最新无机胶凝复合材料教学讲义ppt课件.ppt

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1、无机胶凝复合材料主要内容概述16.1玻璃纤维增强水泥(GRC)16.1.1GRC的生产工艺16.1.2GF增强硅酸盐水泥复合材料的基本性能16.2钢纤维增强混凝土胶凝材料有机胶凝材料无机胶凝材料在一定条件下，经过自身的一系列物理、化学作用后，能将散粒或块状材料粘结成为具有一定强度的整体的材料。以天然或人工合成高分子化合物为基本组成沥青、树脂、橡胶当其与水或水溶液拌合后所形成的浆体，经过一系列的物理、化学作用后能够逐渐硬化并形成具有一定强度的人造石。水泥、石灰、石膏、镁质胶凝材料等16.1玻璃纤维增强水泥(GRC)基体普通硅酸盐水泥主要成分：硅酸三钙(3CaO·SiO2，简写为C3

2、S，含量37%~60%)硅酸二钙(2CaO·SiO2，简写为C2S，含量15%~37%))铝酸钙[C3A)，含量7%~15%]铁相固溶体（C4AF～C2F，主要是铁铝酸四钙，含量10~18%)硅酸盐水泥的水化、硬化(1)(2)(3)(4)(5)采用火山灰质材料(如粉煤灰)或细砂代替部分水泥用量：(1)大大提高了基体的体积稳定性；(2)减少了GF的碱性侵蚀，提高了GF的增强效果和复合材料的基本性能:由于砂或粉煤灰可以吸收硅酸盐水泥水化释放出来的Ca(OH)2，生成水化硅酸钙；(3)降低成本。GF种类A-玻璃：高碱纤维，碱金属氧化物含量较高E-玻璃：无碱玻璃纤维；氧化锆玻璃：具有较好

3、的抗碱性腐蚀能力成分E-玻璃质量%A-玻璃质量%SiO255.271.8Al2O314.81.0B2O37.3—MgO3.33.8CaO18.78.8Na2O0.313.6K2O0.20.6Fe2O30.30.5F20.3—Ｅ－玻璃纤维是一种铝硼硅酸盐玻璃A－含高碱性，耐化学品，价廉。GF增强水泥复合材料与水泥相比具有的特点：(1)能生产薄板，在未硬化时可弯曲及模制；(2)形状复杂的制品能用喷涂法生产或将预拌材料压制、注塑或挤出成型来制得；(3)初期具有较高的抗挠强度及抗冲强度，便于制品或构件的制造及在非承重状态下的运输及安装；(4)耐火性能好。GF掺量：水泥基体质量的5%左右(

4、3%~6%)在水泥基体中，GF的主要功能是止裂作用，即抑制水泥基体在拉应力和冲击载荷下的开裂，复合材料的强度和模量(除抗拉强度外)主要由水泥基体提供；较高的纤维掺量将会给纤维水泥的预拌和捣实带来困难。16.1.1GRC的生产工艺1.重力成型法将GF增强的预拌料在开口模或双边模中进行浇灌成型特点：能得到断面很薄的制品2.压制成型法预拌料在模板内加压成型，以提高产品的致密度和表面光洁度。主要用以生产形状简单且表面装饰性好的薄板制品。3.注模成型法将含有增稠剂及5%GF的预拌料用泵注入密闭模内的成型方法。4.挤压成型5.喷涂法把连续粗纱引送到由空气压缩机操作的喷枪，将粗纱切成10mm~

5、50mm长，并同时与水泥浆高速喷至有滤板的成型表面。多余的水靠真空吸走。6.缠绕法连续的GF无捻纱在水泥槽内用水泥浆浸渍，按预定的角度和螺距绕在卷筒上，在缠绕过程中将水泥浆及短纤维喷在卷筒上，然后用辊压机碾压，并靠抽吸除去多余的水泥浆及水。7.层压法将经过浸渍的连续无捻纱、玻璃纤维毡或连续纤维织物，放入窗框模子或其他类似的模具中，然后靠碾动或加压来促使水泥浆的渗透作用。各种不同纤维长度的玻璃纤维水泥在28d时的抗拉强度与纤维体积率关系曲线。(a)贮存于空气中；(b)贮存于水中16.1.2GF增强硅酸盐水泥复合材料的基本性能(1)强度纤维的增强作用：抗拉强度、抗弯强度、抗冲击强度、

6、断裂韧性均有不同程度的改进。各种不同纤维长度的玻璃纤维水泥在28d时的断裂模量与纤维体积率关系曲线。(a)贮存于空气中；(b)贮存于水中GRC存在一个纤维含量极限值，在比例极限范围内的应力随Vf增大而增大，当达到这一极限含量，GRC的强度或模量将不随纤维含量的增加而增加，甚至出现明显下降。原因：在掺入大量增强纤维时，需要提高拌合水的加入量，材料孔隙率增大，导致了材料的强度或模量降低。2.杨氏模量水泥基体中掺入少量纤维，复合材料刚度有所提高，但提高有限。储存条件对材料的杨氏模量有较大的影响，养护在水中的GRC具有较高的刚度；随龄期的增长，各类GRC的杨氏模量均有不同程度的降低。3.

7、耐久性耐久性：长龄气的硬化复合材料在保持其原始机械强度性能方面所达到的程度。GRC的各项强度及模量均会随时间而降低。E型玻璃纤维及耐碱玻璃纤维高铝水泥的抗冲击强度随时间的变化1—耐碱玻璃纤维+高铝水泥；2—E-型玻璃纤维+高铝水泥碱性介质对GF的侵蚀是造成GRC强度下降的重要原因，因此，GRC的耐久性很大程度上取决于GF的耐碱性。提高GF耐碱性的措施：(1)研制耐碱玻璃纤维；(2)将玻璃纤维进行高分子涂层；(3)采用低碱水泥16.2钢纤维增强混凝土纤维增强混凝土简称纤维混凝土。是