现代水泥基复合材料

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1、现代水泥基复合材料姓名:陈忠德班级：材化1002班学号：10150219指导教师：陈连发现代水泥基复合材料摘要：在现代生活中，什么材料性能最好，性价比最高？毫无疑问，是复合材料。两种或者两种以上不同化学性质或不同组织相的物质，以微观或宏观的形式组合而形成的材料，均可称为复合材料。在工程上所称的复合材料主要是指一种材料以人工均匀地分散在另一种材料中，以克服单一材料的某些弱点，具有综合性能的材料。本论文根据作者所学的专业知识，再参考了一些专业论文，比较系统地阐述了现代水泥基复合材料的种类以及概论！鉴

2、于作者的专业知识水平有限，所以本论文着重于对基础知识的阐述。关键词：水泥基复合材料，纤维水泥基复合材料，纳米水泥基复合材料，水泥基复合吸波材料，聚合物水泥基复合材料。一、前言随着1824年波特兰水泥的出现，在1830年前后出现了混凝土。1900年以后，混凝土科学技术和应用的发展非常迅速。因为混凝土具有原料丰富、价格低廉、抗压强度高、耐久性比较好、生产工艺简单、用途广泛、适应性强等众多优点，已使其成为世界范围内应用最广、用量最大，几乎随处可见的建筑材料。但是，普通混凝土也有许多自身难于克服的缺陷，

3、如抗拉或抗折强度较低、脆性大、柔性低、凝结硬化较缓慢、干缩量大以及抗化学腐蚀能力不高等。因此，混凝土的性能现在急需提高，以适应现代社会的迅猛发展。要想提高混凝土的性能，就必需要改良水泥的性能。而改良水泥性能的最佳捷径，就是应用复合材料技术。可以毫不夸张地说，水泥基复合材料的发展，决定着全球建筑行业的技术水平。一旦水泥基复合材料有了突破性进展，那么全球建筑行业将会发生根本性改变！这就是真正的牵一发而动全身也！现代水泥基复合材料经历了多次大的发展，如今己被广泛的应用于建筑、交通、国防等各个领域。水泥

4、基复合材料具有制作、施工方便快捷，抗压强度高，性价比高，抗腐蚀性、耐久性能好等优点。同时，它也存在一些缺点，如：结构自重大、抗拉强度低和易于开裂等。因此，各国学者在改善水泥基材料的性能，开发它的新功能等方面进行了大量的研究工作，在水泥基复合材料的研究方面取得了重大进展[1]。而在我们中国，国土辽阔，人口众多，加强水泥基复合材料的研究，有利于我国建筑业的迅猛发展，这是一项为人民服务的民心工程。作为一名工程技术人员，我们不能什么赚钱就研究什么，而应该是，什么是人民最需要的，我们就研究什么！二、纤维水

5、泥基复合材料水泥基复合材料可分为水泥基和增强体两部分！目前比较热门的水泥基复合材料为：纤维水泥基复合材料。它通常是指以水泥净浆，砂浆或者混凝土为基体，以非连续的短纤维或连续的长纤维作增强材料所组成的水泥基复合材料，也叫纤维混凝土。在混凝土中加入纤维，可以强化、韧化水泥砂浆，提高水泥基复合材料拉伸、弯曲以及冲击强度，控制裂纹的扩展，改善失效模式和未成型时材料的流动性，是改善其性能的最有效途径。研究表明：纤维在水泥基体中至少有以下三个主要作用[2]：1，提高基体开裂的应力水平，即使水泥基体能承受更高

6、的应力。2，改善基体的应变能或延展性，从而增加它吸收能量的能力或提高它的韧性。纤维对基体韧性的改善往往比较显著，甚至在它对基体的增强作用小的情况下也是如此。3，能够阻止裂纹的扩展或改变裂纹前进的方向，减少裂纹的宽度和平均断裂空间。对于早期的水泥基材料来说，由于纤维的存在，阻碍了骨科的离析和分层，保证了早期均匀的泌水性，从而阻止沉降裂纹的产生。不定向分布的纤维有助于削弱砂浆或者混凝土塑性收缩及冻融时的张力，收缩的能量被分散到无数的具有高抗拉强度的纤维上，从而极为有效地增强了混凝土或砂浆的韧性，抑制

7、了微细胞的产生和发展。在纤维增强水泥基复合材料中，纤维和基体之间的界面并不是围绕增强纤维的一个理想薄层。其具体的显微结构与纤维材料、几何形状、表面处理、基体组分、以及复合材料的制作工艺密切相关。另外，纤维的形状、表面状态和截面形式对纤维增强水泥基复合材料性能也有重要的影响。混凝土或砂浆中的纤维增强原理，在世界各国建筑业中早有应用，因此在混凝土（或砂浆）中掺加纤维以便改善其性能的想法甚至早于水泥混凝土的问世。20世纪50年代以来，世界上许多工业发达国家关于纤维水泥基复合材料的研究取得了明显的成就。

8、20世纪60年代中期，Goldfein研究用合成纤维做水泥砂浆增强材的可能性，发现尼龙、聚丙稀与聚乙烯等纤维有助于提高纤维的抗冲击性。Zollo等的实验结果表明，若在混凝土中掺加体积率为0.1%～0.3％的聚丙稀纤维时，可使混凝土的塑性收缩减小12％～15％[3]。现在的最新研究表明，强度、能量吸收能力在很大程度上是由水泥基体与增强组分之间的界面力学传递能力决定的。增强纤维的加入改变了外载作用下复合材料内部应力场的分布，阻碍了萌生于基体中的裂纹扩展，改善了水泥基复合材料断裂前行为，提高了水泥基复