从趋势线的斜率变化情况,也就是单位纤维长径比的改变对复合材料静态剪切应力产生影响的程度大小来看,可以发现聚丙烯(PP)纤维对 3D 打印混凝土静态剪切应力的影响是最显著的,其次是剑麻纤维,聚乙烯醇(PVA)纤维的影响最小。这就表明,表面是疏水性的 PP 纤维能更明显地提高 3D 打印混凝土的静态剪切应力,而亲水的剑麻纤维和 PVA 纤维对静态剪切应力的影响就没那么大。
剑麻纤维表面亲水,不过在搅拌到 3D 打印混凝土基体里后,它会吸收一些游离水,这样就使材料的流动性降低了,对静态剪切应力的影响效果反而提高了,所以它对应的趋势线斜率比 PVA 纤维的稍微高一点。3D 打印混凝土的动态剪切应力会随着纤维长径比增大而增大,其中 PVA 纤维对动态剪切应力的影响最突出,接着是剑麻纤维,最后是 PP 纤维。
PVA 纤维和 PP 纤维的趋势线拟合系数接近 1,拟合效果很不错,但是剑麻纤维的趋势线拟合系数比较低,拟合得不太好。就像前面说的,PVA 纤维直径小,在相同掺量的情况下纤维数量比较多,而且改变纤维长度的时候,长径比的变化值比较大,最终就导致 3D 打印混凝土的动态剪切应力受 PVA 纤维长度变化的影响很明显。和 PVA 纤维比起来,PP 纤维直径大,相同掺量时,单位体积材料里的纤维数量少,在相同长度变化范围内,纤维长径比的变化值比较小,所以 3D 打印混凝土的动态剪切应力受纤维长度变化的影响最小。剑麻纤维和合成纤维不一样,它的直径最大,在 3D 打印混凝土体系里能起到很明显的物理支撑作用,在做动态剪切应力测试的时候,对测试叶片运动的阻碍作用最强。不过这个纤维有一定吸水性,在测试过程中受到测试叶片挤压的时候,剑麻纤维会释放出从浆体里吸收的部分水分,这样就造成测试结果波动比较大,趋势线拟合效果就差了。从 PVA 纤维和 PP 纤维趋势线斜率的差别能知道,表面是疏水性的 PP 纤维对 3D 打印混凝土动态剪切应力的影响最明显,亲水的 PVA 纤维对静态剪切应力的影响比较小。
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从纤维特性到剪切应力的性能洞察
更新时间: 2024-11-26 11:19:41 查看次数: 18
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