Flexural properties and microstructure of recycled carbon fiber concrete with different morphologies
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摘要:
将回收碳纤维(RCF)掺入混凝土制备绿色环保材料是实现碳纤维增强复合材料固废回收利用的有效方式。为探究RCF对混凝土材料弯曲性能的影响，将3种RCF按不同掺量与长度掺入混凝土中，通过四点弯曲试验，分析了回收碳纤维混凝土(RCFC)破坏形态、荷载-挠度曲线和弯曲强度的变化规律；提出了新的初裂点确定方法并进行了弯曲韧性评价，结合SEM从微观层面解释内在原因；基于压汞法(MIP)测得的孔隙率提出了新的弯曲强度预测公式。结果表明：RCF可改善试件破坏形式，提升RCFC弯曲强度和韧性，弯曲强度最高提升38.67%，弯曲韧性指标I20最高提升70.14%；不同形态的RCFC试件弯曲强度、弯曲韧性指数、等效弯曲强度及弯曲韧性比的影响规律并不相同，这主要和RCF表观形貌有关，从弯曲韧性角度来看掺入1.5wt%长度12 mm的RCF-A时性能最佳。本文研究结论和提出的计算方法可为RCFC的性能提升及推广应用提供参考。
Abstract:Green materials can be prepared by incorporating recycled carbon fibers (RCF) into concrete, which is an effective way to realize the recycling of carbon fiber reinforced composite solid waste. In order to investigate the effect of RCF on the flexural properties of concrete, RCF from three different manufacturers were incorporated into concrete at different contents and lengths. Four-point bending tests were carried out to analyze the failure modes, load-deflection curves and flexural strength of recycled carbon fiber reinforced concrete (RCFC). A new method for determining the initial cracking point was proposed, and the flexural toughness was evaluated. The intrinsic causes were explained at the microscopic level in combination with SEM. A new bending strength prediction formula was proposed based on the porosity measured by mercury intrusion porosimetry (MIP). The results show that RCF can improve the failure mode and improve the flexural strength and toughness, with a maximum increase of 38.67% in flexural strength and 70.14% in flexural toughness index I20. The effects of different forms of RCFC specimens on the flexural strength, flexural toughness index, equivalent flexural strength and flexural toughness ratio are not the same, which is mainly related to the apparent morphology of RCF. From the perspective of flexural toughness, the best performance is achieved when 1.5wt% RCF-A with a length of 12 mm is incorporated. The research conclusions and calculation methods can provide reference for the performance enhancement and application of RCFC.
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聚合物电介质薄膜凭借其低介电损耗、易加工成型、高击穿强度等优点，已广泛应用于医用除颤设备、柔性电子器件、脉冲功率系统、摩擦纳米发电机等[1-2]。随着混合电动汽车、油气勘探技术、航天电力系统的发展及应用环境的复杂化，对聚合物基电介质薄膜宽温域内的介电性能和击穿强度提出更高要求[3-4]。目前广泛使用的聚合物电介质薄膜为双向拉伸聚丙烯(BOPP)，但由于BOPP的热稳定性欠佳，高温下的介电稳定性和击穿强度急剧下降，无法满足上述应用需求[5]。
为了制备高温、强电场等极端环境中具有良好稳定性的聚合物电介质薄膜，有学者选择具有高玻璃化转变温度(Tg)的芳香族聚合物，如聚酰亚胺(PI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚芳醚酮(PEEK)、聚芳醚脲(PEEU)等制备了高温电介质薄膜，但研究发现虽然其在高温、强电场环境中的介电性能保持稳定，但击穿强度迅速下降[6]。这可归因于温度场-电场耦合环境中芳香族聚合物分子结构中苯环的π-π耦合作用引起的高漏电流密度[7]。为了降低漏电流对芳香族聚合物电介质薄膜的影响，Duan等[8]将交联结构引入到PEI分子结构中制备不同交联度的c-PEI，交联结构在增加PEI内部电子陷阱能级和陷阱密度的同时，打破了分子结构的规整性，降低了π-π耦合效应，抑制了高温、强电场环境中漏电流的形成，所制备c-PEI高温下的击穿强度较非交联PEI显著提升。此外，采用密度泛函理论(DFT)分析发现，PI分子结构中酸酐上的苯环带有正电性，PEI分子中连接醚键的苯环带有负电性，因此，Zhang等[9]将PI和PEI共混，利用分子链间静电作用降低了PI和PEI分子链间距以及内部自由体积，所制备的PI-PEI共混薄膜的最高击穿强度超过
1000 MV/m。但需要指出的是，由于聚合物的击穿强度(E)与其介电常数(ε)存在内禀矛盾关系(E~1/ε0.65)，即击穿强度的提升往往伴随着介电常数的下降，进而影响到聚合物电介质薄膜储能特性的改善[10]。因此，如何制备同时具有高介电常数和高击穿强度的聚合物电介质薄膜是目前的研究热点。为了打破介电常数与击穿强度间的内禀矛盾，有学者基于不同聚合物功能层(极化层、绝缘层、过渡层等)，通过调控空间组装工艺构筑了多层聚合物电介质薄膜[11]。在多层结构中，特殊的空间电场分布机制赋予绝缘层更高的电场强度，而极化层和多尺度界面结构则通过偶极子极化和Maxwell-Wagner-Sillars (MWS)界面极化提升了介电常数[12-13]。Wang等[14]通过PEI和聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-三氟氯乙烯)(PTVC)构筑了顺式三层结构和反式三层结构的全有机聚合物电介质薄膜，研究发现顺式三层结构的最大击穿强度达到504 MV/m，并且介电常数在室温−100℃范围内保持稳定。但遗憾的是，目前多层结构电介质薄膜的研究大多局限于铁电聚合物，无法满足高温应用需求[11, 15]。
