水泥基復(fù)合材料PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 水泥基復(fù)合材料水泥基復(fù)合材料 國(guó)務(wù)院國(guó)務(wù)院9999年年7272號(hào)文件已明確指出：號(hào)文件已明確指出：“20012001年在沿海城市和土地稀缺的城市禁止使用實(shí)心粘土磚；在其他地區(qū)框架結(jié)構(gòu)建筑中也禁止使用實(shí)心粘土磚。到年在沿海城市和土地稀缺的城市禁止使用實(shí)心粘土磚；在其他地區(qū)框架結(jié)構(gòu)建筑中也禁止使用實(shí)心粘土磚。到20032003年在全國(guó)禁止生產(chǎn)、使用實(shí)心粘土磚。年在全國(guó)禁止生產(chǎn)、使用實(shí)心粘土磚?！币詫?shí)現(xiàn)最終淘汰實(shí)心粘土磚的目的。針對(duì)上一指示精神，墻材革新與建筑節(jié)能是節(jié)約能源、改善建筑功能、促進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)化的客觀要求，是當(dāng)今全球建筑業(yè)的共同選擇，是關(guān)系實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重大問題。隨著限期禁止

2、使用粘土磚的以實(shí)現(xiàn)最終淘汰實(shí)心粘土磚的目的。針對(duì)上一指示精神，墻材革新與建筑節(jié)能是節(jié)約能源、改善建筑功能、促進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)化的客觀要求，是當(dāng)今全球建筑業(yè)的共同選擇，是關(guān)系實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重大問題。隨著限期禁止使用粘土磚的“禁磚令禁磚令”的下達(dá)，鼓勵(lì)生產(chǎn)使用輕質(zhì)、高強(qiáng)、保溫、隔熱、隔音的新型墻體材料，以代替的下達(dá)，鼓勵(lì)生產(chǎn)使用輕質(zhì)、高強(qiáng)、保溫、隔熱、隔音的新型墻體材料，以代替“秦磚漢瓦秦磚漢瓦”，推進(jìn)建筑節(jié)能工作的開展，國(guó)家、省、市都制定了一系列政策和法規(guī)?，F(xiàn)在，針對(duì)實(shí)心粘土磚為主要對(duì)象的墻體材料革新已成為歷史的必然。，推進(jìn)建筑節(jié)能工作的開展，國(guó)家、省、市都制定了一系列政策和法規(guī)。現(xiàn)在，針對(duì)實(shí)心

3、粘土磚為主要對(duì)象的墻體材料革新已成為歷史的必然。 8.1 概述 第1頁/共72頁 纖維增強(qiáng)脆性材料的歷史，可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代。當(dāng)時(shí)人們把稻草等植物纖維摻到泥土中，制備較為堅(jiān)固耐用的建筑材料，這一原始的制造工藝，至今在我國(guó)的部分農(nóng)村仍被采用?，F(xiàn)代最早廣為使用的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是大約纖維增強(qiáng)脆性材料的歷史，可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代。當(dāng)時(shí)人們把稻草等植物纖維摻到泥土中，制備較為堅(jiān)固耐用的建筑材料，這一原始的制造工藝，至今在我國(guó)的部分農(nóng)村仍被采用?，F(xiàn)代最早廣為使用的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是大約19001900年出現(xiàn)的石棉水泥板。其后，其他各種纖維增強(qiáng)材料相繼被研究開發(fā)出來，如纖維增強(qiáng)樹脂，纖維增強(qiáng)陶瓷和纖維增強(qiáng)水

4、泥基材料等這些纖維增強(qiáng)復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于觀代生活的許多領(lǐng)域，已為人類社會(huì)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。年出現(xiàn)的石棉水泥板。其后，其他各種纖維增強(qiáng)材料相繼被研究開發(fā)出來，如纖維增強(qiáng)樹脂，纖維增強(qiáng)陶瓷和纖維增強(qiáng)水泥基材料等這些纖維增強(qiáng)復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于觀代生活的許多領(lǐng)域，已為人類社會(huì)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。 8.2 纖維增強(qiáng)水泥的歷史 第2頁/共72頁 纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的基體，通常是普通波特蘭水泥，有時(shí)也采用高鋁水泥和特種水泥。而用于增強(qiáng)的纖維，除最早廣為使用的石棉纖維外還有鋼纖維，玻璃纖維，天然纖維纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的基體，通常是普通波特蘭水泥，有時(shí)也采用高鋁水泥和特種水泥。而用于增強(qiáng)的纖維

