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1、一、纤维增强水泥基复合材料二、纤维增强水泥基复合材料 的成型工艺（1）复合材料的组成 （2）影响纤维增强水泥基复合材料的因素（3）纤维增强水泥基复合材料的主要研究方向（4）混凝土基纤维复合材料的组成材料纤维水泥混凝土制品具有高的抗压缩强度和 好热性能,但抗拉伸能力差、破坏前的许 用应变小。为克服这些缺点，采用的方 法之一是掺入纤维材料。另一方面，作 为总体材料可用硅酸盐水泥，调凝水泥 及高铝矿渣水泥等，用砂或粉煤灰之类 的质料来代替部分水泥可大大地提高基 体的体积稳定性，而且也有可能提高纤 维增强水泥基复合材料的耐气候性。 1.基体的性能 在纤维增强 水泥基复合材料中，所用纤 维大都是短纤维，
2、并且是乱 向分布，水泥基体所起的作 用不仅仅是传递应力，而是 作为受力的主体。因此，在 纤维增强水泥基复合材料中 ，水泥基体的力学行为对复 合材料的性能影响很大，要 获得高性能的纤维增强水泥 基复合材料，除了选用合适 的增强纤维外，还必须要有 高性能的水泥基体。 在纤维增强水泥基复合材料中当纤维间距离大于或等于两 倍界面层厚度时，各纤维的界面层将保持自身性状，互无干扰 和影响。不因纤维间距改变而变；当纤维间距小于两倍界面层 厚度时，由于界面层间互相交错、搭接，产生叠加效应，不同 程度地引起界面层弱谷变浅，对界面层产生强化效应。 纤维间距改变对界面层的影响与纤维集料间距改变对界面 层的影响具有一
3、致的规律性和同类性，诸界面层在水泥基材中 将有双重界面随机强化效应，只要纤维、砂粒空间随机间距小 于两倍界面层厚度，混合料工作性又能满足要求，界面层，尤 其是界面最薄弱层的强化效应就会发生。纤维间距改变对界面层性状的影响与对界面力学行为的影响 具有相同的规律性。只要纤维间距小于两倍界面层厚度，则界 面粘结强度，界面粘结刚度，纤维脱粘与拔出时所做的功等力 学行为均有不同程度的提高。而当纤维间距大于两倍界面厚度 时，对诸界面力学行为均无明显影响。由上可知，纤维增强水泥 基复合材料中，纤维的掺 入，可显著提高混凝上的 极限变形能力(抗弯强度) 和韧性。从而大大改善水 泥浆体的抗裂性和抗冲击 能力。使
4、用分散短纤维的 增强效果要比连续长纤维 的效果差，但因施工较为 方便，应用较多。一、钢纤维混凝土韧性的研究随着混凝土强度越来越高，它 的脆性也表现得愈来愈明显， 这使得高强混凝土不适合作结 构材料。因此，必须采取有效 措施来提高混凝土的韧性，克 服其脆性。对钢纤维混凝土的 韧性；已有的工作多集中于韧 性的计算方法、钢纤维混凝土 的各种变形韧性的试验研究、 钢纤维混凝土的增韧机理研究 、钢纤维混凝土应力一应变全 曲线的研究等方面。 纤维增强水泥，无论在用途上，还是制法上 ，都是处于开发的新材料。这里以玻璃纤维 为例来介绍纤维增强水泥的成型工艺。 抄造法 纤维增强 水泥直接喷射 法 喷射脱水 法
5、预混料浇 铸法 压力法离心成型法 把直径2mm以下的细骨料和水泥以及若干量的外加剂以一定的比例 进行拌合，制成水泥砂浆，经泵压送，用喷枪喷到模具面上。 同时，操作者手持喷射设备一边用粗纱切割器把耐碱玻璃纤维 精纱切成规定的长度(纤维的长度一般为1250mm，含量为3 5)，一边重复水泥砂浆的喷吹途径直接将玻璃纤维喷射到 模具上而成型的。这种成型方法的关键是玻璃纤维的均匀分散 ，以及喷射砂浆的脱泡和厚度的均匀性。这是最常用的成型方 法。砂浆和玻璃纤维同时往模具上喷射的机理与直接喷射法相同。但它是 把坡璃纤维增强水泥喷射到一个带有减压装置的开孔台上，开孔台铺 有滤布。喷射完后，进行减压，通过滤纸或
6、滤布，把玻璃纤维增强水 泥中的剩余水分脱掉。这种方法是成型水灰比低的高强度板状玻璃纤 维增强水泥的方法。用喷射脱水法成型的刚脱水的未养护的板具有保持某种程度形状的能 力，因此，加上成型模具，可以进行弯曲加工等两次成型。用喷射脱水法制作的制品，比直接喷射制品强度高，但制品形状仅限 于以板状或异形断面等的弯曲加工制造。喷射脱水过程可通过机械 化很容易进行连续操作。 水泥、砂子、水、外加剂和切成适 当长度的耐碱玻璃纤维(短切纤维) 在搅拌机中混合成预混料，然后不 断地注入到振动着的模具里进行成 型，这就是玻璃纤维增强水泥的预 混料浇铸成型法。拌合预混料时，为了使玻璃纤维不 受机械损伤，且有良好的分散
7、性， 必须慎重选择搅拌机，注意拌合顺 序。用这种方法可以成型厚壁的制品。 但耐碱玻璃纤维在搅拌机中容易损 伤，而且由于纤维的配向是三维无 规的，因此，增强效果下降，在物 性方面不如喷射法的制品。在实际应用中，主要用于制造不太 要求强度的小件异形制品。连续预 混料浇铸法目前也在开发中。预混料注入到模具里后 ，加压除去剩余水分， 及时脱模可以提高生 产率，并能获得良好的 表面尺寸精度。这种方 法的要点是在加压时， 根据玻璃纤维增强水泥 预混料的配比来选定流 动性和剩余水的脱水方 法。使用这种方法制造的制 品，因形状和强度的原因，使用范围有限。 与混凝土管的离心成型相同，在旋转的管状模具中喷入玻璃纤 维和水泥浆。该法能够控制纤维的方向性，使它有效地作用到 管子的结构强度上、而且在厚度方向上可以改变纤维量。