近期，Su等[16]采用去质子化法制备了芳纶纳米纤维(ANF)并抽滤得到ANFm，研究发现ANFm具有较高的介电常数和优异的高温稳定性，所制备的ANFm能够满足高温环境的应用需求，但由于ANFm表面粗糙度较高，易诱导空间电荷聚集，导致击穿强度较低。Vu等[17]基于ANF与氟化石墨烯(GF)制备了ANFm-GF电介质薄膜，结果表明，由于GF的高本征击穿强度(~
1000 MV/m) ANFm-GF电介质薄膜在室温下最大击穿强度提升至507 MV/m。但在高温下，电极处注入的电子以及空间电荷在ANFm表面缺陷处的聚集诱导了电树枝的形成并引发电击穿，引起ANFm击穿强度迅速降低(<300 MV/m)[18]。因此，改善ANFm的表面粗糙度有助于提升其高温击穿强度。本文选用ANFm和可溶性PI，采用浸渍提拉法构筑了具有三明治结构的全有机PI-ANFm-PI (P-A-P)复合薄膜。ANFm具有较高的介电常数以及出众的热学稳定性能；PI具有极高的击穿强度和玻璃化温度，能够满足高温电介质材料的应用需求。研究结果发现，ANFm表面粗糙度的降低以及P-A-P复合薄膜内部电子-空穴对的构建有效抑制了漏电流的形成；同时ANFm的高极化率可为P-A-P复合薄膜提供高介电常数；本文通过分析P-A-P复合薄膜的介电性能、电导损耗和击穿强度以期为制备新型高温电介质薄膜提供新思路和新方法。
1. 实验材料及方法
1.1 原材料
芳纶(PPTA)，日本帝人芳纶公司；二甲基亚砜(DMSO)，分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；聚酰亚胺(PI)，型号P84，美国杜邦公司；KOH，纯度98%，阿拉丁试剂(上海)有限公司；N-甲基吡咯烷酮(NMP)，分析纯，上海凌峰化学试剂有限公司。上述试剂直接使用，无需提纯。
1.2 试样的制备
首先将剪切得到的PPTA短纤(长度约1 mm)分别用丙酮、乙醇超声处理30 min，以除去表面污染物；随后将0.08 g芳纶短纤分散于含有0.16 g KOH的40 mL DMSO∶H2O(体积比为25∶1)混合溶液中，室温下超声处理4 h后得到暗红色ANF/DMSO溶液。将适量去离子水加入到ANF/DMSO溶液中，高速搅拌后形成ANF胶体悬浮液，随后采用真空抽滤方法制备ANFm，并在80℃下干燥12 h。
将PI粉末溶解于NMP中分别制备1wt%、3wt%、5wt%、7wt%和10wt%的PI溶液，随后将ANFm垂直浸渍于PI溶液中，并采用浸渍5 min，提拉静置1 min的方式循环5次；将浸渍得到的ANFm至于100℃中干燥12 h，并在10 MPa，180℃条件下热压5 min。为了方便描述所制备的PI-ANFm-PI (P-A-P)复合薄膜，根据溶液中PI的质量分数分别将P-A-P复合薄膜命名为P-A-P-1、P-A-P-3、P-A-P-5、P-A-P-7、P-A-P-10 (表1)；单层ANF薄膜命名为ANFm。所制备的ANFm和P-A-P复合薄膜的厚度约为15 μm，PI单层厚度为0~0.2 μm。此外，需要指出的是，对比发现P-A-P-10中PI层的厚度反而略低于P-A-P-7，这可能是由于PI溶液浓度过高后，分子链间缠结点增加，导致黏附或进入ANFm的PI减少。ANFm和P-A-P复合薄膜的制备流程如图1所示。
表 1 材料参数Table 1. Materials parametersSamples outer
layerMiddle
layerThickness of
sample/μmConcentration of
PI solution/wt%P-A-P-1 PI ANF 14.7 1 P-A-P-3 14.9 3 P-A-P-5 15.2 5 P-A-P-7 15.0 7 P-A-P-10 14.6 10 Notes: PI—Polyimide; ANF—Aramid nanofiber. ![]()
图 1 芳纶纳米纤维薄膜 (ANFm)和PI-ANFm-PI (P-A-P)薄膜的制备流程图Figure 1. Scheme of fabrication procedures for aramid nanofiber film (ANFm) and polyimide-ANFm-polyimide (P-A-P) filmsPPTA—Poly-p-phenylene terephthamide; NMP—N-methylpyrrolidone; DMSO—Dimethyl sulphoxide1.3 结构表征与性能测试
红外测试：采用Nicolet 6700型傅里叶变换红外光谱仪(FTIR，美国赛默飞世尔科技公司)，测试波数范围为
4000 ~500 cm−1。X射线衍射(XRD)测试：D/max-2550PC型，日本理学公司，靶材Cu，管电压40 V，管电流40 mA，扫描范围为5°~90°，波长0.154 nm。AFM测试：Dimension FastScan型，德国布鲁克公司，采用敲击模式，扫描范围2 μm×2 μm。SEM测试：S4800型场发射扫描电子显微镜，日本Hitachi公司。TEM测试：JEM-2100型透射电子显微镜，日本电子株式会社。介电性能测试：Concept 40型宽频介电阻抗谱仪，德国Novocontrol公司，频率范围101~106 Hz，测试温度分别为25℃和150℃。击穿强度测试：CS9916BX型程控超高压分析仪，南京长盛公司，每个样品测试12次，并通过Weibull分布拟合得到Weibull击穿强度。1.4 模拟计算
采用Gaussview5.0和Gaussian09 W计算了ANF和PI的电子结构和能级分布。在密度泛函理论(DFT)计算中，所用基组为B3LYP/6-31G(d)，并且仅使用ANF和PI分子结构中的一个结构单元进行计算。通过Multiwfn程序分析了ANF和PI的静电势(ESP)分布[19-21]。
2. 结果与讨论
2.1 结构表征
图2(a)为去质子化过程中ANF/DMSO分散液的光学图片，从图中可以看到，随着时间的增加，ANF/DMSO溶液的颜色逐渐变深，4 h后变为暗红色均相溶液。这是由于在KOH作用下，PPTA分子链上的氢原子逐渐去质子化，削弱了分子链间的氢键作用，PPTA纤维逐渐转变为ANF。Yang等[22]研究发现，由于PPTA分子链中π-π堆叠效应及分子链间范德华力相互作用，PPTA纤维无法完全溶解于DMSO，而是以纳米纤维的形式存在。从图2(b)中可以看到，所制备的ANF具有高长径比。上述结果表明，通过调控DMSO和H2O的比例能够在短时间内制备得到ANF，比仅采用纯DMSO溶剂制备ANF的方法更高效[16]。对比ANF与PPTA的FTIR谱图发现(图2(c))，ANF和PPTA中特征峰位置基本相同，表明采用去质子化方法制备的ANF化学结构没有发生明显变化，这有利于保持其高强度、高绝缘和高温稳定性能。图2(d)为ANF和PPTA的XRD图谱。在PPTA的XRD谱图中2θ=21.1°、23.5°和28.5°的特征峰分别对应(110)、(200)和(004)晶面；在ANF的XRD谱图中，只在2θ=21.1°处出现了(110)晶面的特征衍射峰，而(200)和(004)晶面的衍射峰强度显著下降，表明ANF内部晶体结构与PPTA一致，只是晶粒尺寸发生了变化[23]。采用谢乐公式(D=0.89λ/(βcosθ)，其中D为晶粒尺寸，λ为波长，β为半峰宽，θ为衍射角)计算了PPTA和ANF的晶粒尺寸，结果发现PPTA中(110)晶面对应的晶粒尺寸为5.27 nm，而ANF中(110)晶面对应的晶粒尺寸降低至1.46 nm。晶粒尺寸的降低可归因于去质子化过程中分子链间氢键网络的破坏扰乱了PPTA分子链的规整排列，进而引起分子链从有序结构转变为无序结构[24]。