5、，除最早廣為使用的石棉纖維外還有鋼纖維，玻璃纖維，天然纖維( (如玉米秸、麥桿秸、黃麻等如玉米秸、麥桿秸、黃麻等) )，合成纖維，合成纖維( (如高模量的碳纖維，芳綸纖維和較低模量的聚丙烯纖維等如高模量的碳纖維，芳綸纖維和較低模量的聚丙烯纖維等) )。這些增強(qiáng)纖維的性能，增強(qiáng)效果和制造成本差別較大（見表。這些增強(qiáng)纖維的性能，增強(qiáng)效果和制造成本差別較大（見表1 1）。在纖維增強(qiáng)水泥基材料中，纖維的使用狀態(tài)和分布是多種多樣的：既可以是長(zhǎng)纖維的一維鋪設(shè)，也可以是長(zhǎng)纖維或者織物的二維分布，還可以是短纖維的二維或者三維不連續(xù)的亂向分布。因此，近些年來，纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的研究比較活躍，并取得了許多有

6、意義的研究結(jié)果。）。在纖維增強(qiáng)水泥基材料中，纖維的使用狀態(tài)和分布是多種多樣的：既可以是長(zhǎng)纖維的一維鋪設(shè)，也可以是長(zhǎng)纖維或者織物的二維分布，還可以是短纖維的二維或者三維不連續(xù)的亂向分布。因此，近些年來，纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的研究比較活躍，并取得了許多有意義的研究結(jié)果。 8.2 纖維增強(qiáng)水泥的歷史 第3頁/共72頁 表表1 幾種纖維和水泥基體性能比較幾種纖維和水泥基體性能比較 纖維名稱纖維名稱纖維直徑纖維直徑/m 容積密度容積密度 （g/cm3） 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度/MPa彈性模量彈性模量(MPa)極限延伸率極限延伸率(%) 不銹鋼纖維不銹鋼纖維103307.821001603.0 溫石棉纖維溫石

7、棉纖維2.650018001501702.03.0 青石棉纖維青石棉纖維0.1203.470025001702002.03.0 抗堿玻璃纖維抗堿玻璃纖維8202.71400250070802.03.5 中堿玻璃纖維中堿玻璃纖維8202.61000200060703.04.0 無堿玻璃纖維無堿玻璃纖維8202.543000350072773.64.8 高彈碳纖維高彈碳纖維91.926002301.0 聚丙烯單絲聚丙烯單絲0.94005818 Kevlar-29121.442900694.0 尼龍單絲尼龍單絲1002001.1900413.015.0 水泥凈漿水泥凈漿2.02.23610250.0

8、10.05 水泥砂漿水泥砂漿2.22.32425350.005-0.015 水泥混凝土水泥混凝土2.32.451430400.010.02 8.2 纖維增強(qiáng)水泥的歷史 第4頁/共72頁 纖維增強(qiáng)水泥的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)纖維增強(qiáng)水泥的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài) 用于增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的纖維品種很多，主要有鋼纖維、石棉纖維、天然纖維和合成纖維、玻璃纖維?？茖W(xué)家和工程師對(duì)這些纖維增強(qiáng)水泥基材料進(jìn)行了廣泛的研究，取得了許多有意義的研究結(jié)果并且其中某些品種已經(jīng)應(yīng)用于工程建設(shè)中。用于增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的纖維品種很多，主要有鋼纖維、石棉纖維、天然纖維和合成纖維、玻璃纖維。科學(xué)家和工程師對(duì)這些纖維增強(qiáng)水泥基材料進(jìn)行了廣泛的研究，取得

