水泥基复合材料.pdf

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1、1ContentContent第第第第IIII部分部分部分部分 复合材料分论复合材料分论复合材料分论复合材料分论第第第第5 5 5 5章章章章 水泥基复合材料水泥基复合材料水泥基复合材料水泥基复合材料25.1 5.1 5.1 5.1 引引引引言言言言混凝土混凝土混凝土混凝土(Concrete)(Concrete)水泥基复合材料水泥基复合材料水泥基复合材料水泥基复合材料(Cement matrix composites)(Cement matrix composites)纤维增强水泥（混凝土）基复合材料纤维增强水泥（混凝土）基复合材料纤维增强水泥（混凝土）基复合材料纤维增强水泥（混凝土）基复合材

2、料聚合物改性混凝土聚合物改性混凝土聚合物改性混凝土聚合物改性混凝土35.1.1 5.1.1 5.1.1 5.1.1 混凝土混凝土混凝土混凝土a.a.a.a.定义定义定义定义胶凝材料，水和粗、细骨料（集料）按适胶凝材料，水和粗、细骨料（集料）按适胶凝材料，水和粗、细骨料（集料）按适胶凝材料，水和粗、细骨料（集料）按适当比例拌和均匀，经浇捣成型后硬化而成。当比例拌和均匀，经浇捣成型后硬化而成。当比例拌和均匀，经浇捣成型后硬化而成。当比例拌和均匀，经浇捣成型后硬化而成。b.b.b.b.组成组成组成组成水泥，水，砂，石子水泥，水，砂，石子水泥，水，砂，石子水泥，水，砂，石子c.c.c.c.按强度等级划

3、分按强度等级划分按强度等级划分按强度等级划分标准条件下所测得的标准条件下所测得的标准条件下所测得的标准条件下所测得的28282828天抗压强度值划分天抗压强度值划分天抗压强度值划分天抗压强度值划分4水和水泥水和水泥水和水泥水和水泥形成水泥形成水泥形成水泥形成水泥浆，起胶浆，起胶浆，起胶浆，起胶结作用结作用结作用结作用砂和石子砂和石子砂和石子砂和石子为细、粗为细、粗为细、粗为细、粗骨料骨料骨料骨料5a.a.组成组成组成组成增强体：无机、有机、金属、陶瓷纤维（短切）增强体：无机、有机、金属、陶瓷纤维（短切）增强体：无机、有机、金属、陶瓷纤维（短切）增强体：无机、有机、金属、陶瓷纤维（短切）基体：（

4、混凝土或水泥）基体：（混凝土或水泥）基体：（混凝土或水泥）基体：（混凝土或水泥）b.b.影响因素影响因素影响因素影响因素基体性能（承受力）基体性能（承受力）基体性能（承受力）基体性能（承受力）组元的相互作用及性能的匹配性组元的相互作用及性能的匹配性组元的相互作用及性能的匹配性组元的相互作用及性能的匹配性c.c.目的目的目的目的提高耐拉伸能力（加大应变）提高耐拉伸能力（加大应变）提高耐拉伸能力（加大应变）提高耐拉伸能力（加大应变）5.1.2 5.1.2 5.1.2 5.1.2 纤维增强水泥基复合材料纤维增强水泥基复合材料纤维增强水泥基复合材料纤维增强水泥基复合材料6QQ：添加纤维比例低的原因所在

5、？添加纤维比例低的原因所在？添加纤维比例低的原因所在？添加纤维比例低的原因所在？75.1.3 5.1.3 5.1.3 5.1.3 聚合物改性混凝土聚合物改性混凝土聚合物改性混凝土聚合物改性混凝土聚合物浸渍混凝土聚合物浸渍混凝土聚合物浸渍混凝土聚合物浸渍混凝土聚合物混凝土聚合物混凝土聚合物混凝土聚合物混凝土把成型的混凝土构件抽真空后浸到单体中而后把成型的混凝土构件抽真空后浸到单体中而后把成型的混凝土构件抽真空后浸到单体中而后把成型的混凝土构件抽真空后浸到单体中而后加热，单体聚合形成聚合物加热，单体聚合形成聚合物加热，单体聚合形成聚合物加热，单体聚合形成聚合物以聚合物为结合料与砂石等骨料形成混凝土