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图 2 (a)去质子化过程中ANF/DMSO分散液的光学图片；ANF的TEM图像(b)、PPTA和ANF的红外光谱(c)和XRD谱图(d)Figure 2. (a) Digital photos of an aramid nanofiber (ANF)/DMSO dispersion during deprotonation process; TEM image of ANF (b), FTIR spectra (c) and XRD patterns (d) of PPTA and ANF2.2 微观形貌
图3(a)展示了ANFm横截面形貌，从图中可以看到，ANFm呈现致密的珍珠层状结构，而P-A-P-3 (图3(b))和P-A-P-7 (图3(c))具有明显的三层结构，其中上下层为PI (箭头所示)，中间层为ANFm，并且PI层和ANFm层结合紧密，没有明显的孔隙。图3(d)~3(f)分别为ANFm、P-A-P-3和P-A-P-7的表面形貌，其中，ANFm表面凹凸不平，纤维堆积结构明显；而随着PI溶液浓度的增加，P-A-P-3和P-A-P-7的表面逐渐光滑平整，缺陷明显减少。从ANFm、P-A-P-3和P-A-P-7 (图3(g)~3(i))的光学图片可知，随着PI溶液浓度的增加，薄膜的颜色逐渐加深，间接表明PI层的厚度逐渐增大。Luo等[25]研究发现，当电介质薄膜表面粗糙程度较高时，空间电荷以及越过电极/电介质界面势垒的电子会聚集在电介质薄膜的缺陷处，长时间累积后诱导电击穿的发生。因此，减少电介质薄膜的表面缺陷，有助于阻碍电极中电子的注入以及电树枝的形成与发展，在提升击穿强度的同时，降低内部漏电流密度。
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图 3 横截面形貌：ANFm (a)、P-A-P-3 (b)、P-A-P-7 (c)；表面形貌：ANFm (d)、P-A-P-3 (e)、P-A-P-7 (f)；光学图片：ANFm (g)、P-A-P-3 (h)、P-A-P-7 (i)Figure 3. Cross-sectional morphologies of ANFm (a), P-A-P-3(b), and P-A-P-7 (c); Surface morphologies of ANFm (d), P-A-P-3 (e), and P-A-P-7 (f); Digital photos of ANFm (g), P-A-P-3 (h), and P-A-P-7 (i)2.3 电学性能
击穿强度是影响聚合物电介质薄膜储能特性的关键参数之一。采用威布尔分布函数分析了ANFm和P-A-P复合薄膜在25℃和150℃时的击穿强度，如图4(a)和4(b)所示。可以看到，在宽温域范围内，三层结构复合薄膜的击穿强度均优于单层ANFm，表明PI层有助于提升ANFm的击穿强度。在图4(c)中，P-A-P复合薄膜在25℃和150℃时击穿强度分别为259.8 MV/m和242.3 MV/m，而P-A-P-7复合薄膜在相同温度下的击穿强度达411.6 MV/m和350.7 MV/m，相较于ANFm提升了58.4%和44.7%。研究表明，在多层电介质材料中，绝缘层承担更高的电场强度，极化层提供高介电常数[26]。在本文中，上下PI层为绝缘层，ANFm层为极化层，当三层结构形成后，PI层承担更高的电场强度，ANFm层上的电场强度迅速下降。由于聚合物的击穿机制主要包括电-机械击穿、热击穿、电击穿等[27]。因此，提升聚合物的杨氏模量、导热性能和绝缘性能均有助于改善其击穿强度。从图4(d)中可知，随着PI层溶液浓度的增加，P-A-P复合薄膜的杨氏模量从ANFm的1.59 GPa增加至P-A-P-7的2.87 GPa，而P-A-P-10杨氏模量下降的原因可归因于PI层厚度的降低。由于聚合物击穿强度与其杨氏模量成正比关系，即E=0.606(Y/(εrε0))1/2 (E为击穿强度，εr为聚合物本征介电常数，ε0为真空介电常数，Y为杨氏模量)[28]。因此，杨氏模量的提升有助于抑制电-机械击穿的发生。从图4(e)可知，P-A-P复合薄膜的漏电流密度也随着PI浓度的增加逐渐降低，这不但抑制了P-A-P复合薄膜内部电击穿的发生，同时降低了内部漏电流引起的热效应，避免了热击穿的发生。图4(f)为ANFm、P-A-P-3和P-A-P-7击穿强度、漏电流密度和杨氏模量的雷达图，可以看到，P-A-P-7的杨氏模量和击穿强度最高，漏电流密度最低，表明PI层厚度的增加有助于优化ANFm的电学性能。
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图 4 ANFm和P-A-P复合薄膜25℃ (a)和150℃ (b)的击穿强度威布尔分布、25℃和150℃的击穿强度对比图(c)、力学性能(d)和漏电流密度(e)；(f) ANFm、P-A-P-3和P-A-P-7薄膜击穿强度、漏电流密度和杨氏模量的雷达图Figure 4. Weibull distribution of breakdown strength at 25℃ (a) and 150℃ (b), comparison of breakdown strength at 25℃ and 150℃ (c), mechanical properties (d), and leakage current density (e) for ANFm and P-A-P composite films; (f) Radar chart of breakdown strength, leakage current density, and Young's modulus for ANFm, P-A-P-3, and P-A-P-7 filmsE—Breakdown strength; P—Polarization intensity为了进一步分析ANFm和P-A-P复合薄膜漏电流密度变化的内在机制，采用密度泛函理论(DFT)分析了PI和ANF的电子轨道能级和静电势(ESP)分布。PI和ANF的ESP分布如图5(a)和5(b)所示。可以看出，ANF的最高静电势达到45，而PI最高仅为20，表明ANF具有更强的吸引电子的能力，可以作为电子陷阱位点捕获电极处注入以及内部形成的自由电子[29]。在图5(c)中，PI的最高占据分子轨道(HOMO)能级为−6.01 eV，最低占据分子轨道(LUMO)能级为−3.27 eV，禁带宽度为2.74 eV；ANF的HOMO能级为−5.63 eV，LUMO能级为−1.99 eV，禁带宽度为3.64 eV。虽然PI的禁带宽度低于ANF，高温下易形成自由电子，但由于PI的LUMO能级与ANF的HOMO能级差别较小(2.36 eV)，PI层的电子与ANF的空穴在库仑力的作用下形成电子-空穴对(图5(d))，并作为电子陷阱捕获空间电荷[30-31]。
