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500彩票比分直播:復合材料的優異物理力學及化學性能是其進入基礎設施建設領域的決定性因素

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-03-08  瀏覽次數:57 選擇視力?;ど?

[摘要]  中華不銹鋼網特別報道:玻璃纖維(GF)具有高拉伸強度和高彈性模量,作為增強相已被廣泛用于改善聚合物復合材料的性能41.纖維

  中国彩吧一更懂彩民l特別報道:玻璃纖維(GF)具有高拉伸強度和高彈性模量,作為增強相已被廣泛用于改善聚合物復合材料的性能>41.纖維與聚合物基體之間的界面結合力是決定聚合物復合材料力學性能的重要因素,并主要受纖維表面處理的影響W.目前,通常用硅烷偶聯劑處理玻璃纖維表面以改善復合材料中纖維與基體的結合力研究了玻璃纖維增強PTFE的力學性能,但沒有明確地說明玻璃纖維的表面處理方法。
  
  添加少量稀土元素可以改善材料的性能!14~17),但用稀土作為表面改性劑處理玻璃纖維表面以提高復合材料界面結合力的研究報道尚不多見。本文用稀土元素配制稀土表面改性劑,通過拉伸性能測試和SEM分析,探討了稀土處理玻璃纖維表面時的最佳用量及其對玻璃纖維增強PTFE復合材料拉伸性能的影響。
  
  2試驗部分2.1材料察其對不同玻璃纖維含量的GF/PTFE復合材料拉伸性能的影響。從可以看出,經SGS、SGS/RES和RES處理的GF/PTFE復合材料的拉伸性能優于未經處理GF/PTFE復合材料的。在這些表面改性劑中,RES對提高GF/PTFE復合材料的界面結合力最有效;而SGS/RES比SGS有效從可以看出,對于不同的玻璃纖維含量RES對提高GF/PTFE復合材料的界面結合力仍然是最有效的但是對于同一種表面改性劑,GF/PTFE復合材料拉伸強度和伸長率隨著玻璃纖維含量的增大而減小3.2斷□形貌分祈為不同表面改性劑處理的GF/PTFE復合材料拉伸斷口的SEM照片RES溶液和SGS/RES溶液的濃度均為0.3wt%.從⑷可以看出,由于玻璃纖維未經處理,GF/PTFE復合材料在玻璃纖維與PTFE的界面處出現光滑分層剝離,表明PTFE樹脂與玻璃纖維的親和性欠佳不能與其相互作用,從而致使玻璃纖維與PTFE之間的界面結合力不好;從(b)可以看出,與未經處理的玻璃纖維表面相比,經硅烷偶聯劑SGS處理的玻璃纖維表面零散地粘結著少量的PTFE,這表明玻璃纖維經SGS處理后與PTFE之間的界面結合力有所改善;而經SGS/RES處理的玻璃纖維表面與經SGS處理的相比,界面處粘結的PTFE形成一層薄的“網衣”,這表明玻璃纖維經SGS/RES處理后與PTFE之間的界面結合力得到進一步改善 ;(d)示出了經RES表面處理的玻璃纖維填充PTFE復合材料的拉伸斷口形貌,可以看出經RES處理的玻璃纖維表面包縛著的PTFE合材料的拉伸強度和斷裂伸長率數據一致,表明稀土元素的作用極大地改善了玻璃纖維與PTFE之間的親和性,并且證實RES能夠最有效地改善玻璃纖維與PTFE之間的界面結合力。
  
  復合材料的技術經濟競爭能力優勢在一般情況下,復合材料的制造成本遠比傳統材料貴甚至貴很多。成本問題過去是,今后仍然是制約其在基礎設施中擴大應用的不利因素。但是,在特定建設條件和使用環境下,從直接建設成本或者在某些條件下的壽命期建設成本來看,復合材料結構的經濟競爭能力是很有優勢的。特別是,老舊基礎設施的維修,已有基礎設施承載能力的升級,復合材料的成本優勢已為工程實踐所證實,已經得到公認。例如,玻璃鋼筋混凝土用于海岸護堤工程的實際工程結算報告證實,比普通鋼筋混凝土節約建設成本3%.復合材料橋面板系統可比傳統材料節約成本高達17%.鋼筋混凝土結構因鋼筋銹蝕喪失承載能力而最終發生災難性破壞,已經成為世界性難題,在解決這個問題的諸多方案中,環氧涂層鋼筋的推廣使用有一定效果,但這種鋼筋比普通鋼筋貴得多,這使玻璃鋼筋在競爭中處于更有利地位。
  
  據估算采用傳統建筑材料的工程壽命一般為50年而采用復合材料預計可延長到75年提高50%.上述經濟競爭能力的基礎是較為配套的原材技術進步和原材料價格下降,這種技術經濟上的優勢會進一步增強。
  
