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试样制备工艺和测试方法详解

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:首先将全部分散剂倒入盛有适量热水的烧杯中搅拌至均匀并滴入消泡剂。试块制备工艺水+碳纤维→加入分散剂悬浮、搅拌、超声波振动→倒入水泥搅拌容器,搅拌→加水泥→搅拌器搅拌若干分钟,边搅拌边加入剩余的水→取出拌合料,放入金属模具中成型振动3min→24h开模(室温)→标准养护箱养护28d→取出置于大气环境待测。其抗压强度的测试方法与2.1.3.2碳纤维水泥砂浆试块抗压强度的测试方法完全一样。

试样制备工艺和测试方法详解

2.1.3.1 碳纤维水泥净浆试块的制备

碳纤维水泥净浆试块的尺寸为40mm×40mm×40mm,其制备过程如下:

(1)按照碳纤维水泥净浆试块的试验设计方案(见表2-7),称量各种原材料。

(2)碳纤维的分散

分散剂CMC的加入能较好地润湿碳纤维,促使纤维以单丝态均匀分散。首先将全部分散剂倒入盛有适量热水的烧杯中搅拌至均匀并滴入消泡剂。再将用浓硝酸处理过的(或者超声波振动分散的)碳纤维倒入该烧杯中搅拌15min,使碳纤维在含有分散剂的溶液中充分分散,以溶液呈流体态,没有大块固体颗粒为分散均匀的标志。

表2-7 碳纤维水泥净浆试块原材料配比

注:表中各材料的百分含量是相对所加水泥质量的百分数,每种含量的试块为一组,每组6个试块。

(3)搅拌

首先将水泥倒入强力搅拌锅中,将称取好的KIM加入其中搅拌,再将已经分散好的碳纤维溶液倒入充分搅拌,最后放在水泥净浆搅拌机中干拌1min,逐渐加入剩余的水,持续搅拌4min。

(4)试件成型与养护

搅拌完成以后,将碳纤维水泥倒入事先刷过机油的模具中,该模具的尺寸为40mm×40mm×40mm,一套模具可以制作6个试块。再将装有碳纤维水泥的模具置于振动台上振捣3min使之密实成型。试块成型后置于室内环境中24h,第二天拆模,并放在标准养护箱中养护28天,养护期间试块彼此间隔不小于10mm。养护条件为:环境温度为20℃±3℃,RH≥90%。

(5)模具的清理

将试块脱模后,清理模具并组装起来,然后抹上一层油,以防模具生锈。

(6)试块制备工艺

水(约占总加入水量的1/3)+碳纤维(超声波振动分散,水温40℃)→加入分散剂悬浮、搅拌、超声波振动→倒入水泥搅拌容器,搅拌→加水泥(已与CCCW材料干拌均匀)→搅拌器搅拌若干分钟,边搅拌边加入剩余的水→取出拌合料,放入金属模具中成型振动3min→24h开模(室温)→标准养护箱养护28d→取出置于大气环境待测。

2.1.3.2 碳纤维水泥砂浆试块的制备

(1)用于电学性能研究的碳纤维水泥砂浆试块的制备

该碳纤维水泥砂浆试块的尺寸为40mm×40mm×40mm,其制备过程同2.1.3.1中所述的碳纤维水泥净浆试块制备过程。唯一不同的是在混合料搅拌时加入了砂子。按照碳纤维水泥砂浆试块试验设计方案(见表2-8),称量各种原材料。

表2-8 碳纤维水泥砂浆试块原材料配比

注:表中各材料的百分含量是相对所加水泥质量的百分数,每种含量的试块为一组,每组3个试块。

(2)用于力学性能研究的碳纤维水泥砂浆试块的制备与测试(www.xing528.com)

该碳纤维水泥砂浆试块的尺寸为70.7mm×70.7mm×70.7mm,其制备过程如下:

a.按照碳纤维水泥砂浆试块试验设计方案(见表2-9)称量各种原材料。

b.将称量好的水泥、砂、已分散好的碳纤维、水按照一定的比例混合,先人工干拌2min,再放到搅拌锅中湿拌3min后待用。

c.向已装好的模具内壁涂上一薄层机油后,边向里注入砂浆边用捣棒均匀地搅动,并使其高出模口(砂浆应高出模顶面6~8mm),最后将高出模口的砂浆沿模具顶面削去并抹平。

d.试块制作完成后应在室内环境中停置24h,当气温较低时,可以适当延长时间,但不应超过两昼夜,然后进行编号拆模,并在标准养护条件下,持续养护28d,养护期间试块彼此间隔不小于10mm。

表2-9 碳纤维水泥砂浆试块原材料配比

注:表中各材料的百分含量是相对所加水泥质量的百分数,每种含量的试块为一组,每组3个试块。

e.将试块从养护地点取出后应尽快进行试验,以免试块内部的温湿度发生显著变化。测试前先将试块表面稍微磨平并擦拭干净,然后测量尺寸,检查其外观。试块尺寸精确至0.1mm,并据此计算承压面积。

f.将试块置于压力机的下压板上,试块的承压面应与成型时的顶面垂直,试块中心应与下压板中心对准。

g.开动压力机,当上压板与试块接近时,调整机器,使接触面均衡受压。加载应均匀而连续,当试块接近破坏而开始变形时,停止调整压力机油门。直至试块破坏,记录下破坏载荷。

2.1.3.3 碳纤维-石墨水泥砂浆试块的制备

(1)用于电学性能研究的碳纤维-石墨水泥砂浆试块的制备

尺寸为40mm×40mm×40mm碳纤维-石墨砂浆试块的制备过程同2.1.3.2碳纤维水泥砂浆试块的制备过程。唯一的不同是前者在制备过程中加入了石墨颗粒。按照该砂浆试块试验设计方案(见表2-10),称量各种原材料。

(2)用于力学性能研究的碳纤维-石墨水泥砂浆试块的制备与测试

尺寸为70.7mm×70.7mm×70.7mm的碳纤维-石墨水泥砂浆试块的制备过程与2.1.3.2所讲述的碳纤维水泥砂浆试块制备过程类似,只是在制备过程中加入了片状石墨。其抗压强度的测试方法与2.1.3.2碳纤维水泥砂浆试块抗压强度的测试方法完全一样。按照碳纤维-石墨水泥砂浆试块试验设计方案(见表2-11),称量各种原材料。

表2-10 碳纤维-石墨水泥砂浆试块原材料配比

注:表中各材料的百分含量是相对所加水泥质量的百分数,每种含量的试块为一组,每组6个试块。

表2-11 碳纤维-石墨水泥砂浆试块原材料配比

注:表中各材料的百分含量是相对所加水泥质量的百分数,每种含量的试块为一组,每组3个试块;并且此试验中碳纤维加入量为水泥质量分数的1%。

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