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图 5 PI (a)和ANF (b)的静电势分布及各静电势范围内的面积百分比；(c) PI和ANF的分子轨道能级示意图；(d)电子-空穴对的形成与作用机制Figure 5. Electrostatic potential (ESP) distributions and normalized ESP area distribution statistics of PI (a) and ANF (b); (c) Molecular orbital energy levels of PI and ANF; (d) Formation and mechanism of action of electron-hole pairsLUMO—Lowest unoccupied molecular orbital; HOMO—Highest occupied molecular orbital2.4 介电性能
ANFm和P-A-P复合薄膜的介电性能如图6所示。在图6(a)中，ANFm的介电常数高达7.2(102 Hz)，这归因于ANF表面丰富的极性基团以及内部高偶极矩酰胺键(~3.7 D)的存在。此外，P-A-P复合薄膜的介电常数对频率的依赖性明显降低。由于聚合物介电常数主要源于空间电荷极化，偶极子极化，原子极化和离子极化；其中原子极化和离子极化发生在高频率范围内(>108 Hz)[32-33]。因此，本文中P-A-P复合薄膜介电常数主要源于空间电荷极化(<104 Hz)和偶极子极化(104~106 Hz)。在低频率范围内，PI层的形成不但抑制了界面处空间电荷的聚集，同时PI和ANF内部电子-空穴对以及分子链间氢键网络的构建阻碍了载流子的迁移，降低了P-A-P复合薄膜的空间电荷密度，因此，P-A-P复合薄膜在低频率范围内的空间电荷极化强度随着PI溶液浓度的增加逐渐降低。同时，PI层的形成还引起P-A-P复合薄膜介电常数的降低。另外，PI较低的介电常数也会引起P-A-P复合薄膜介电常数的下降[34]。介电损耗会将电介质电容器储存的电能转化为焦耳热，降低电介质薄膜的使用寿命和效率。图6(b)为ANFm和P-A-P复合薄膜介电损耗与频率的关系。可以看到，在频率范围内，随着PI溶液浓度的增加，P-A-P复合薄膜的介电损耗逐渐降低，表明PI层的形成有助于降低P-A-P复合薄膜服役过程中能量的损耗以及抑制热效应的形成。图6(c)为ANFm和P-A-P复合薄膜在频率范围内的交流电导率。ANFm和P-A-P复合薄膜的交流电导率均与测试频率呈良好的线性关系，表明其均具有优异的绝缘性能[35]。此外，10 Hz时，ANFm和P-A-P复合薄膜的交流电导率随着PI层厚度的增加不断下降，如样品的交流电导率从2.88×10−13 S/cm(ANFm)降至3.63×10−14 S/cm (P-A-P-7)，说明PI层的形成有助于进一步提升P-A-P复合薄膜的绝缘性能。
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图 6 ANFm和P-A-P复合薄膜的介电常数(a)、介电损耗(b)和电导率(c)；P-A-P-7在25℃和150℃下的介电常数(d)、介电损耗(e)和电导率(f)Figure 6. Dielectric constant (a), dielectric loss (b) and conductivity (c) of ANFm and P-A-P films; Dielectric constant (d), dielectric loss (e) and conductivity (f) of P-A-P-7 at 25℃ and 150℃此外，在25℃和150℃时对比分析了P-A-P-7的介电性能。在图6(d)中，P-A-P-7在150℃时的介电常数均高于25℃时的介电常数，尤其是在102~103 Hz范围内提升显著。这是由于随着温度的升高，从电极处注入的电子以及被束缚的电子热激发形成自由电子引起空间电荷极化强度增大；同时，PI和ANF分子链段的运动能力也随着温度的升高逐渐增加，进而增强了偶极子的取向极化。在图6(e)中，当频率低于104 Hz时，P-A-P-7的电导损耗在150℃时增加显著，这主要源于空间电荷的增加。在25℃时，电极处的电子无法越过电极/电介质间的界面势垒进入电介质，同时PI和ANF形成的电子-空穴对以及分子链间的氢键网络均会抑制空间电荷的迁移；但150℃时，电极处的电子吸收热能越过界面势垒，同时被电子-空穴对束缚的电荷热激发形成自由电子，引起电导损耗迅速增大。在图6(f)中，10 Hz时，P-A-P-7的电导率从25℃时的3.63×10−14 S/cm增加至150℃时的1.45×10−12 S/cm，也进一步表明高温下漏电流密度的增加。但需要指出的是，虽然P-A-P-7在150℃时介电损耗和电导率均有所增大，但依然保持在较低的范围，满足电介质薄膜的使用要求。
3. 结 论
本文基于芳纶纳米纤维薄膜(ANFm)和聚酰亚胺(PI)溶液，采用浸渍提拉法构筑了具有三明治结构的全有机PI-ANFm-PI (P-A-P)复合薄膜，并研究了宽温域内P-A-P复合薄膜的击穿强度、电导损耗和介电性能，主要结论如下：
(1) ANFm表面粗糙度的降低以及PI与ANF形成的电子-空穴对有助于降低P-A-P复合薄膜的漏电流密度，减低电导损耗；
(2)随着PI浓度的增加以及内部漏电流密度的降低，P-A-P复合薄膜的在25℃和150℃下的击穿强度达411.6 MV/m和350.7 MV/m，较ANF薄膜分别提升了58.4%和44.7%；
(3) PI层的形成提升了P-A-P复合薄膜的介电稳定性，并且介电损耗随着PI溶液浓度的增加逐渐降低，绝缘性能随着PI溶液浓度的增加逐渐增大。
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图 3 四点弯曲试件及装置示意图(单位：mm)
Figure 3. Four-point bending specimen and device diagram (Unit: mm)
1—Specimen; 2—Steel plate and clamping device; 3—Displacement sensors; F—Load
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图 4 弯曲韧性指数计算示意图
Figure 4. Calculation diagram of toughness index
δ—Initial crack deflection
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图 5 RCF荷载-挠度曲线初裂点计算示意图
Figure 5. Determination diagram of initial crack point of RCF load-deflection curve
Mmax—Point of peak load; M0.2, M0.5, M0.8—Point with 20%, 50%, 80% of peak load; A—Point of initial cracking load; B—Initial crack displacement; l—Fitting straight line
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图 6 NC和RCF混凝土(RCFC)典型弯曲破坏形态
Figure 6. Typical flexural failure form of NC and RCF concrete (RCFC)
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图 9 RCF掺量和弯曲韧性指数的关系
