《水泥基复合材料》word版

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1、水泥基复合材料Z09016039王士勇摘要：介绍水泥基复合材料的概念，以及水泥深加工产品等水泥基复合材料，聚合物改性水泥基复合材料，有电磁屏蔽功能的水泥基复合材料，水泥基复合材料有效孔隙的试验研究与定量表征，水泥基复合材料电磁屏蔽功能的发展与展望。关键词：水泥基复合材料改性水泥基电磁屏蔽有效孔隙概念：以硅酸盐水泥为基体，以耐碱玻璃纤维、通用合成纤维、各种陶瓷纤维、碳和芳纶等高性能纤维、金属丝以及天然植物纤维和矿物纤维为增强体，加入填料、化学助剂和水经复合工艺构成的复合材料。它比一般混凝土性能有所提高。以短切的耐碱玻璃纤维约3％～1

2、0％含量的复合材料为例，其密度为1600～2500kg/m3，抗冲强度8.0～24.5N·mm/mm2，压缩强度48～83MPa，热膨胀系数为(11～16)×10-6K-1。性能随所用原材料、配比、工艺和养护条件而异。一水泥深加工产品聚合物改性水泥基复合材料，水泥基复合材料具有多孔的性质，孔对材料的耐久性如冻融破坏、钢筋锈蚀、碳化等都有重要影响，其失效本质均是侵蚀性介质通过多孔通道先传输后逐步导致结构劣化。因此，要提高混凝土的服役寿命，必须科学认识混凝土的孔结构与传输性能之间的关系。表征孔结构参数常用的方法有氮气吸附法、扫描电镜(

3、SEM)、压汞法(MIP)、以及X射线层析摄像(照相)等方法［1，2］，其中应用最广泛的是压汞法。1压汞测孔技术(MIP)1.1压汞原理压汞测孔技术的基础［1］是在给定的外界压力下，将一种非浸润且无反应的液体(通常选用汞)压力后，外力即可克服这种阻力而驱使液体浸入孔隙中。因此，液体充满一给定孔隙所需压力值即强制压入多孔材料。根据毛细管现象，若液体对多孔材料不浸润(即浸润角α>90℃)，则表面张力将阻止液体浸入孔隙。但对液体施加一定可度量该孔径的大小。假定孔是圆柱形的，那么根据压力p和孔径d的关系用Washburn方程获得:D=－4

4、σcosα/p(1)式中:D是多孔体的孔隙直径，m;σ是汞的表面张力mN/m;θ是汞和水泥浆体孔表面之间的接触角。1.2孔几何特征压汞法主要测试开口孔隙。就水泥浆体而言，毛细孔一般定义为连通的孔，分为以下几类，如图1所示。图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ依次为贯通的毛细孔，有墨水瓶效应的连通孔，半通孔和封闭孔。在压汞法中孔结构模型图1b依次是1、2、3和4。封闭孔对传输没有影响，压汞法也无法检测到该类孔的状况。a—毛细孔分类;b—孔结构模型示意图1毛细孔的分类以及孔结构模型示意1.3压汞法测试的主要技术如下1)总孔隙率。由最大压力处的累积进汞体

5、积除以试样的总体积计算得到。2)孔径分布。表征孔半径(r)的孔隙体积(V)在多孔试样内所有开口孔隙总体积(VTθ)中所占百分比的孔半径分布函数dV(r):dV(r)=dVVTOdr=prVTO×d(VTO－V)dp(2a)或者:dV(r)=－p22σcosαVT×d(VT－V)dp(2b)3)孔的总比表面积S。其计算式可表达为:S=1σcosα∫Vmax0pdV(3)此式即为用压汞法测定P－V关系曲线来计算表面积的公式(其中积分值∫Vmax0pdV直接从试验所得的压力－容积曲线求得)。由此得出质量为M的试样的质量比面积为:SW=1

6、σMcosα∫Vmax0pdV(4)4)临界孔径。临界孔径的定义为:压入汞的体积明显增加时所对应的最大孔径。在压力和压入汞体积的曲线上，临界孔径对应于汞体积屈服的末端点压力。5)平均孔径dmean。平均孔径dmean的计算是根据对于开口孔隙的圆柱状孔假设得到:dmean=4VmecruySpore(5)式中:Vmecruy是总的累积进汞体积m3/m3，而Spore是总的孔表面积m2/m2。子便与水中的其它离子交换，使阳离子水化，引起体积膨胀，因而有防渗堵漏的作用021颜料和填料：选用耐水、耐碱、耐晒、不褪色的氧化铁系列及群青、钛白

7、等无机着色颜料，而填料可选重晶石、碳酸钙、滑石、云母、石英等矿物的微细粉末。041外加剂：包括稳定剂0能促进水泥颗粒分散、阻止聚合物水泥粒子的凝聚、保证其混合物的均匀和稳定1和消泡剂0能消除该聚合物改性水泥基复合材料在加水拌合时和施工过程中产生的许多小气泡，从而可确保其使用性能.电磁屏蔽机理所谓电磁辐射就是能量以电磁波的形式从发射源发射到空间，而电磁屏蔽则是阻止电磁辐射传递的一种方法，它是通过一定手段阻止电磁波从一个界面传递到另一个界面。电磁屏蔽按照其屏蔽机理主要分为三种类型：电屏蔽、磁屏蔽和电磁屏蔽。电屏蔽的主要机理是用屏蔽体来

8、减小干扰源和感受器之间的分布电容，从而削弱干扰源对感受器的影响；磁屏蔽的机理是利用高磁导率材料的磁分路作用，减小屏蔽体内部空间的磁场；电磁屏蔽则是限制电磁波从屏蔽材料的一侧空间向另一空间传递[6]。根据Schelkunoff的电磁屏蔽理论，电磁屏蔽