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增强水泥基用经编多轴向织物结构及性能研究

叶青  
【摘要】:织物增强水泥基复合材料在实际工程的应用中有着显著优势,是一种新型的建筑材料,本课题在国内外研究成果的基础上,对增强水泥基用经编多轴向织物的结构和性能进行探讨性研究,主要内容和结论如下: 通过对增强水泥基复合材料所用的经编多轴向网格织物结构特点进行分析,以增强水泥基复合材料为出发点,从织物的网格尺寸和力学性能角度,对增强纱原料和规格的选择、增强纱的铺设方向和排纱方式以及地组织的设计等方面进行了讨论,得出了关于织物网格和织物面密度的计算方法,设计和生产论文所需的经编多轴向网格织物。 参照相关标准对经编多轴向网格织物的拉伸性能进行测试,并根据织物的拉伸方向计算织物的弹性模量。从拉伸试验分析得到在经编多轴向织物中的纱线层的拉伸强力与面密度和线密度都相关;纱线层间存在着相互的作用力,当某一方向面密度的增加会降低或提高其他方向的强力;其中90°、﹢45°纱线层为织物结构的中间层,较为稳定;45°方向的织物强力利用率最高;织物弹性模量低于纱线。 通过固定水泥基基体,对织物增强水泥基复合材料进行三点抗折试验来研究玻璃纤维织物的表面处理、抗折试样的织物铺层层数、水泥基层的厚度、织物的网格尺寸对于复合材料的影响,并最终确定材料复合时所采用制备工艺。 以不同规格经编多轴向网格织物为增强材料,以固定配比的水泥基为基体材料,对复合材料进行抗折、拉伸的力学性能测试,通过测试确定织物增强水泥基材料具有增强增韧效果。从相关的纤维增强理论推理得到织物增强水泥基材料的理论公式,结合实际所测数值,得出由于织物的结构与特性以及复合材料受力特点,0°纱线层在复合材料中承担明确载荷,45°纱线层面密度的改变对复合材料性能影响最大,90°纱线层面密度的改变对复合材料强度影响的波动值最小等结论。 本课题的研究为增强水泥基材料的经编轴向网格织物的结构和性能优化提供了可靠的参考依据,同时也为增强水泥基复合材料力学性能的优化奠定了基础。


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