详情

原文传递一种用于纳米压痕研究钢纤维水泥基材料中界面过渡区性能的试样制备方法

专利名称：	一种用于纳米压痕研究钢纤维水泥基材料中界面过渡区性能的试样制备方法
摘要：	本发明公开了一种用于纳米压痕研究钢纤维水泥基材料中界面过渡区性能的试样制备方法，包括考虑水灰比、钢纤维浇筑钢纤维水泥基砂浆试块；对经28天标准养护的试块进行切割；用环氧密封切割的小试样；对小试样表面进行打磨、抛光；用原子力显微镜观察小试样表面形貌，以检验小试样表面的平整度，决定是否可以进行纳米压痕试验。本发明专利技术提供了一整套用于制备采用纳米压痕研究钢纤维水泥基材料中界面过渡区性能试样的方法，对水泥基材料中界面过渡区性能的研究具有重要意义。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海海事大学
发明人：	王小惠;陈瑜;桂世杰
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-16T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910639323.8
公开号：	CN110361247A
代理机构：	上海互顺专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	成秋丽
分类号：	G01N1/32(2006.01);G;G01;G01N;G01N1
申请人地址：	201306 上海市浦东新区临港新城海港大道1550号
主权项：	1.一种用于纳米压痕研究钢纤维水泥基材料中界面过渡区性能的试样制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：准备配制水泥基材料的原材料，包括水泥、0-4mm和0-2mm砂子、石灰石粉、硅粉、钢纤维、减水剂和拌和水；水泥为普通硅酸盐水泥；硅粉中SiO2含量大于90％；石灰石粉中石灰含量为79.8％；0-4mm和0-2mm砂的细度模数分别为2.37和1.51；钢纤维为直径0.16mm、长13mm的直高碳钢纤维；减水剂中固含量为15％；对配制水泥基材料的水泥、0-4mm和0-2mm砂子、石灰石粉和硅粉，进行水泥、石灰石粉和硅粉的化学成分的测量；对0-4mm和0-2mm砂子，需确定其颗粒级配；步骤二：配制水胶比为0.3的砂浆，包括仅含钢纤维砂浆和含硅粉钢纤维砂浆；配制水胶比为0.5的砂浆，包括仅含钢纤维砂浆和含硅粉钢纤维砂浆；配制砂浆的步骤如下：将水泥基材料，即水泥、石灰石粉和/或硅粉，和砂子在低速下拌和1分钟；在随后的4分钟内，先加入一半的拌和水和减水剂，分小批量加入钢纤维，高速搅拌；再加入另一半拌和水；停止1分钟，将搅拌周围附着物刮入，静置5分钟；然后低速再拌和1分钟；对两种水胶比的仅含钢纤维砂浆和含硅粉钢纤维砂浆，注意水泥基材料，即水泥、石灰石粉和/或硅粉，和砂子应先拌和均匀；加入钢纤维时，应注意将钢纤维分小批量数次加入，以保证钢纤维比较均匀的分散在砂浆拌和物；加入全部减水剂和拌和水后，应将容器周围的附着物充分刮入到砂浆拌和物中，以保证原材料配合比不发生改变；以上砂浆拌和过程中，静置5分钟是为了让减水剂充分发挥作用；步骤三：用配制的水胶比为0.3和0.5的砂浆，分别浇筑40×40×160mm的长方体；24小时后拆模；并在20℃水中养护28天；步骤四：40×40×160mm宽×高×长的长方体在20℃水中养护28天后，沿长方体宽度、高度方向，分别切去两侧的外表面的10mm，得到20×20×160mm宽×高×长的长方体；在得到的长方体中间40mm区段，分别切割15×15×15mm宽×高×长的小立方体两个；将15×15×15mm小试样放置于圆柱形塑料盒中，注入配制好的环氧液体；环氧干燥成型后切割塑料盒，得到打磨、抛光的小试样；步骤五：对步骤四得到的小试样，采用粗磨、细磨和抛光的流程使得试样表面达到进行纳米压痕试验的平整度；先以水为润滑剂、采用1000目碳化硅耐水砂纸在半自动研磨机上粗磨20分钟；然后在全自动金相抛光研磨机上进行打磨、抛光；对0.3水胶比的两种钢纤维小试样，按照表1的步骤进行，包括所采用的打磨抛光材料、润滑剂和全自动金相抛光研磨机的参数设置，包括时间、每一个试样受的抓持力和转速；对0.5水胶比的两种钢纤维小试样，按照表2的步骤进行，包括所采用的打磨抛光材料、润滑剂和全自动金相抛光研磨机的参数设置，包括时间、每一个试样受的抓持力和转速；每次打磨抛光后均进行超声波清洗，并采用显微镜观察试件表面，以确保上一级划痕已被消除；步骤六：对打磨抛光结束后的小试样，采用原子力显微镜观察其表面形貌，以检验小试样表面的平整度是否可以进行纳米压痕试验；主要测定小试样中的钢纤维表面、水泥基基体表面和骨料表面的平整度；这里骨料即石子；若不满足，再重复步骤五一次；再采用原子力显微镜检验；若还不满足，该试样作废。表1 水胶比0.3两种钢纤维砂浆小试样的打磨、抛光流程表2 水胶比0.5两种钢纤维砂浆小试样的打磨、抛光流程
所属类别：	发明专利