9、了許多有意義的研究結(jié)果并且其中某些品種已經(jīng)應(yīng)用于工程建設(shè)中。 1 1、鋼纖維增強(qiáng)水泥基材料、鋼纖維增強(qiáng)水泥基材料 2 2、石棉纖維增強(qiáng)水泥基材料、石棉纖維增強(qiáng)水泥基材料 3 3、天然纖維增強(qiáng)水泥基材料、天然纖維增強(qiáng)水泥基材料 4 4、合成纖維增強(qiáng)水泥基材料、合成纖維增強(qiáng)水泥基材料 5 5、玻璃纖維增強(qiáng)水泥基材料、玻璃纖維增強(qiáng)水泥基材料 6 6、混雜纖維增強(qiáng)水泥板、混雜纖維增強(qiáng)水泥板 8.3 纖維增強(qiáng)水泥的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài) 第5頁/共72頁 鋼纖維增強(qiáng)水泥基材料鋼纖維增強(qiáng)水泥基材料 鋼纖維增強(qiáng)水泥基材料是纖維增強(qiáng)水泥基材料理論研究最早的一種。與其它增強(qiáng)纖維相比鋼纖維增強(qiáng)水泥基材料研究得最廣泛最深入。目

10、前，鋼纖維增強(qiáng)水泥基材料在工程建設(shè)中應(yīng)用最廣，鋼纖維的消耗量?jī)H次于石棉纖維。鋼纖維增強(qiáng)水泥基材料是纖維增強(qiáng)水泥基材料理論研究最早的一種。與其它增強(qiáng)纖維相比鋼纖維增強(qiáng)水泥基材料研究得最廣泛最深入。目前，鋼纖維增強(qiáng)水泥基材料在工程建設(shè)中應(yīng)用最廣，鋼纖維的消耗量?jī)H次于石棉纖維。 鋼纖維加入到水泥基材料中后，改變了材料的破壞方式，提高了材料的強(qiáng)度鋼纖維加入到水泥基材料中后，改變了材料的破壞方式，提高了材料的強(qiáng)度( (包括熱壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度，特別是大幅度提高了材料的韌性。另外，復(fù)合材料的耐磨性、耐疲勞性、抗沖擊性和凍融性等也有不同程度的改善。鋼纖維增強(qiáng)水泥基材料的用途廣泛，主要應(yīng)用于公路、飛機(jī)

11、跑道、工廠地板、堤壩橋墩、以及河流水庫、隧道的內(nèi)襯等。包括熱壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度，特別是大幅度提高了材料的韌性。另外，復(fù)合材料的耐磨性、耐疲勞性、抗沖擊性和凍融性等也有不同程度的改善。鋼纖維增強(qiáng)水泥基材料的用途廣泛，主要應(yīng)用于公路、飛機(jī)跑道、工廠地板、堤壩橋墩、以及河流水庫、隧道的內(nèi)襯等。 8.3 纖維增強(qiáng)水泥的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài) 第6頁/共72頁 石棉纖維增強(qiáng)水泥基材料石棉纖維增強(qiáng)水泥基材料 石棉纖維增強(qiáng)水泥基材料是現(xiàn)代最早應(yīng)用的纖維增強(qiáng)水泥基材料，也是用量最大的纖維增強(qiáng)水泥基材料，目前，每年用于增強(qiáng)水泥材料的石棉纖維大約為石棉纖維增強(qiáng)水泥基材料是現(xiàn)代最早應(yīng)用的纖維增強(qiáng)水泥基材料，也是用量最大