6、以聚合物为结合料与砂石等骨料形成混凝土以聚合物为结合料与砂石等骨料形成混凝土以聚合物为结合料与砂石等骨料形成混凝土在水泥混凝土成型过程中掺加聚合物在水泥混凝土成型过程中掺加聚合物在水泥混凝土成型过程中掺加聚合物在水泥混凝土成型过程中掺加聚合物聚合物水泥混凝土聚合物水泥混凝土聚合物水泥混凝土聚合物水泥混凝土85.2 5.2 5.2 5.2 组组组组 元元元元纤维和基体之间有较厚的水膜层纤维和基体之间有较厚的水膜层纤维和基体之间有较厚的水膜层纤维和基体之间有较厚的水膜层改善途径：改善途径：改善途径：改善途径：降低水灰比与使用减水剂降低水灰比与使用减水剂降低水灰比与使用减水剂降低水灰比与使用减水剂掺

7、入填料（如硅灰等）掺入填料（如硅灰等）掺入填料（如硅灰等）掺入填料（如硅灰等）用聚合物作增强剂用聚合物作增强剂用聚合物作增强剂用聚合物作增强剂改进纤维的外形改进纤维的外形改进纤维的外形改进纤维的外形5.3 5.3 5.3 5.3 界界界界面面面面（略）（略）（略）（略）95.4 5.4 5.4 5.4 工工工工 艺艺艺艺5.4.1 5.4.1 混凝土的成型工艺混凝土的成型工艺混凝土的成型工艺混凝土的成型工艺a.a.a.a.混凝土的配合比设计混凝土的配合比设计混凝土的配合比设计混凝土的配合比设计配合比是指混凝土内各组成材料的配合比是指混凝土内各组成材料的配合比是指混凝土内各组成材料的配合比是指混

8、凝土内各组成材料的数量比例，表示方法：数量比例，表示方法：数量比例，表示方法：数量比例，表示方法：1 1 1 1）以每立方米混凝土中各种材料的）以每立方米混凝土中各种材料的）以每立方米混凝土中各种材料的）以每立方米混凝土中各种材料的质量表示；质量表示；质量表示；质量表示；2 2 2 2）以各种材料间的质量比例表示）以各种材料间的质量比例表示）以各种材料间的质量比例表示）以各种材料间的质量比例表示10水灰比、砂石比、浆集比水灰比、砂石比、浆集比水灰比、砂石比、浆集比水灰比、砂石比、浆集比11b.b.钢筋混凝土成型工艺钢筋混凝土成型工艺钢筋混凝土成型工艺钢筋混凝土成型工艺 p175p175125.

9、4.2 5.4.2 纤维增强水泥的成型工艺纤维增强水泥的成型工艺纤维增强水泥的成型工艺纤维增强水泥的成型工艺直接喷射法；直接喷射法；直接喷射法；直接喷射法；喷射脱水法；喷射脱水法；喷射脱水法；喷射脱水法；预混料浇铸法；预混料浇铸法；预混料浇铸法；预混料浇铸法；压力法；压力法；压力法；压力法；离心成型法。离心成型法。离心成型法。离心成型法。13直直直直 接接接接 喷喷喷喷 射射射射 法法法法a.a.最常用方法最常用方法最常用方法最常用方法纤维的均匀分散纤维的均匀分散纤维的均匀分散纤维的均匀分散喷射砂浆的脱泡喷射砂浆的脱泡喷射砂浆的脱泡喷射砂浆的脱泡厚度的均匀性厚度的均匀性厚度的均匀性厚度的均匀性