Figure 9. Relationship between RCF mass content and toughness index
I5, I10, I20—Flexural toughness index at 3δ, 5.5δ and 10.5δ
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图 11 RCFC等效弯曲强度和弯曲韧性比
Figure 11. Equivalent flexural strength and flexural toughness ratio of RCFC
表 1 回收碳纤维性能参数
Table 1 Properties of RCFs
Fiber Length L/
mmRecycling
methodAdhesive
Yes or NoDiameter/
μmDensity/
(g·cm−3)Tensile
strength/MPaTensile
modulus/GPaCarbon
content/wt%RCF-A 6, 12, 18 Direct cutting Yes 5.83 1.78 3536 230 95.0 RCF-B 6, 12, 18 Heat treatment No 7.28 1.80 3474 230 91.3 RCF-C 6, 12, 18 Direct cutting Yes 7.28 1.79 2866 230 92.8 
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表 2 试件编号及配合比
Table 2 Number and mix proportion of specimens
Sample No. RCF parameter Sample No. RCF parameter Type Content/wt% Length/mm Type Content/wt% Length/mm Normal concrete (NC) — — — RCF-B0.5%-L12 B 0.5 12 RCF-A0.5%-L6 A 0.5 6 RCF-B1.0%-L12 B 1.0 12 RCF-A0.5%-L12 A 0.5 12 RCF-B1.5%-L12 B 1.5 12 RCF-A0.5%-L18 A 0.5 18 RCF-B1.5%-L6 B 1.5 6 RCF-A1.0%-L6 A 1.0 6 RCF-B1.5%-L18 B 1.5 18 RCF-A1.0%-L12 A 1.0 12 RCF-C0.5%-L12 C 0.5 12 RCF-A1.0%-L18 A 1.0 18 RCF-C1.0%-L12 C 1.0 12 RCF-A1.5%-L6 A 1.5 6 RCF-C1.5%-L12 C 1.5 12 RCF-A1.5%-L12 A 1.5 12 RCF-C1.5%-L6 C 1.5 6 RCF-A1.5%-L18 A 1.5 18 RCF-C1.5%-L18 C 1.5 18
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表 3 参数拟合结果及RCFC弯曲强度预测情况
Table 3 Parameter fitting results and flexural strength prediction of RCFC
Parameter fitting results Conversion coefficient of dosage k Adhesion coefficient of RCF ατ Influence factor of porosity β Enhancement factor γ 1.3078 84.7983 0.5816 0.9273 Measured and predicted values of bending strength No. Porosity/% Measured value/MPa Predicted value/MPa RCF-A1.5%- L 6 12.67 6.30 6.27 RCF-A1.5%-L12 12.26 6.26 6.32 RCF-A0.5%-L18 10.85 6.92 6.92 RCF-A1.0%-L18 12.38 6.35 6.35 RCF-A1.5%-L18 13.09 6.40 6.37
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[1] SUN Z, LUO Y, CHEN C, et al. Mechanical enhancement of carbon fiber-reinforced polymers: From interfacial regulating strategies to advanced processing technologies[J]. Progress in Materials Science, 2024, 142: 101221. DOI: 10.1016/j.pmatsci.2023.101221
[2] 杨强, 刘洪新, 何端鹏, 等. 高导热沥青基碳纤维复合材料在航天器中的应用现状及展望[J]. 材料导报, 2024, 38(1): 216-223. YANG Qiang, LIU Hongxin, HE Duanpeng, et al. Application status and prospect of high thermal conductivity pitch-based carbon fiber composites in spacecraft[J]. Materials Reports, 2024, 38(1): 216-223(in Chinese).
[3] 李成良, 杨超, 倪爱清, 等. 复合材料在大型风电叶片上的应用与发展[J]. 复合材料学报, 2023, 40(3): 1274-1284. LI Chengliang, YANG Chao, NI Aiqing, et al. Application and development of composite materials in large-scale wind turbine blade[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2023, 40(3): 1274-1284(in Chinese).
[4] 肖守讷, 江兰馨, 蒋维, 等. 复合材料在轨道交通车辆中的应用与展望[J]. 交通运输工程学报, 2021, 21(1): 154-176. XIAO Shouna, JIANG Lanxin, JIANG Wei, et al. Application and prospect of composite materials in rail transit vehicles[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2021, 21(1): 154-176(in Chinese).
[5] 吴杭姿, 许国文, 杨燕, 等. 碳纤维增强复合材料土木工程应用新进展[J]. 建筑结构, 2023, 53(S1): 1548-1555. WU Hangzi, XU Guowen, YANG Yan, et al. Review on CFRP applications in civil engineering[J]. Building Structure, 2023, 53(S1): 1548-1555(in Chinese).