12、的纖維增強(qiáng)水泥基材料，目前，每年用于增強(qiáng)水泥材料的石棉纖維大約為200200萬噸。石棉纖維來源豐富價(jià)格低廉，具有很高的強(qiáng)度和模量，且纖維與水泥基體相互作用良好，因此是一種理想的水泥制品增強(qiáng)纖維。但是，近年來的研究發(fā)現(xiàn)石棉纖維對(duì)人身危害很大，許多國(guó)家準(zhǔn)備逐步禁止使用石棉纖維作為水泥制品的增強(qiáng)纖維，并正在努力尋找石棉纖維的替代纖維。萬噸。石棉纖維來源豐富價(jià)格低廉，具有很高的強(qiáng)度和模量，且纖維與水泥基體相互作用良好，因此是一種理想的水泥制品增強(qiáng)纖維。但是，近年來的研究發(fā)現(xiàn)石棉纖維對(duì)人身危害很大，許多國(guó)家準(zhǔn)備逐步禁止使用石棉纖維作為水泥制品的增強(qiáng)纖維，并正在努力尋找石棉纖維的替代纖維。 8.3 纖維增

13、強(qiáng)水泥的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài) 第7頁/共72頁 天然纖維增強(qiáng)水泥基材料天然纖維增強(qiáng)水泥基材料 天然纖維是自然界中最大品種的纖維，取之不盡，用之不竭。天然纖維增強(qiáng)水泥基材料的研究與開發(fā)，具有重要的意義和廣闊的前景。用于增強(qiáng)水泥基材料的天然纖維很多，目前主要有棉桿秸、玉米秸、黃麻、亞麻、劍麻、椰子殼、甘蔗渣、木纖維等。天然纖維是自然界中最大品種的纖維，取之不盡，用之不竭。天然纖維增強(qiáng)水泥基材料的研究與開發(fā)，具有重要的意義和廣闊的前景。用于增強(qiáng)水泥基材料的天然纖維很多，目前主要有棉桿秸、玉米秸、黃麻、亞麻、劍麻、椰子殼、甘蔗渣、木纖維等。 近幾年來出于環(huán)境污染和制造成本的考慮，許多科學(xué)家開始系統(tǒng)研究天然纖維增

14、強(qiáng)水泥基材料，并已發(fā)表了大量的研究論文和綜述評(píng)論。近幾年來出于環(huán)境污染和制造成本的考慮，許多科學(xué)家開始系統(tǒng)研究天然纖維增強(qiáng)水泥基材料，并已發(fā)表了大量的研究論文和綜述評(píng)論。 天然纖維加入到水泥基材料中后，復(fù)合材料的強(qiáng)度和韌性都有明顯的提高，提高的程度取決于纖維的用量和纖維的長(zhǎng)度，纖維用量和纖維長(zhǎng)度均有一最佳值。過多的纖維用量和過長(zhǎng)的纖維長(zhǎng)度，都會(huì)降低天然纖維增強(qiáng)水泥基材料的增強(qiáng)效果。天然纖維加入到水泥基材料中后，復(fù)合材料的強(qiáng)度和韌性都有明顯的提高，提高的程度取決于纖維的用量和纖維的長(zhǎng)度，纖維用量和纖維長(zhǎng)度均有一最佳值。過多的纖維用量和過長(zhǎng)的纖維長(zhǎng)度，都會(huì)降低天然纖維增強(qiáng)水泥基材料的增強(qiáng)效果。 8

15、.3 纖維增強(qiáng)水泥的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài) 第8頁/共72頁 與玻璃纖維相似，在堿性環(huán)境中，天然纖維會(huì)發(fā)生分子降解而失去力學(xué)性能。因此，其增強(qiáng)水泥基材料同樣存在一個(gè)長(zhǎng)久使用性問題。某些科學(xué)家采用天然纖維涂覆疏水保護(hù)劑和或采用低堿性基體的方法，來解決天然纖維增強(qiáng)水泥基材料的耐久性問題效果顯著，但最終結(jié)果仍不甚令人滿意。因此，如何提高天然纖維的耐堿性，提高天然纖維增強(qiáng)水泥基材料的耐久性將是未來研究的重要領(lǐng)域。與玻璃纖維相似，在堿性環(huán)境中，天然纖維會(huì)發(fā)生分子降解而失去力學(xué)性能。因此，其增強(qiáng)水泥基材料同樣存在一個(gè)長(zhǎng)久使用性問題。某些科學(xué)家采用天然纖維涂覆疏水保護(hù)劑和或采用低堿性基體的方法，來解決天然纖維增強(qiáng)水泥基

