Mineralisch getränkte Carbonfasern (MCF) stellen eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Stahlbewehrung in Beton dar. Für eine effiziente industrielle Herstellung von MCF muss eine ausreichende Verarbeitungszeit für die Imprägniersuspension gewährleistet sein. In der vorliegenden Untersuchung wurde zu diesem Zweck ein aus Metakaolin hergestelltes Geopolymer (GP) entwickelt und getestet. Die Tränkung von Carbonfasergarnen wurde kontinuierlich und automatisiert durchgeführt. Anschließend wurden die MCF bei 75 °C wärmebehandelt, um die Reaktionsprozesse zu beschleunigen. Die mechanische Leistung von MCF nahm im Verlauf des Aushärtungsprozesses von 2 auf 8 Stunden allmählich zu, was auf das größere Ausmaß der Geopolymerisation zurückzuführen ist. Bei einer solchen verlängerten Aushärtung zeigten thermogravimetrische und mikroskopische Analysen zwar eine stärkere 'reagierte' Mikrostruktur, aber auch einen höheren Gehalt an Hohlräumen. Nach 8-stündigen Erhitzen erreichten die Zugfestigkeit und der Young-Modul von MCF 2960 MPa bzw. 259 GPa, bezogen auf die Garnquerschnittsfläche.:Abstract
Schlagwörter
1. Einleitung
2. Experimentelles Programm
2.1. Materialien
2.2. Herstellung von MCF
2.3. Testen der Geopolymermatrix
2.4. Mechanische Prüfung von MCF
2.5. Morphologische Charakterisierung
3. Ergebnisse und Diskussion
3.1. Charakterisierung der Geopolymermatrix
3.2. Hergestellte MCF mit Geopolymer und Wärmebehandlung bei 75 °C.
3.3. Chemische und morphologische Analyse
4. Schlussfolgerung
Erklärung des konkurrierenden Interesses
Literaturen / Mineral-impregnated, carbon fiber composites (MCF) are a promising alternative to conventional concrete reinforcements. For the efficient industrial production of MCF, sufficient processing time for the impregnation suspension must be ensured. In the present investigation, a metakaolin-made geopolymer (GP) has been developed and tested for this purpose. The impregnation of carbon-fiber yarns was performed continuously and automated. Subsequently, the MCF were heat-treated at 75 °C to accelerate the reaction processes. The mechanical performance of MCF gradually increased in the advancement of the curing process from 2 to 8 h, which is attributed to the greater extent of geopolymerization. In such extended curing, thermogravimetric and microscopic analysis showed indeed a more “reacted” microstructure but also a higher content of voids. After heating for 8 h, the tensile strength and Young's modulus of MCF reached 2960 MPa and 259 GPa, respectively, when related to the yarn cross-sectional area.:Abstract
Schlagwörter
1. Einleitung
2. Experimentelles Programm
2.1. Materialien
2.2. Herstellung von MCF
2.3. Testen der Geopolymermatrix
2.4. Mechanische Prüfung von MCF
2.5. Morphologische Charakterisierung
3. Ergebnisse und Diskussion
3.1. Charakterisierung der Geopolymermatrix
3.2. Hergestellte MCF mit Geopolymer und Wärmebehandlung bei 75 °C.
3.3. Chemische und morphologische Analyse
4. Schlussfolgerung
Erklärung des konkurrierenden Interesses
Literaturen
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:82432 |
| Date | 28 November 2022 |
| Creators | Zhao, Jitong, Liebscher, Marco, Michel, Albert, Junger, Dominik, Trindade, Ana Carolina Constâncio, Silva, Fláviode Andrade, Mechtcherine, Viktor |
| Publisher | Elsevier |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | English |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:article, info:eu-repo/semantics/article, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 0958-9465, 103898, 10.1016/j.cemconcomp.2020.103898, info:eu-repo/grantAgreement/Europäisch Sozialfond/Richtlinie des Sächsischen Staatsministeriums für Wissenschaft und Kunst zur Förderung von aus dem Europäischen Sozialfonds mitfinanzierten Vorhaben in den Bereichen Hochschule und Forschung im Freistaat Sachen für die Förderperiode 2014 bis 2020/100380876//Anorganisch getränkte Carbonfaserbewehrung auf Basis von Geopolymersuspensionen/LIP/KAKO2019_TUD |
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