[6] MERLI R, PREZIOSI M, ACAMPORA A, et al. Recycled fibers in reinforced concrete: A systematic literature review[J]. Journal of Cleaner Production, 2020, 248: 119207. DOI: 10.1016/j.jclepro.2019.119207
[7] RADEMACKER T. Challenges in CFRP recycling[R]. Berlin: Breaking & Sifting-Expert Exchange on the End-of-life of Wind Turbines, 2018: 24-25.
[8] 张少辉, 王艳, 牛荻涛. 废旧纤维在水泥基材料中的应用研究进展[J]. 材料导报, 2020, 34(23): 23042-23050. DOI: 10.11896/cldb.19070105 ZHANG Shaohui, WANG Yan, NIU Ditao. Research progress of the application of waste fiber in cement-based materials[J]. Materials Reports, 2020, 34(23): 23042-23050(in Chinese). DOI: 10.11896/cldb.19070105
[9] LEFEUVRE A, GARNIER S, JACQUEMIN L, et al. Anticipating in-use stocks of carbon fiber reinforced polymers and related waste flows generated by the commercial aeronautical sector until 2050[J]. Resources, Conservation and Recycling, 2017, 125: 264-272. DOI: 10.1016/j.resconrec.2017.06.023
[10] ZHAO C, WANG Z, ZHU Z, et al. Research on different types of fiber reinforced concrete in recent years: An overview[J]. Construction and Building Materials, 2023, 365: 130075. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2022.130075
[11] GUO H, JIANG L, TAO J, et al. Influence of a hybrid combination of steel and polypropylene fibers on concrete toughness[J]. Construction and Building Materials, 2021, 275: 122132. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2020.122132
[12] MUTHUKUMARANA T V, ARACHCHI M A V H M, SOMARATHNA H M C C, et al. A review on the variation of mechanical properties of carbon fibre-reinforced concrete[J]. Construction and Building Materials, 2023, 366: 130173. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2022.130173
[13] 王春生, 张洋, 段兰. 共聚甲醛纤维超高性能水泥基复合材料抗弯性能试验[J]. 复合材料学报, 2024, 41(1): 373-382. WANG Chunsheng, ZHANG Yang, DUAN Lan. Flexural performance of ultra-high performance fiber reinforced cementitious composite material doped with copolymer formaldehyde fiber[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2024, 41(1): 373-382(in Chinese).
[14] CHEN L, CHEN Z, XIE Z, et al. Recent developments on natural fiber concrete: A review of properties, sustainability, applications, barriers, and opportunities[J]. Developments in the Built Environment, 2023, 16: 100255. DOI: 10.1016/j.dibe.2023.100255
[15] 陈聪聪, 吴泽媚, 胡翔, 等. 钢纤维形状和养护制度对超高性能混凝土强度及韧性的影响[J]. 材料导报, 2024, 38(15): 23030088. CHEN Congcong, WU Zemei, HU Xiang, et al. Influence of steel fiber shape and curing system on strength and toughness of UHPC[J]. Materials Reports, 2024, 38(15): 23030088(in Chinese).
[16] 苏骏, 钱维民. 超低温作用对超高韧性水泥基复合材料抗弯性能的影响[J]. 复合材料学报, 2022, 39(6): 2844-2854. SU Jun, QIAN Weimin. Effect of ultra-low temperature on flexural behavior of ultra-high toughness cementitious composites[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2022, 39(6): 2844-2854(in Chinese).
[17] 孟博旭, 许金余, 彭光. 纳米碳纤维增强混凝土抗冻性能试验[J]. 复合材料学报, 2019, 36(10): 2458-2468. MENG Boxu, XU Jinyu, PENG Guang. Anti-freeze performance test of nano carbon fiber reinforced concrete[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2019, 36(10): 2458-2468(in Chinese).
[18] 苏骏, 黄福, 王淞波, 等. 低温作用下改性骨料-钢纤维再生混凝土弯曲性能试验[J]. 复合材料学报, 2024, 41(2): 884-897. SU Jun, HUANG Fu, WANG Songbo, et al. Experimental study on bending properties of modified aggregate-steel fibre recycled concrete under low temperature[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2024, 41(2): 884-897(in Chinese).
[19] 曾伟, 丁一宁. 结构型纤维对混凝土弯曲韧性和裂缝表面形态的影响[J]. 复合材料学报, 2020, 37(9): 2303-2313. ZENG Wei, DING Yining. Effect of macro fibers on flexural toughness and crack surface topography of concrete[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2020, 37(9): 2303-2313(in Chinese).
[20] SAFIUDDIN M, YAKHLAF M, SOUDKI K A. Key mechanical properties and microstructure of carbon fibre reinforced self-consolidating concrete[J]. Construction and Building Materials, 2018, 164: 477-488. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2017.12.172
[21] FANECA G, SEGURA I, TORRENTS J M, et al. Development of conductive cementitious materials using recycled carbon fibres[J]. Cement and Concrete Composites, 2018, 92: 135-144. DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2018.06.009
[22] ZHOU Z, ZHAO B, LONE U A, et al. Experimental study on mechanical properties of shredded prepreg carbon cloth waste fiber reinforced concrete[J]. Journal of Cleaner Production, 2024, 436: 140456. DOI: 10.1016/j.jclepro.2023.140456
[23] DE SOUZA ABREU F, RIBEIRO C C, DA SILVA PINTO J D, et al. Influence of adding discontinuous and dispersed carbon fiber waste on concrete performance[J]. Journal of Cleaner Production, 2020, 273: 122920. DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.122920
[24] AKBAR A, LIEW K M. Influence of elevated temperature on the microstructure and mechanical performance of cement composites reinforced with recycled carbon fibers[J]. Composites Part B: Engineering, 2020, 198: 108245. DOI: 10.1016/j.compositesb.2020.108245
[25] WANG Y, ZHANG S, LUO D, et al. Effect of chemically modified recycled carbon fiber composite on the mechanical properties of cementitious mortar[J]. Composites Part B: Engineering, 2019, 173: 106853. DOI: 10.1016/j.compositesb.2019.05.064
[26] 王艳, 全志平, 张少辉. 回收碳纤维对高强水泥基材料力学性能与导电性能的影响[J]. 硅酸盐学报, 2023, 51(5): 1332-1343. WANG Yan, QUAN Zhiping, ZHANG Shaohui. Effects of recycled carbon fibers on mechanical property and conductivity of high-strength cement-based material[J]. Journal of the Chinese Ceramic Society, 2023, 51(5): 1332-1343(in Chinese).