16、材料的耐久性問題效果顯著，但最終結(jié)果仍不甚令人滿意。因此，如何提高天然纖維的耐堿性，提高天然纖維增強(qiáng)水泥基材料的耐久性將是未來研究的重要領(lǐng)域。 8.3 纖維增強(qiáng)水泥的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài) 第9頁/共72頁 合成纖維增強(qiáng)水泥基材料合成纖維增強(qiáng)水泥基材料 迄今為止，在國(guó)際上已被用以替代石棉制造纖維水泥板的合成纖維主要有維綸迄今為止，在國(guó)際上已被用以替代石棉制造纖維水泥板的合成纖維主要有維綸( (聚乙烯醇纖維聚乙烯醇纖維) )、脂綸、脂綸( (聚丙烯脂纖維聚丙烯脂纖維) )、丙綸、丙綸( (聚丙烯纖維聚丙烯纖維) )與乙綸與乙綸( (聚乙烯纖維聚乙烯纖維) )。芳綸。芳綸( (芳族聚酰胺纖維芳族聚酰胺纖維)

17、)雖具有較高的彈性模量雖具有較高的彈性模量( (可與石棉纖維的彈性模量相近可與石棉纖維的彈性模量相近) )，但由于此種纖維的價(jià)格太高，尚難為纖維水泥工業(yè)所采用。，但由于此種纖維的價(jià)格太高，尚難為纖維水泥工業(yè)所采用。 根據(jù)我國(guó)與國(guó)外對(duì)用維綸制造的無石棉纖維水泥板的耐久性的研究結(jié)果，認(rèn)為此種制品即使暴露于大氣中仍具有較高的強(qiáng)度，但其韌性隨時(shí)間而有所下降。這主要是由于纖維與水泥基體界面的粘結(jié)不斷提高所致。根據(jù)我國(guó)與國(guó)外對(duì)用維綸制造的無石棉纖維水泥板的耐久性的研究結(jié)果，認(rèn)為此種制品即使暴露于大氣中仍具有較高的強(qiáng)度，但其韌性隨時(shí)間而有所下降。這主要是由于纖維與水泥基體界面的粘結(jié)不斷提高所致。 8.3 纖

18、維增強(qiáng)水泥的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài) 第10頁/共72頁 目前除我國(guó)外，英國(guó)、德國(guó)、瑞士、比利時(shí)、意大利等國(guó)均在抄取工藝線上用維綸生產(chǎn)無石棉纖維水泥板。國(guó)外有的用改性維綸或改性脂綸替代適量的高模量維綸。丹麥目前除我國(guó)外，英國(guó)、德國(guó)、瑞士、比利時(shí)、意大利等國(guó)均在抄取工藝線上用維綸生產(chǎn)無石棉纖維水泥板。國(guó)外有的用改性維綸或改性脂綸替代適量的高模量維綸。丹麥EternitEternit公司用改性丙綸替代全部石棉，并用纖維素纖維作輔助纖維在抄取工藝線上制造無石棉纖維水泥板。公司用改性丙綸替代全部石棉，并用纖維素纖維作輔助纖維在抄取工藝線上制造無石棉纖維水泥板。 8.3 纖維增強(qiáng)水泥的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài) 第11頁/共72頁