10、b.b.关键关键关键关键c.c.特点特点特点特点纤维在二维上无纤维在二维上无纤维在二维上无纤维在二维上无规配向；规配向；规配向；规配向；制品形状、大小、制品形状、大小、制品形状、大小、制品形状、大小、厚度等自由度厚度等自由度厚度等自由度厚度等自由度大；大；大；大；设备费用少设备费用少设备费用少设备费用少喷射喷射喷射喷射1415喷喷喷喷 射射射射 脱脱脱脱 水水水水 法法法法a.a.关键：关键：关键：关键：喷射完后通过减压除掉水分喷射完后通过减压除掉水分喷射完后通过减压除掉水分喷射完后通过减压除掉水分b.b.特点特点特点特点未养护的板状物未养护的板状物未养护的板状物未养护的板状物可进行弯曲加可进

11、行弯曲加可进行弯曲加可进行弯曲加工；工；工；工；强度高，但形状强度高，但形状强度高，但形状强度高，但形状仅限于板状的弯仅限于板状的弯仅限于板状的弯仅限于板状的弯曲加工；曲加工；曲加工；曲加工；可连续作业可连续作业可连续作业可连续作业16预预预预 混混混混 料料料料 浇浇浇浇 铸铸铸铸 法法法法关键：关键：关键：关键：纤维分散均匀纤维分散均匀纤维分散均匀纤维分散均匀特点：特点：特点：特点：厚壁制品，厚壁制品，厚壁制品，厚壁制品，但强度不高但强度不高但强度不高但强度不高（纤维在搅（纤维在搅（纤维在搅（纤维在搅拌中受损）拌中受损）拌中受损）拌中受损）175.4.3 5.4.3 聚合物混凝土复合材料聚

12、合物混凝土复合材料聚合物混凝土复合材料聚合物混凝土复合材料聚合物浸渍混凝土聚合物浸渍混凝土聚合物浸渍混凝土聚合物浸渍混凝土聚合物混凝土聚合物混凝土聚合物混凝土聚合物混凝土把成型的混凝土构件抽真空后浸到单体中而后把成型的混凝土构件抽真空后浸到单体中而后把成型的混凝土构件抽真空后浸到单体中而后把成型的混凝土构件抽真空后浸到单体中而后加热，单体聚合形成聚合物加热，单体聚合形成聚合物加热，单体聚合形成聚合物加热，单体聚合形成聚合物以聚合物为结合料与砂石等骨料形成混凝土以聚合物为结合料与砂石等骨料形成混凝土以聚合物为结合料与砂石等骨料形成混凝土以聚合物为结合料与砂石等骨料形成混凝土在水泥混凝土成型过程中

13、掺加聚合物在水泥混凝土成型过程中掺加聚合物在水泥混凝土成型过程中掺加聚合物在水泥混凝土成型过程中掺加聚合物聚合物水泥混凝土聚合物水泥混凝土聚合物水泥混凝土聚合物水泥混凝土18地面和道路工程；地面和道路工程；地面和道路工程；地面和道路工程；建筑结构工程；建筑结构工程；建筑结构工程；建筑结构工程；修补工程；修补工程；修补工程；修补工程；其他其他其他其他5.5 5.5 5.5 5.5 性性性性能能能能5.6 5.6 5.6 5.6 应应应应用用用用（略）略）略）略）智能智能智能智能复合复合复合复合材料材料材料材料19SummarySummary近年来，水泥基复合材料在功能材料近年来，水泥基复合材料在功能材料近年来，水泥基复合材料在功能材料近年来，水泥基复合材料在功能材料与智能材料领域应用渐多。掌握水泥基与智能材料领域应用渐多。掌握水泥基与智能材料领域应用渐多。掌握水泥基与智能材料领域应用渐多。掌握水泥基复合材料中组成的配合比，了解复合材复合材料中组成的配合比，了解复合材复合材料中组成的配合比，了解复合材复合材料中组成的配合比，了解复合材料的成型工艺。料的成型工艺。料的成型工艺。料的成型工艺。