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关键词： 碱激发矿渣材料   MgO   养护机制   抗压强度   孔结构  

摘要： 为降低MgO基碱激发矿渣材料(MASM)的危害及成本,提高MgO激发矿渣的早期强度。通过抗压强度,核磁共振,XRD及SEM分析养护时间与养护温度了解MASM的力学性能、水化特性、孔结构和微观结构的影响。试验结果表明:热养护能够加速矿渣的水化过程,使MASM的微观结构更加致密。但温度过高会增加MASM的孔隙率,进而影响抗压强度。在养护温度为40℃,养护时间为6 h时,养护效果最好,各龄期强度增长幅度较高。

关键词： 案例教学   材料力学   能力   以学生为中心  

摘要： 案例教学是提高学生分析和解决实际问题能力的重要手段之一。在内容抽象、公式概念繁多的专业基础课材料力学中开展案例教学,能调动学生的学习主动性,提高其动手能力、思维能力、独立分析问题和解决问题的能力。开展案例教学,一般包括准备案例材料、布置思考讨论题、确定教学时间、安排实施步骤等环节,其中实施又分为个人学习、小组研究、课堂讨论、总结讲评等四个步骤。案例教学法是针对专业应用型人才培养的特殊教学方法,对师生素质和能力都有较高要求,整个过程体现了以学生为中心的教学理念和理论联系实际的学习原则。

关键词： 麦秸秆纤维   复合材料   力学   吸水性能  

摘要： 随着时代的发展,人们对生态环境的保护意识越来越强,同时国家也在提倡使用可循环资源和太阳能等绿色资源。基于此本文利用麦秸纤维(WSF)和聚乳酸(PLA)经无水乙醇等酸碱浸泡烘干,经过粉碎机分解,使用熔融共混制得PLA/WSF复合材料,借助电子显微镜(SEM)和红外光谱对复合材料进行测试。同时研究了硅烷偶联剂(A171、KH550、A1100)对复合材料WSF/PLA产生的影响,试验结果表明在经过硅烷偶联剂A171处理后WSF的拉伸效果最好,在加入KH550后其力学性能增加,吸水性降低,但是KH550也改善了PLA/WSF的相容性。

关键词： 建筑垃圾   再生微粉   泡沫混凝土   胶凝材料   微观分析   力学性能  

摘要： 利用建筑垃圾制备的再生微粉,可以有效替代水泥,减少水泥资源的使用,提高建筑垃圾的资源利用率。本文通过气泡参数分析、力学性能测试等方法,研究了砖混类再生微粉和发泡剂掺量对低强度泡沫胶凝材料力学性能的影响。结果表明:再生微粉的掺入会导致胶凝材料抗压强度降低,微粉掺量大于水泥时,胶凝材料抗压强度随再生微粉掺量增加而小幅提高;浆体流动度随再生微粉掺量的增加先降低后增高;再生微粉掺量较小时,发泡剂掺量对浆体流动性影响较大,而当微粉掺量较大时,发泡剂掺量对浆体流动性无显著影响;不同批次再生微粉性能差异较小。通过调节再生微粉和发泡剂掺量可制备满足不同力学性能需求,同时具有良好流动性的泡沫胶凝材料。

关键词： 透水材料   铁尾矿砂   纳米改性   环氧树脂   硅烷偶联剂   力学性能   透水系数  

摘要： 利用固体废弃物制备透水材料是海绵城市发展新方向,而力学性能差成为固废基透水材料应用的难点之一。为解决该问题,设计了一类用铁尾矿砂作为骨料,环氧树脂作为胶凝材料的聚合物透水材料,研究了环氧树脂含量对透水材料力学性能和透水性能的影响,并探讨了纳米SiO_(2)、TiO_(2)、Al_(2)O_(3)和硅烷偶联剂KH-560等有机-无机材料对透水材料力学性能的影响。结果表明:当环氧树脂质量分数为6%时,可以得到兼顾力学性能和透水性能的透水材料,抗压、抗折强度和透水速率分别为17.5 MPa、5.3 MPa和1.12 mm/s;同时,当纳米SiO_(2)、TiO_(2)、Al_(2)O_(3)的添加量分别为环氧树脂的3%、4%、4%(质量分数)时,对透水材料力学性能的提升分别为33.1%、30.5%、28.6%,其原因是纳米粒子在透水材料受压过程中会吸收树脂基体中的部分能量,抑制或消除树脂中微裂纹的扩散;当硅烷偶联剂KH-560的添加量为环氧树脂的0.9%(质量分数)时,透水材料的强度可提升36.5%。SEM和FTIR分析表明,硅烷偶联剂KH-560对改善铁尾矿砂与环氧树脂界面具有显著作用。该研究对研发高性能的固废基透水材料具有重要意义。

