水泥基复合材料的研究进展

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1、水泥基复合材料的研究进展摘要水泥基复合材料是指以水泥与水发生水化、硬化后形成的硬化水泥浆体作为基体与其他各种无机、金属、有机材料组合而得到的具有新性能的材料。水泥基复合材料按照增强体的不同可分为一下几类：混凝土、纤维增强水泥基复合材料、聚合物水泥基复合材料等。本论文就水泥基复合材料中的混凝土、纤维增强水泥基复合材料、聚合物水泥基复合材料、其他水泥基复合材料作出了论述。简要的介绍了国内外水泥基复合材料的研究进展。关键字混凝土纤维增强水泥基聚合物水泥基1、混凝土1.1混凝土的三个阶段混凝土的发展主要有三个阶段：第一个阶段是钢筋混凝土的出现，确立了混凝土在土木工程中的地位。第二个阶段是198

2、2年法国发明了预应力钢筋混凝土。第三次是近二十年来，聚合物复合混凝土以及混凝土外加剂的出现，使混凝土的应用技术又前进了一大步。1.2高强混凝土混凝土的种类FI渐增多，它们的性能和应用也各不相同。我们一般使用混凝土，是按其强度、使用环境进行选择。常规结构的混凝土28d强度一般在20^30MpaZ间，称为普通混凝土。自20世纪80年代以来，在高层建筑及桥梁领域中，常用的强度达90Mpa>100Mpa.110Mpa等高强度的混凝土，称为“高强混凝土”。1.3高性能混凝土强度高出普通情况的混凝土称为“高强混凝土”(high-strengthconcrete,HSC),在实际的应用中由强度转换到

3、了其他方而的的性质，如高弹性模量、高密度、低渗水性、能抵抗某些形式的侵蚀等，这样就用上了“高性能混凝土”(high-performanceconcrete,HPC)这样一个更为广泛的名词。高性能混凝土不仅要具备较高的强度，而且应具备高密实行和高体积稳定性。这些取决于胶结材料与集料之比和该两相材料各自的质量。通常情况下还需要一定量的外加剂，如减水剂、缓凝剂、速凝剂等。配置高性能混凝土的要点如下：(1)需掺入与所用水泥具有相容性的外加剂，以降低水灰比，改善工作性能；(2)需掺入一定量掺合料，提高强度，并可降低成本：(3)选用合适的集料，特别是粗集料，优化配合比。1.4高性能混凝土性能高性能

4、混凝土又称为绿色混凝土，它的性能有自密实性、体积稳定性好、强度高、水化热少、徐变变形小、C「的渗透率低等。世界各国对高性能混凝土的性能定义各有不同，但都提出了耐久性这一性能。其中：(1)美国NIST(美国标准与技术研究院)与ACI(美国混凝土学会)认为HPC是用优质水泥、集料、水和活性细掺料与高效外加剂制成的，同时具有优良耐久性、工作性和强度的匀质混凝土。(2)欧洲重视强度与耐久性，常与高强混凝土并提(I1SC/I-IPC),法国与加拿大正研究开发超高性能混凝±(UHPC),北欧则在开发高强半轻高性能混凝土。(3)H本更重视工作性与耐久性，认为有足够强度即可。2.1定义纤维增强水泥基复

5、合材料是由不连续的短纤维均匀的分散在水泥混凝上基材中形成的复合材料，能有效的改善普通水泥混凝土的韧性，使其具有较高的抗裂性、抗弯强度、抗疲劳强度和抗冲击强度。1.2主要性能特点水泥屮加入3%(体积)的碳纤维后，其模量可提高2倍，强度増加5倍，如果定向增强则加入12.3%(体积)的中强碳纤维便可使水泥的抗压强度从5X10fiN/m2提高到1.85X10fiN/m2；挠曲强度也可达到1.3X108N/m2o加入碳纤维后,混凝土的力学性能明显改善，坍落度变低，抗渗性明显改善，搅拌工艺不当时易产生纤维接团现彖，运输及浇注有时会出现分层。2.3应用碳纤维增强水泥可用来替代木材，制成住宅的屋顶、构

6、架、梁、地板以及隔板等。由于减轻了自身重量可降低高层结构中的建筑费用，碳纤维的成木昂贵限制了在这方而的应用。纤维增强混凝土现在还不能立即用以代替钢筋混凝土，应先用它制作成形体简单的小尺寸构件，在逐渐像达构建过渡。未来的纤维增强混凝土主要受增强纤维的品种、质量及其价格的支配。纤维本身强度高，同水泥有良好的粘结性，它的耐久性也不错，如果工艺过关，价格便宜，纤维增强混凝土推广即将有很大的空间。3聚合物水泥基复合材料3・1定义聚合物水泥基复合材料是指掺有粗细集料的和未加集料的聚合物水泥混凝土、聚合物水泥砂浆和聚合物水泥净浆的泛称。广义讲，聚合物水泥基复合材料属于有机和无机的复合材料。1.2聚合

7、物水泥基复合材料的进展自1843年阿斯普丁(w・A.spedin)首次制备出波特兰水泥以来，由于水泥混凝土具有制造简单、施工方便，抗压强度高等优点，作为一种建筑材料一直占有重要的地位。但普通的水泥混凝土属多孔结构的不均质脆性材料,抗拉强度低,干缩变形大，抗裂能力小，抗渗性、抗冻性以及耐腐蚀性差、单位体积重量大等等其本身固有的缺陷，因而使用范围不能不受到一定的限制。随着科学技术和各种工业的迅速发展，对水泥混凝上的性能提出了更多更高的要求。为克服普