  積累了大量的材料、性能、結構設計,施工安裝及工程考核技術數據,為復合材料在基礎設施中的應用,奠定了堅實的技術基礎。
  
  復合材料在廣闊的應用領域中得到廣泛認可。
  
  復合材料在航空、航天、造船、石油化工、交通運輸以及其他工業和民用應用所顯示的可行性、優越性和高度可靠性,已獲得社會認可。甚至有人把復合材料稱為太空材料,對其在基礎設施中的應用,具有強烈的吸引力。正如有人所說:這是復合材料從太空成功地降落到地球上“。
  
  歸納起來,最能突出體現上述理由的工程領域是:老舊或遭受意外破損的基礎設施的維修;老舊基礎設施的技術更新;已有基礎設施工程抗震等級和承載能力的提高和升級;d新建基礎設施工程,尤其是惡劣環境中的某些工程,例如海洋工程、濱海設施或者建設場地的運輸條件困難或施工條件惡劣,例如高山、峽谷及各類河流等;e某些對電磁屏蔽或透過有些特殊要求的場合。例如機場設施、通訊建筑結構或磁懸浮列車路軌等。
  
  中華中国彩吧一更懂彩民l網特別報道:毫無疑問,復合材料在基礎設施中的應用之所以能有今天這樣令人振奮的結果,是工程界和材料領域的通力合作、勇敢探索和開拓經歷了二、三十年的發展歷程,完成了一系列深入細致的研究的結果。
  
  料,成熟的制造技術和批的生產規模隨著工趾年后相繼建成。1993£年收集到的10座新建玻璃實際上,上個世紀70年代,歐美各工業發達國家的相當一部分老舊基礎設施的使用壽命已經期滿,傳統建筑材料性能方面存在的固有問題,促使工程界探索采用新型工程材料的可行性,一開始就把目標瞄準復合材料,探索領域大多集中在利用玻璃鋼增強筋制造予應力混凝土構件的研究方面。德國在上個世紀70年代初著手用聚酯玻璃鋼桿做為老舊橋梁后張式加固筋的研究,桿的直徑5mm和7mm.1978年實現商品化生產,并完成予應力施加系統的研究。加強筋里配置光學纖維敏感測試元件,以便日后實施承載結構的在線監測。世界上采用玻璃鋼桿實施加固的第一座橋梁工程于1986年在德國完成。隨后,歐洲其他國家、美國、加拿大以及日本等國先后開展同類研究,相繼完成若干舊橋改造,一系列新的玻璃鋼步行橋和公路橋于1991 a玻璃鋼管與混凝土的組合結構一玻璃鋼混凝土柱,具有較高的軸壓強度和極限應變;我國在這一領域起步并不晚。70年代中期就有過用玻璃鋼修補舊的或新建的有結構性缺陷的公路橋的實踐。1982年9月在北京遠郊建成第1座玻璃鋼公路橋。截止90年代中期,我國先后建成8座玻璃鋼橋,全部采用手糊工藝,其中7座都是步行橋。
  
  這些橋一般來說使用效果良妊也有不成功的例子。這些都可為我國開拓復合材料在基礎設施中的應用提供經驗和教訓??上?,其后的10年左右國外在這一領域進展加快,而我國卻基本處于停頓。最近幾年國內幾聽相關大學在玻璃鋼筋增強混凝土研究方面逐漸開展起來,有的課題Ml入省部級發展計劃;哈爾濱工業大學黃龍男在〈〈玻璃鋼管混凝土軸心壓縮本構關系及結構設計的研究中,通過玻璃鋼管混凝土的實驗分析和理論研究得出如下結論:b.玻璃鋼管的纖維鋪設方向較明顯影響玻璃鋼混凝土的強度和穩定。這是優于鋼管混凝土的特點之一,可提供較大的設計靈活性;c除了防腐性能優異外,玻璃鋼混凝土柱的穩定性也優于鋼管混凝土;d在軸壓荷載作用下,玻璃鋼管的泊松效應使其對核心混凝土的約束效力明顯降低。纏繞角越小,這種影響越明顯。在混凝土柱設計時,這是必須考慮設計參數;e給出了軸心受壓條件下玻璃鋼管柱的設計方法。
  
  應當說,這項研究成果取得了若干突破性進展。但是,本文作者作為該生的導師之一應當說明,上述幾點只限于玻璃鋼管混凝土的軸心受壓狀態,也只能算是起點。其他更復雜的載荷條件、碳纖維、芳綸復合材料以及混雜纖維復合材料管約束混凝土的力學特性及設計方法,尚待進一步深入研究。
  
  盡管復合材料在基礎設施工程的市場開發和應用研究,在世界范圍內取得相當明顯的進展,若干國家都制定相應的工程標準和規范,示范工程的經濟效益和社會效益都相當明顯,比較普遍得到社會認可。但必須指出,就其發展階段而言,目前尚處于發展初期,應用技術多處于實驗考核階段尚待修正和完善;在建工程多數仍屬示范性質。總之,目前仍處于試驗開發階段,只要我們抓住時機,趕上國際發展趨勢,目前是最好時機。中華不銹鋼網特別報道

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