关键词： 玻璃纤维   聚丙烯   相容剂   泊松比   界面改性   横向应变   聚合物改性  

摘要： 聚合物的填充改性及共混改性是通用塑料高性能化的重要方法。界面相容性是聚合物改性通常遇到的问题,如何提高复合材料界面相容性以及探索界面相容性和泊松比相关性仍然是聚合物改性重要的话题。采用固相法制备三元单体接枝聚丙烯(GPP),与玻璃纤维和聚丙烯共混制备聚丙烯-玻璃纤维(PP-GF)复合材料。采用视频引伸计、差示扫描量热法、扫描电镜、红外光谱、动态流变测试、万能拉力试验等分析测试方法表征复合材料的结构与性能。结果表明,GPP的加入提高PP-GF复合材料界面强度。随着GPP增加,储能模量(G’)和损耗模量(G’’)都在增加,G’增加的幅度大于G’’,因此复合材料体系表现出弹性行为要明显大于粘性行为。添加7wt%GPP的PP-GF复合材料力学性能最佳,通过Cole-Cole曲线得到了验证。红外光谱和扫描电镜结果表明,GPP和玻璃纤维形成了界面层,改善了树脂与玻璃纤维界面相容性,提高了玻璃纤维在聚丙烯中应力传递。GPP作为PP-GF复合材料提高界面相容性改性剂,PP-GF复合材料拉伸时形成了更大的横向应变,且泊松比变小,提高了复合材料的力学性能。

关键词： 五模超材料(PMs)   激光选区熔化(SLM)   形状记忆合金   力学性能   有限元仿真  

摘要： 五模超材料(Pentamode metamaterials,PMs)具有解耦的相对密度和力学性能,在特种声学装备和生物植入物领域具有潜在应用价值。激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)技术具有成形复杂精细晶格超材料的能力,可实现定制刚度、单元尺寸和孔隙率。通过五模超材料结构优化设计,利用激光选区熔化成形镍钛形状记忆合金,实现了不同形态的五模超材料结构成形,并开展模拟和性能测试表征研究。微观形貌的观测结果显示,SLM成形的镍钛基五模超材料具有较好的制造保真度。有限元仿真预测结果发现应力集中于杆与杆的连接处。压缩力学试验结果显示,镍钛基五模超材料的强度随着相对密度的增大而增大。通过建立相对密度和相对模量与强度的数学模型,提出了不同相对密度五模超材料的力学性能预测方法。

关键词： 硅酸盐环氧树脂复合改性聚氨酯注浆材料   力学性能   最高反应温度   环氧树脂  

摘要： 在硅酸盐改性聚氨酯注浆材料配方的基础上加入一定比例的环氧树脂,制备了硅酸盐环氧树脂复合改性聚氨酯注浆材料。通过测定注浆材料的最高反应温度和相关力学性能,分析了不同比例环氧树脂对注浆材料性能的影响。结果表明,在硅酸盐改性聚氨酯注浆材料配方基础上加入一定比例的环氧树脂,可实现对材料最高反应温度产生很小影响的前提下,大幅提高材料的力学性能。

关键词： 沿空留巷   双层充填墙体   让压接顶层   高强承载层   力学性能  

摘要： 为研究沿空留巷双层充填墙体最优占比和对工作面顶板漏风的影响,以漳村煤矿2603工作面沿空留巷为工程背景,通过制备不同占比的混凝土-高水材料立方体组合试样,从不同占比组合试样力学性能及宏观破裂形式研究中选择最优占比,并基于其上部软分层可充分接顶,防止上瓦斯泄漏的特性,对巷道进行瓦斯浓度监测。研究表明,当高水材料占比为10%、20%、30%、40%及50%时,其峰值强度与纯混凝土峰值强度相比分别下降了18.95%、44.23%、52.31%、60.78%及79.68%。高水材料占比为20%以下时,试样在保证一定强度的同时具有让压作用;当高水材料占比为20%以上时,高水材料占比过高会降低混凝土材料的支撑作用,影响试件的整体强度。通过对双层充填墙体在沿空留巷中的应用,可有效降低巷道瓦斯浓度,留巷效果较好。

关键词： 碳纳米管   蒙脱土   纤维增强复合材料   环氧树脂   表/界面改性  

摘要： 为改善玻璃纤维复合材料的界面性能,本文先将一维管状多壁碳纳米管(MWCNTs)与二维层状蒙脱土(Mt)自组装形成蒙脱土-碳纳米管(Mt-MWCNTs)杂化纳米材料,再将其负载于玻璃纤维织物表面;最后通过真空袋压成型法制备含Mt-MWCNTs环氧复合材料。结果表明:MWCNTs能够抑制Mt堆叠,而Mt能提高MWCNTs分散,层状Mt和管状MWCNTs可协同增强增韧复合材料;相比于空白对比样,含Mt-MWCNTs环氧复合材料的层间剪切强度提高了约28%,拉伸强度及模量分别提升约24%和25%,弯曲强度及模量分别提升了约19%和23%;玻璃化转变温度提高了近5℃。