19、為充分發(fā)揮聚丙烯纖維對(duì)水泥基體的增強(qiáng)作用，英國(guó)薩里大學(xué)研究成功用經(jīng)高倍拉伸制得的纖化聚丙烯薄膜以較高的體積率摻加于水泥基體中，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)制成抗拉強(qiáng)度與變形能力均較高的薄壁纖維水泥板。意大利為充分發(fā)揮聚丙烯纖維對(duì)水泥基體的增強(qiáng)作用，英國(guó)薩里大學(xué)研究成功用經(jīng)高倍拉伸制得的纖化聚丙烯薄膜以較高的體積率摻加于水泥基體中，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)制成抗拉強(qiáng)度與變形能力均較高的薄壁纖維水泥板。意大利FibronitFibronit公司根據(jù)英國(guó)此項(xiàng)技術(shù)的專利進(jìn)行了商業(yè)性開發(fā)，設(shè)計(jì)并制作了專門生產(chǎn)纖化聚丙烯薄膜增強(qiáng)水泥板的裝備，產(chǎn)品的商品名稱為公司根據(jù)英國(guó)此項(xiàng)技術(shù)的專利進(jìn)行了商業(yè)性開發(fā)，設(shè)計(jì)并制作了專門生產(chǎn)纖化聚丙烯薄膜增

20、強(qiáng)水泥板的裝備，產(chǎn)品的商品名稱為“NetcemNetcem”。根據(jù)。根據(jù)1010年大氣暴露的試驗(yàn)結(jié)果，年大氣暴露的試驗(yàn)結(jié)果，NetcemNetcem波板的耐久性是令人滿意的，但尚需積累更長(zhǎng)期的試驗(yàn)資料。英、美等國(guó)還研究了將編織聚丙烯纖維網(wǎng)格布以較高的體積率摻加于水泥基體中，也得到了較好的試驗(yàn)結(jié)果。波板的耐久性是令人滿意的，但尚需積累更長(zhǎng)期的試驗(yàn)資料。英、美等國(guó)還研究了將編織聚丙烯纖維網(wǎng)格布以較高的體積率摻加于水泥基體中，也得到了較好的試驗(yàn)結(jié)果。 8.3 纖維增強(qiáng)水泥的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài) 第12頁/共72頁 玻璃纖維增強(qiáng)水泥基材料玻璃纖維增強(qiáng)水泥基材料 玻璃纖維具有很高的強(qiáng)度和模量，并且來源豐富制造成本

21、較低，是復(fù)合材料增強(qiáng)纖維的主要品種之一。最早進(jìn)行玻璃纖維增強(qiáng)水泥基材料研究的，當(dāng)屬前蘇聯(lián)科學(xué)家玻璃纖維具有很高的強(qiáng)度和模量，并且來源豐富制造成本較低，是復(fù)合材料增強(qiáng)纖維的主要品種之一。最早進(jìn)行玻璃纖維增強(qiáng)水泥基材料研究的，當(dāng)屬前蘇聯(lián)科學(xué)家BiryukovichBiryukovich等人，我國(guó)科學(xué)家在等人，我國(guó)科學(xué)家在19581958年后也曾參與了早期研究工作。年后也曾參與了早期研究工作。 普通玻璃纖維的耐堿性較差，在水泥基體這樣的堿性環(huán)境中極易失去其強(qiáng)度和剛性，因此在六十年代，雖然玻璃纖維增強(qiáng)水泥基材料的研究已經(jīng)比較深入系統(tǒng)，但其制品一直未被推廣應(yīng)用；直到七十年代初期，英國(guó)建筑研究院向普通玻璃

22、纖維中加入二氧化鋯，研制成功了耐堿玻璃纖維后，玻璃纖維增強(qiáng)水泥制品才由英國(guó)的普通玻璃纖維的耐堿性較差，在水泥基體這樣的堿性環(huán)境中極易失去其強(qiáng)度和剛性，因此在六十年代，雖然玻璃纖維增強(qiáng)水泥基材料的研究已經(jīng)比較深入系統(tǒng)，但其制品一直未被推廣應(yīng)用；直到七十年代初期，英國(guó)建筑研究院向普通玻璃纖維中加入二氧化鋯，研制成功了耐堿玻璃纖維后，玻璃纖維增強(qiáng)水泥制品才由英國(guó)的Pilkington BrothersPilkington Brothers公司大量生產(chǎn)推廣應(yīng)用。公司大量生產(chǎn)推廣應(yīng)用。 8.3 纖維增強(qiáng)水泥的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài) 第13頁/共72頁 由于提高抗堿玻璃纖維的抗堿能力有一定限度，為確保由于提高抗堿玻璃

