資源描述：
《纖維增強水泥基復(fù)合材料.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、纖維增強水泥基復(fù)合材料纖維增強型水泥基復(fù)合材料一、纖維增強型水泥基復(fù)合材料的概述纖維增強型水泥基復(fù)合材料是以水泥與水發(fā)生水化、硬化后形成的硬化水泥漿體作為基體，以不連續(xù)的短纖維或連續(xù)的長纖維作增強材料組合而成的一種復(fù)合材料。普通混凝土是脆性材料，在受荷載之前內(nèi)部己有大量微觀裂縫，在不斷增加的外力作用下，這些微裂縫會逐漸擴展，并最終形成宏觀裂縫，導(dǎo)致材料破壞。加入適量的纖維之后，纖維對微裂縫的擴展起阻止和抑制作用，因而使復(fù)合材料的抗拉與抗折強度以及斷裂能較未增強的水泥基體有明顯的提高。二、纖維增強型水泥基復(fù)合材料的力學(xué)性能具體表現(xiàn)在提高復(fù)
2、合材料的抗拉、抗裂、抗?jié)B及抗沖擊、抗凍性等。？2.1抗拉強度?在水泥基復(fù)合材料受力過程中纖維與基體共同受力變形，纖維的牽連作用使基體裂而不斷并能進一步承受載荷，可使水泥基材料的抗拉強度得到充分保證；當所用纖維的力學(xué)性能、兒何尺寸與摻量等合適時，可使復(fù)合材料的抗拉強度有明顯的提高?！?2.2抗裂性在水泥基復(fù)合材料新拌的初期，產(chǎn)生冇效的二級加強效果，從而冇效的減少材料的內(nèi)分層和毛細腔的產(chǎn)生；在硬化過程屮，當基體內(nèi)出現(xiàn)第一條隱微裂縫并進一步發(fā)展時，如果纖維的拉出抵抗力大于出現(xiàn)第一條裂縫時的荷載，則纖維能承受更大的荷載，纖維的存在就阻止了隱微裂
3、縫發(fā)展成宏觀裂縫的可能。?2.3抗?jié)B性纖維作為增強材料，離析裂紋的產(chǎn)生及發(fā)展，減少材料的收縮裂縫尤其是連通裂縫的產(chǎn)生。另外，纖維起了承托骨料的作用，降低了材料表面的析水現(xiàn)象與集料的離析，冇效地降低了材料中的孔隙率，避免了連通毛細孔的形成，提高了水泥基復(fù)合材料的抗?jié)B性。2.4抗沖擊及抗變形性能2.5抗凍性纖維可以緩解溫度變化而引起的水泥基復(fù)合材料內(nèi)部應(yīng)力的作用，從而防止水泥固化過程中微裂紋的形成和擴散，提高材料的抗凍性；同時，水泥基復(fù)合材料抗?jié)B能力的提高也有利T*其抗凍能力的提高。?纖維的纖維摻量對混凝土強度的影響很大?合成纖維可有效地控
4、制由混凝土內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫，使混凝土早期收縮裂縫減少50?90%,顯著提高混凝土的抗?jié)B性和耐久性，使混凝土內(nèi)鋼筋銹蝕時間推遲2.5倍。除抗裂外，合成纖維還能提高混凝土的粘聚性和抗碎裂性。?以聚丙烯合成纖維為例?摻入聚丙烯合成纖維后，混凝土的性能將發(fā)生變化，當纖維含量適當時，混凝土抗壓強度、抗彎強度等均冇不同程度的提高。纖維摻量對混凝土強度的影響見下表。三、幾種主要增強型水泥基復(fù)合材料的應(yīng)用現(xiàn)狀目前，常用于增強水泥基復(fù)合材料的纖維，主要包括鋼纖維、碳纖維、玻璃纖維，聚乙烯醇纖維等。鋼纖維1910年美國Porter就提出了把鋼纖維均勻地撒入
5、混凝土中以強化材料的設(shè)想，隨后俄國學(xué)者伏?波?涅克拉索夫首先提出了鋼纖維增強混凝土的概念。1963年美國學(xué)者發(fā)表了一系列研究成果，從理論上闡述了鋼纖維對水泥基復(fù)合材料的增強機理。我國對鋼纖維的應(yīng)用研究相對■于其它幾種纖維也比較早。冃前，鋼纖維水泥基復(fù)合材料因其具冇高抗拉強度和彈性模量而得到廣泛應(yīng)用，但其價格較貴、且在基體中不易于分散。碳纖維是20世紀60有超高的抗拉強度和彈性模量、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、與水泥基復(fù)合材料粘結(jié)良好等優(yōu)點。與鋼纖維相比較，碳纖維具有勝過鋼材的剛度和強度的優(yōu)良性能，碳纖維體積摻量為3%的水泥基復(fù)合材料與基準水泥基復(fù)合材
6、料相比，彈性模量增加2倍，拉伸強度增加5倍。碳纖維的主要缺點是價格昂貴，最近幾年開發(fā)的瀝青基短碳纖維己使它們的價格大為下降，但是與英它纖維比較，其價格仍然高得多，限制了英應(yīng)用。玻璃纖維因其具有抗拉強度高、彈性模量高的特點，被廣泛用于鋪設(shè)水泥基復(fù)合材料路面等方面，在20世紀70年代，玻璃纖維在混凝土中的應(yīng)用就已實現(xiàn)了工業(yè)化，但關(guān)于玻璃纖維混凝土的物理性能方面開展的研究較少，這是因為玻璃纖維水泥基復(fù)合材料在新拌水泥基復(fù)合材料屮不易亂向分散且易受損傷，從而降低了材料強度，同時也存在污染環(huán)境的問題。氣中一段時間后，其強度和韌性會有大幅度下降。纖
7、維水泥基復(fù)合材料會由早期的高強度、高韌性向普通水泥基復(fù)合材料退化，長期使用時會使得水泥基復(fù)合材料強度下降。冃前，玻璃纖維水泥基復(fù)合材料多應(yīng)用于結(jié)構(gòu)加固等方面。PVA纖維是指聚乙烯醇纖維，也稱之為維綸。以PVA為主要原料,運用新型紡絲工業(yè)開發(fā)制成的高強高彈模PVA纖維和水溶性PVA纖維，通常稱為新型PVA纖維?，F(xiàn)階段研究的PVA纖維不只增加強度,而且對混凝土還具有粘接性，使得耐震性和耐沖擊性提高，混凝土的斷裂和片狀剝落現(xiàn)象這些弱點也難以發(fā)生。而且,具有防止水向混凝土內(nèi)的浸入性質(zhì)，防止混凝土中性化，對防止鋼筋的腐蝕也有很大效果。
