP混杂纤维应变硬化碱激发复合材料力学性能研究

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硅酸盐通报 2024年第8期43卷 2879-2887页

作者：王彦朝吕景辉王英倡郭永昌广州越通公路运营管理有限公司武汉分公司武汉430070 广东工业大学土木与交通工程学院广州510006

应变硬化碱激发复合材料(SHAAC)兼具低碳环保和高韧性的优点,但高昂的成本限制了其工程应用。为降低成本,研究采用PP纤维替代pe纤维,开发了一种混杂pe/PP纤维SHAAC,并通过轴压与轴拉试验及成本分析,探讨了不同PP纤维替代率(0%、25%、50%... 详细信息

应变硬化碱激发复合材料(SHAAC)兼具低碳环保和高韧性的优点,但高昂的成本限制了其工程应用。为降低成本,研究采用PP纤维替代pe纤维,开发了一种混杂pe/PP纤维SHAAC,并通过轴压与轴拉试验及成本分析,探讨了不同PP纤维替代率(0%、25%、50%、75%和100%,体积分数)对混杂pe/PP纤维SHAAC的轴压、轴拉性能和成本的影响。结果表明:采用PP纤维替代pe纤维时,SHAAC的轴压、轴拉强度及裂缝控制能力随着纤维替代率的增加而降低,但在PP纤维替代率低于75%时,SHAAC仍可呈现伪应变硬化和多缝开裂现象;当PP纤维替代率为50%时,SHAAC极限拉伸应变最高(8.40%),且能保持较高的轴压和轴拉性能,同时成本可降低29.00%,且综合性能与成本比值最高。

关键词：应变硬化碱激发复合材料混杂纤维 PP纤维 pe纤维轴拉性能轴压性能成本分析

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