水泥基复合材料.pptVIP

6.影响纤维增强效果的因素纤维增强水泥基复合材料的增强效果的影响因素有：纤维性能参数，水泥基体性能参数（水泥、配合比等）及外界环境介质等，其中以纤维性能参数对黏结强度的影响最大。近三十年来，国内外的学者从试验测试和利用计算机树脂模拟技术建立界面力学模型两个方面对此进行了大量的研究，得出纤维增强效果的表达式为：主要体现在纤维的弹性模量的差异上，高弹性模量的纤维，如碳纤维、芳族聚酰胺纤维等，因其与基体有着较高的弹性模量比值，当纤维与水泥基体联合受力时，有利于应力从基体向纤维的传递，从而有效地拟制裂缝的扩展，增大黏结强度.（1）纤维种类的影响同时高弹性模量的纤维一般又都有较小的泊松比，在拔出过程中，纤维不易发生伸长变形，而且水泥基体中也有紧缩的趋势，则增大了纤维拔出阻力，体现出比低弹性模量合成纤维如聚丙烯纤维、尼龙纤维等具有更好的黏结性能.使用连续的长纤维时，因纤维与水泥基体的黏结较好，故可充分发挥纤维的增强作用。使用短纤维时，长径比大的纤维增强增韧以及阻裂效果较为明显，这主要是因为在同样的黏结强度下，长径比大的纤维与基体接触面积也大，从而提高黏结性能。(2)纤维长度和长径比的影响在工程应用中应选择合适的长径比，长径比太小，由于黏结面积小，易于从基体中拔出而破坏；长径比太大，易导致纤维拌和不均匀，而且拌和工作性下降，影响工程质量。(3)纤维体积率的影响体积率表示在单位体积的纤维增强水泥基复合材料中纤维所占有的体积分数;用各种纤维制成的纤维增强水泥基复合材料有一临界纤维体积率，当纤维的实际体积率大于临界体积率时，复合材料的抗拉强度才得以提高。(4)纤维形状与表面状况的影响

纤维形状不同指纤维截面形状和表面形状不同，此时纤维与基体的接触面积不同，界面黏结强度也不同。例如，截面长宽比为5的矩形纤维表面积却是相同体积正方形截面的1.35倍，则理论上讲界面粘结力也应是正方形截面的1.35倍。纤维的外形、表面粗糙度及表面质量对黏结性能的影响也很大。表面光滑，与基体黏结强度差，可通过改变其外形以增加粘结强度。例如当纤维表面凹凸不平，纤维与基体界面形成较强的机械咬合力。除了纤维性能参数对纤维与水泥基体界面黏结性能有重要的影响外，其他诸如水泥基体性能、外界环境介质也会对界面黏结性能产生十分明显的影响。7.纤维增强水泥基复合材料的成型工艺纤维增强水泥基复合材料，无论在用途上，还是制作方法上，都是处于开发的新材料。这里以玻璃纤维为例来介绍纤维增强水泥的成型工艺。玻璃纤维增强水泥的成型工艺有：1.直接喷射法2.喷射脱水法3.预混料浇铸法4.压力法5.离心成型法（1）直接喷射法把细骨料和水泥以及若干量的外加剂以一定比例进行混合，制成水泥砂浆，经泵压送，用喷枪喷到模具上。同时，操作者手持喷射设备一边用粗纱切割器把耐碱玻璃纤维精纱切成规定的长度(纤维的长度一般为12—50mm，含量为3％—5％)，一边重复水泥砂浆的喷吹途径直接将玻璃纤维喷射到模具上而成型的。这种成型方法的关键是玻璃纤维的均匀分散，以及喷射砂浆的脱泡和厚度的均匀性。这是最常用的成型方法。直接喷射法流程直接喷射法示意图（2）喷射脱水法砂浆和玻璃纤维同时往模具上喷射的机理与直接喷射法相同。但它是把坡璃纤维增强水泥喷射到一个带有减压装置的开孔台上，开孔台铺有滤布。喷射完后，进行减压，通过滤纸或滤布，把玻璃纤维增强水泥中的剩余水分脱掉。这种方法是成型水灰比低的高强度板状玻璃纤维增强水泥的方法。喷射脱水法的流程用喷射脱水法制作的制品，比直接喷射制品强度高，但制品形状仅限于以板状或异形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。水泥、砂子、水、外加剂和切成适当长度的耐碱玻璃纤维(短切纤维)在搅拌机中混合成预混料，然后不断地注入到振动着的模具里进行成型。用这种方法可以成型厚壁的制品。但耐碱玻璃纤维在搅拌机中容易损伤，而且由于纤维的配向是三维无规的，因此，增强效果下降，在物性方面不如喷射法的制品。在实际应用中，主要用于制造不太要求强度的小件异形制品。连续预混料浇铸法目前也在开发中。（3）预混料浇铸法预混料浇铸工序（4）压力法预混料注入到模具里后，加压除去剩余水分，及时脱模．可以提高生产率，并能获得良好的表面尺寸精度。这种方法的要点是在加压时，根据玻璃纤维增强水泥预混料的配比来选定流动性和剩余水的脱水方法。使用这种方法制造的制品，因形状和强度的原因，使用范围有限。（5）离心成型法与混凝土管的离心成型相同，在旋转的管状模具中喷入玻璃纤维和水泥浆。该法能够控制纤维的方向性，使它有效地作用到管子的结构强度上、而且在厚度方向上可以改变纤维量。8.纤维增强水泥