[27] 国家市场监督管理总局. 水泥混凝土和砂浆用合成纤维: GB/T 21120—2018[S]. 北京: 中国标准出版社, 2018. State Administration for Market Regulation. Synthetic fibres for cement concrete and mortar: GB/T 21120—2018[S]. Beijing: Standards Press of China, 2018(in Chinese).
[28] BHANDARI M, NAM I W. A critical review on the application of recycled carbon fiber to concrete and cement composites[J]. Recycling, 2024, 9(1): 17. DOI: 10.3390/recycling9010017
[29] 中国工程建设标准化协会. 纤维混凝土试验方法: CECS 13—2009[S]. 北京: 中国计划出版社, 2009. China Engineering Construction Standardization Association. Standard test methods for fiber reinforced concrete: CECS 13—2009[S]. Beijing: China Planning Press, 2009(in Chinese).
[30] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 纤维混凝土应用技术规程: JGJ/T 221—2010[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2010. Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People's Republic of China. Technical specification for application of fiber reinforced concrete: JGJ/T 221—2010[S]. Beijing: China Architecture & Building Press, 2010(in Chinese).
[31] ASTM Internation. Standard test method for flexural toughness and first-crack strength of fiber reinforced concrete (using beam with third-point loading): ASTM C1018[S]. West Conshohocken: ASTM Internation, 1997.
[32] JSCE. Method of test for flexural strength and flexural toughness of steel fiber reinforced concrete: JSCE-SF4[S]. Tokyo: Japan Concrete Institute, 1984.
[33] 陈维灯, 韩冬冬, 钟世云. 丁苯乳液和超高分子质量聚乙烯纤维对砂浆抗弯性能的影响[J]. 新型建筑材料, 2017, 44(2): 94-98. DOI: 10.3969/j.issn.1001-702X.2017.02.022 CHEN Weideng, HAN Dongdong, ZHONG Shiyun. Influences of SBR latex and UHMW-PE fiber on bending properties of mortar[J]. New Building Materials, 2017, 44(2): 94-98(in Chinese). DOI: 10.3969/j.issn.1001-702X.2017.02.022
[34] 鲍聪, 赵晓钦, 樊伟, 等. 再生PET塑料骨料砂浆的弯曲韧性及阻尼特性[J]. 复合材料学报, 2023, 40(4): 2343-2354. BAO Cong, ZHAO Xiaoqin, FAN Wei, et al. Flexural toughness and damping property of recycled PET plastic aggregate mortar[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2023, 40(4): 2343-2354(in Chinese).
[35] 史占崇, 苏庆田, 邵长宇, 等. 粗骨料UHPC的基本力学性能及弯曲韧性评价方法[J]. 土木工程学报, 2020, 53(12): 86-97. SHI Zhanchong, SU Qingtian, SHAO Changyu, et al. Basic mechanical behavior and flexural toughness evaluation method of coarse aggregate UHPC[J]. China Civil Engineering Journal, 2020, 53(12): 86-97(in Chinese).
[36] 邓宗才, 薛会青. 混杂纤维增强超高性能混凝土弯曲韧性[J]. 哈尔滨工程大学学报, 2023, 44(8): 1288-1294. DOI: 10.11990/jheu.202109043 DENG Zongcai, XUE Huiqing. Flexural toughness of hybrid fiber-reinforced ultra-high performance concrete[J]. Journal of Harbin Engineering University, 2023, 44(8): 1288-1294(in Chinese). DOI: 10.11990/jheu.202109043
[37] 王艳, 高腾翔, 张少辉, 等. 不同形态回收碳纤维水泥基材料力学与导电性能[J]. 材料导报, 2024, 38(9): 23010043. DOI: 10.11896/cldb.23010043 WANG Yan, GAO Tengxiang, ZHANG Shaohui, et al. Mechanical and electrical properties of recycling carbon fiber cement-based materials with different forms[J]. Materials Reports, 2024, 38(9): 23010043(in Chinese). DOI: 10.11896/cldb.23010043
[38] WAQAR A, KHAN M B, AFZAL M T, et al. Investigating the synergistic effects of carbon fiber and silica fume on concrete strength and eco-efficiency[J]. Case Studies in Construction Materials, 2024, 20: e02967. DOI: 10.1016/j.cscm.2024.e02967
[39] LI H, ZHAO D, LIEBSCHER M, et al. An experimental and numerical study on the age depended bond-slip behavior between nano-silica modified carbon fibers and cementitious matrices[J]. Cement and Concrete Composites, 2022, 128: 104416. DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2022.104416
[40] 丁聪, 任金明, 王永明, 等. 高延性水泥基复合材料用短切PVA纤维的长度优选研究[J]. 材料导报, 2023, 37(13): 253-260. DING Cong, REN Jinming, WANG Yongming, et al. Study on PVA fiber length optimization for high ductility cementitious composites[J]. Materials Reports, 2023, 37(13): 253-260(in Chinese).
[41] MIAH M J, PEI J, KIM H, et al. Role of fiber dosages and lengths on the mechanical strength, shrinkage, and pore structure of CO2-cured amorphous metallic-fiber-reinforced belite-rich cement composites[J]. Journal of Building Engineering, 2023, 79: 107752. DOI: 10.1016/j.jobe.2023.107752
[42] WANG T, XU J, BAI E, et al. Research on a sustainable concrete synergistic reinforced with carbon fiber and carbon nanofiber: Mechanical properties, durability and environmental evaluation[J]. International Journal of Hydrogen Energy, 2023, 48(90): 35366-35386. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2023.05.234
[43] 刘美业, 龚思雨, 曹志远, 等. 钢-聚乙烯醇纤维混凝土力学性能与孔结构研究[J]. 工业建筑, 2023, 53(S1): 623-628. LIU Meiye, GONG Siyu, CAO Zhiyuan, et al. Study on mechanical properties and pore structure of steel-polyvinyl alcohol fiber reinforced concrete[J]. Industrial Construction, 2023, 53(S1): 623-628(in Chinese).