23、纖維的抗堿能力有一定限度，為確保GRCGRC的長(zhǎng)期耐久性，應(yīng)盡量降低水泥基體的堿度。迄今為止，國(guó)際上采取的技術(shù)路線基本上有下列兩條：的長(zhǎng)期耐久性，應(yīng)盡量降低水泥基體的堿度。迄今為止，國(guó)際上采取的技術(shù)路線基本上有下列兩條： (1)(1)對(duì)普通水泥改性對(duì)普通水泥改性: :例如法國(guó)圣哥班公司在普通波特蘭水泥中同時(shí)摻加偏高嶺土與丙烯酸酯乳液；德國(guó)海德堡水泥公司使用高爐水泥例如法國(guó)圣哥班公司在普通波特蘭水泥中同時(shí)摻加偏高嶺土與丙烯酸酯乳液；德國(guó)海德堡水泥公司使用高爐水泥( (高爐礦渣粉含量在高爐礦渣粉含量在7070以上以上) )并同時(shí)摻加偏高嶺土或其它材料。并同時(shí)摻加偏高嶺土或其它材料。 8.3 纖維增

24、強(qiáng)水泥的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài) 第14頁/共72頁 (2)(2)使用專門制造的低堿度水泥使用專門制造的低堿度水泥: :例如中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院開發(fā)的硫鋁酸鹽型低堿度水泥例如中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院開發(fā)的硫鋁酸鹽型低堿度水泥( (由無水硫鋁酸鈣、石灰石、無水石膏組成由無水硫鋁酸鈣、石灰石、無水石膏組成) )，日本秩父水泥公司開發(fā)的，日本秩父水泥公司開發(fā)的CGCCGC水泥水泥( (由無水硫鋁酸鈣、由無水硫鋁酸鈣、C C2 2S S含量高的波特蘭水泥、礦渣與石膏組成含量高的波特蘭水泥、礦渣與石膏組成) )。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，為降低。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，為降低GRCGRC制品的干縮率，應(yīng)使灰砂比控制在制品的干縮率，

25、應(yīng)使灰砂比控制在1 1：1 11 1：1.51.5之間。之間。BiryukovichBiryukovich測(cè)定了單向抗拉的基本性能，他得到的測(cè)定了單向抗拉的基本性能，他得到的E E型玻璃纖維高鋁水泥的應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖型玻璃纖維高鋁水泥的應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖1. 1. 8.3 纖維增強(qiáng)水泥的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài) 第15頁/共72頁 圖圖1.1.含有不同體積纖維高鋁水泥應(yīng)力應(yīng)變曲線含有不同體積纖維高鋁水泥應(yīng)力應(yīng)變曲線 8.3 纖維增強(qiáng)水泥的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài) 第16頁/共72頁 我國(guó)玻璃纖維增強(qiáng)水泥的發(fā)展前景我國(guó)玻璃纖維增強(qiáng)水泥的發(fā)展前景 (1)(1)、玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料的特性決定了其具有廣闊的發(fā)展前景、玻璃纖維增強(qiáng)

26、水泥材料的特性決定了其具有廣闊的發(fā)展前景 玻璃纖維增強(qiáng)水泥作為一種新型的無機(jī)復(fù)合材料具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，首先它是輕質(zhì)的，一般以水泥砂漿為基體的玻璃纖維增強(qiáng)水泥作為一種新型的無機(jī)復(fù)合材料具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，首先它是輕質(zhì)的，一般以水泥砂漿為基體的GRCGRC材料有低的干容重，比普通混凝土約低材料有低的干容重，比普通混凝土約低2020；在抗彎破壞強(qiáng)度相當(dāng)?shù)臈l件下，；在抗彎破壞強(qiáng)度相當(dāng)?shù)臈l件下，GRCGRC的容重可減低的容重可減低5050；GRCGRC高的抗彎強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和高的抗沖擊強(qiáng)度使得其能夠以較薄的厚度獲得所需力學(xué)性能；作為以水泥為膠凝材料的復(fù)合材料，它不僅不怕潮濕而且防火；它的工藝性能好，可

