11.水泥基复合材料教程.pptVIP

11.水泥基复合材料;一、水泥的定义 凡细磨成粉末状，加入适量水后成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石等散粒或纤维材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称为水泥。; 水泥发展应用历史 原始意义的水泥：罗马时期（万神庙） 使用的石灰和火山灰的混合物 ;现代意义的水泥： 1824年英国人J.阿斯普丁用石灰石和粘土烧制成水泥，硬化后的颜色与英格兰岛上波特兰地方用于建筑的石头相似，被命名为波特兰水泥（ 1824，Portland Cement ），并取得了专利权。 当代水泥：多品种、多用途;二、水泥的制造方法和主要成分;江西亚东水泥厂鸟瞰;浙江尖峰水泥厂鸟瞰;水泥使用经过两个过程： 凝结 硬化 凝结硬化的概念： 具有流动性的浆体失去塑性的过程称凝结； 失去塑性的浆体逐渐具有强度的过程称硬化。;水泥＋水 水泥浆 水化产物 失去塑性 强度 （搅拌） （水化） （凝结） （硬化） 水泥石;水泥的初凝时间不宜过早，以便施工时有充分时间搅拌、运输、浇注和砌筑等操作；否则在施工前已失去流动性和塑性而无法施工。 水泥的终凝不宜过迟，以便施工完毕后尽快硬化，达到一定的强度，以利于下一步施工工艺的进行；否则将延长施工进度和模板的周转率。 指标：初凝时间不得早于45min，终凝不得迟于390min; 普通水泥凝结过程是几个小时，而硬化过程经180天后还在继续着。 水泥颗粒之间的水与水泥发生水化反应生成水化物，水化物为硬化物的主体。 水泥的强度是由这些水化物不留间隙地充填了空隙而得到增强。 需要注意的是如果有多余水份，则蒸发会产生空隙。;一、混凝土 由胶凝材料、水和粗细骨料按适当比例拌和均匀，经浇捣成型后硬化而成。 不加特指，一般即认为是水泥混凝土，即以水泥石为基体，以砂石等散粒材料为增强材料的复合材料（水泥基复合材料）。;混凝土的构成 ;二、纤维增强水泥复合材料; 用于增强水泥基复合材料的纤维品种很多，主要有： 钢纤维、石棉纤维、天然纤维和合成纤维、玻璃纤维。;钢纤维增强水泥基材料 ;石棉纤维增强水泥基材料 ;天然纤维增强水泥基材料 ;将天然纤维涂覆疏水保护剂或采用低碱性基体的方法，来解决天然纤维增强水泥基材料的耐久性问题效果有一定的改善，但最终结果仍不甚令人满意。 因此，如何提高天然纤维耐碱性，提高天然纤维增强水泥基材料的耐久性将是未来研究的重要领域。 ;玻璃纤维增强水泥基材料 ; 由于提高抗碱玻璃纤维的抗碱能力有一定限度，为确保GRC的长期耐久性，应尽量降低水泥基体的碱度。迄今为止，国际上采取的技术路线基本上有下列两条： ;(2)使用专门制造的低碱度水泥: 例如中国建筑材料科学研究院开发的硫铝酸盐型低碱度水泥(由无水硫铝酸钙、石灰石、无水石膏组成)，日本秩父水泥公司开发的CGC水泥(由无水硫铝酸钙、波特兰水泥、矿渣与石膏组成)。;（1） 基体的性能 水泥基体不仅是传递应力载荷，而且是受力的主体。 （2） 纤维与基体水泥间的相互作用 弹性模量匹配，热膨胀系数，界面反应，纤维之间的间距;三、纤维增强水泥的成型工艺;用这种方法，纤维在二维方向无规配向。因此，在制造时制品的形状、大小、厚度等自由度最大，通用性也最大，设备费用较便宜。;连续喷射脱水法示意图 ;其制品比直接喷射制品强度高，但制品形状仅限于板状或异性断面等的弯曲加工制造。 喷射脱水过程可通过机械化很容易进行连续操作。 ; 就是将水泥、沙子、水、外加剂和耐碱玻璃短切纤维在搅拌机中混合成预混料，然后不断注入到振动着的模具里进行成型。;;4、离心成型法;5、压力法;地震来袭，房屋倒塌;普通混凝土抗拉、抗弯曲强度低，导致墙体桥梁的断裂和倒塌。; ;11.3 聚合物改性混凝土;聚合物混凝土发展历史;破坏比较;一、聚合物浸渍混凝土;特点是：聚合物填充了水泥混凝土内部的孔隙和微裂缝 提高了水泥石与骨料间的黏结强度； 减少了应力集中； 使聚合物浸渍混凝土具有高强、密实、防腐、抗渗、耐磨、抗冲击等优良的力学性能。;性能：其抗压强度可提高2～4倍，一般为100～150Mpa，最高可达到260Mpa以上，抗拉强度可以提高到10～20Mpa，最高能达到240Mpa以上。 用途：要求高强度，高耐久性的特殊结构工程，如高压输气管、高压输液管、高压容器、海洋构筑物、原子能反应堆