[44] 李福海, 刘耕园, 刘梦辉, 等. 纤维协同效应下超高性能混凝土的弯曲性能[J]. 同济大学学报(自然科学版), 2023, 51(12): 1835-1844. DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.23102 LI Fuhai, LIU Gengyuan, LIU Menghui, et al. Flexural properties of ultra-high performance concrete under fiber synergistic effect[J]. Journal of Tongji University (Natural Science), 2023, 51(12): 1835-1844(in Chinese). DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.23102
[45] NAAMAN A E, REINHARDT H W. Proposed classification of HPFRC composites based on their tensile response[J]. Materials and Structures, 2006, 39(5): 547-555.
-
期刊类型引用(1)
1. 刘晓军，战丽，邹爱玲，李志坤，赵俨梅，王绍宗. 纤维增强复合材料层间增韧技术研究进展. 复合材料科学与工程. 2022(01): 117-128 . 
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目的
随着碳纤维增强复合材料(CFRP)的广泛应用，其在全周期服役过程中产生的废弃物数量巨大，将经切割和热处理等方式CFRP获得的回收碳纤维(RCF)用于制备混凝土是实现CFRP固废回收利用的有效方式。本文利用RCF制备回收纤维混凝土(RCFC)，探索不同形态RCF的掺量和长度对RCFC弯曲性能的影响。
方法本文选取三种不同处理工艺的短切RCF，研究不同形态RCF的掺量和长度对RCFC弯曲性能的影响。基于20组四点弯曲试验结果，分析RCFC破坏形态、荷载-挠度曲线和弯曲强度的变化规律。通过弯曲韧性指数、等效弯曲强度和弯曲韧性比等三项指标，评价RCFC的弯曲韧性变化规律，并基于现有计算方法，提出了新的四点弯曲试验初裂点计算方法。为分析增韧机制，通过SEM分析纤维-基体界面黏结和RCFC失效模式；通过MIP测得的孔隙率分析RCF对弯曲强度的影响，并基于纤维混凝土复合材料理论提出考虑孔隙率的预测公式。
结果①破坏形式与荷载-挠度曲线：掺有RCF的试件受荷破坏则具有一定的延性，结合受力过程，RCFC荷载-挠度曲线可分为三个阶段：线性上升段、非线性上升段和非线性下降段；②弯曲强度：掺入适量的RCF后，RCFC弯曲强度得到不同程度的增强，与基准组弯曲强度相比，RCF-A、RCF-B、RCF-C的最大增幅分别为31.4%、38.67%、16.75%；③弯曲韧性指数：随着RCF掺量的增加，、、呈逐渐上升趋势，1.5%RCF掺量的试件明显表现出更高的弯曲韧性；④等效弯曲强度：对比三种RCFC的等效弯曲强度，明显RCF-A性能最佳，RCF-C的等效弯曲强度最小；⑤对于弯曲韧性比而言，其影响规律受RCF表面形貌的影响，对于RCF-A和RCF-B，弯曲韧性比随RCF掺量的增加而增大，随RCF长度的增加表现为先增加后略微下降，其中，RCF-A1.5%-D12的弯曲韧性比最高，为0.64；⑥微观结构：三种RCF均存在拔出、拔断的破坏形式，部分RCF还存在先拔出后拔断的情况；⑦孔隙率：相较于基准组孔隙率，RCF的掺入使得孔隙率降低，最高降幅20.14%，且本文提出的预测公式拟合优度0.983。
结论掺入RCF可改善混凝土弯曲性能和提高弯曲韧性。经热处理等回收方式获得的RCF具有不同表面形态，并直接对弯曲性能产生影响。掺入RCF可改善试件破坏形态，起到阻碍微裂缝发展的作用，延缓破坏过程。随RCF的掺入，RCFC弯曲强度均得到提升，RCF形态对弯曲强度的影响明显。受RCF形态影响，RCF掺量和RCF长度对弯曲强度的影响规律不同。就弯曲韧性而言，RCF-A弯曲韧性指数最高。随着RCF掺量的增加，、、逐渐增加；随着RCF长度的增加，、、有先上升后下降的趋势。RCF表面形貌对于等效弯曲强度和弯曲韧性比的影响较大。RCF试件孔隙率均低于基准组，RCFC孔隙率随RCF掺量增加而增加，随RCF长度的增加而先降低后增加。本文提出的初裂点确定方法和RCFC弯曲强度预测公式可为相关研究提供参考。
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随着碳纤维增强复合材料的市场开拓和广泛应用，其生产服役过程中产生的固体废弃物数量日益庞大。传统处理工艺无法满足双碳要求，而制备回收碳纤维混凝土(RCFC)不仅可以解决废弃碳纤维回收利用问题，还可有效降低纤维混凝土制品成本，但当前对于不同形态回收碳纤维(RCF)影响混凝土弯曲性能的机制并不清晰，限制了RCFC的推广应用。
本文选取了三种不同厂家的短切RCF，按不同掺量和长度的RCF掺入混凝土中，对RCFC破坏形态、荷载-挠度曲线和弯曲强度进行了分析，并通过弯曲韧性指数、等效弯曲强度和弯曲韧性比进行了弯曲韧性评价，发现掺入RCF后可实现弯曲性能的改善(RCF-A、RCF-B、RCF-C试件的弯曲强度最大增幅分别为31.4%、38.67%、16.75%)，但不同RCFC的增韧效果、影响规律存在明显差异，相较于RCF掺量和长度，RCF形态对弯曲强度和弯曲韧性的影响更大，这和RCF表面形态直接相关。SEM和MIP结果表明，RCF的增韧除了因为提供可靠的RCF-基体黏结力外，还因为RCF可以改善基体微观结构，降低基体孔隙率(降低率3.64%-20.14%)。为准确计算弯曲韧性相关指标，本文还提出了基于特征点的初裂点确定方法，该方法计算简便结果可靠。基于RCFC弯曲荷载组成，提出了考虑孔隙率、RCF-基体黏结作用、RCF掺量与长度等参数的弯曲强度预测公式，预测效果良好(拟合优度0.983)。
RCF-A试件受弯荷载-挠度曲线
RCFC等效弯曲强度和弯曲韧性比
计量
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