27、任意模造出各種復(fù)雜的造型，用高的抗彎強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和高的抗沖擊強(qiáng)度使得其能夠以較薄的厚度獲得所需力學(xué)性能；作為以水泥為膠凝材料的復(fù)合材料，它不僅不怕潮濕而且防火；它的工藝性能好，可任意模造出各種復(fù)雜的造型，用GRCGRC材料不僅可制造出應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的建筑制品、景觀制品，還可用于制造仿古藝術(shù)品；它的可加工性能好，可任意鋸、釘、磨、鉆，便于安裝施工；其價(jià)格較低，符合我國(guó)國(guó)情，可大量推廣應(yīng)用。材料不僅可制造出應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的建筑制品、景觀制品，還可用于制造仿古藝術(shù)品；它的可加工性能好，可任意鋸、釘、磨、鉆，便于安裝施工；其價(jià)格較低，符合我國(guó)國(guó)情，可大量推廣應(yīng)用。 8.3 纖維增強(qiáng)水泥的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)

28、第17頁/共72頁 (2)(2)、住宅產(chǎn)業(yè)化和大規(guī)模的住宅建設(shè)為、住宅產(chǎn)業(yè)化和大規(guī)模的住宅建設(shè)為GRCGRC產(chǎn)品提供了發(fā)展機(jī)遇產(chǎn)品提供了發(fā)展機(jī)遇 根據(jù)國(guó)家住宅社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，根據(jù)國(guó)家住宅社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，2001200120102010年間，住宅年均建造量將達(dá)到年間，住宅年均建造量將達(dá)到2.52.53.O3.O億億m m2 2；20002000年全國(guó)城鎮(zhèn)年建成年全國(guó)城鎮(zhèn)年建成2 2億億m m2 2的住宅，還有的住宅，還有2020億億m m2 2的城鎮(zhèn)舊房需要逐年改造；農(nóng)村住房建設(shè)每年竣工量為的城鎮(zhèn)舊房需要逐年改造；農(nóng)村住房建設(shè)每年竣工量為8 8億億m m2 2。如此宏大的建設(shè)規(guī)劃和建筑市場(chǎng)，

29、以及建筑體系的多樣化和建筑風(fēng)格的美觀化，為。如此宏大的建設(shè)規(guī)劃和建筑市場(chǎng)，以及建筑體系的多樣化和建筑風(fēng)格的美觀化，為GRCGRC外墻板系列產(chǎn)品、外墻板系列產(chǎn)品、GRCGRC輕質(zhì)內(nèi)隔墻板、輕質(zhì)內(nèi)隔墻板、GRCGRC保溫板和保溫板和GRCGRC通風(fēng)管道的發(fā)展和應(yīng)用提供了良好的機(jī)會(huì)。通風(fēng)管道的發(fā)展和應(yīng)用提供了良好的機(jī)會(huì)。 8.3 纖維增強(qiáng)水泥的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài) 第18頁/共72頁 (3)(3)、國(guó)家墻體改革與建筑節(jié)能政策為、國(guó)家墻體改革與建筑節(jié)能政策為GRCGRC產(chǎn)品提供了用武之地產(chǎn)品提供了用武之地 發(fā)展新型材料、使用新型材料是我國(guó)墻體材料革新的重大舉措。玻璃纖維增強(qiáng)水泥作為一種新型的建筑材料，其產(chǎn)品不僅

30、可在使用功能上替代實(shí)心粘土磚，而且在某些功能上更優(yōu)于實(shí)心粘土磚。在一些產(chǎn)品中還可摻入粉煤灰作填充材料，達(dá)到利用廢料保護(hù)環(huán)境的目的。一方面我國(guó)是一個(gè)能源緊缺的國(guó)家，另一方面建筑能耗又很高，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有很大的差距，其主要表現(xiàn)在建筑保溫上。發(fā)展新型材料、使用新型材料是我國(guó)墻體材料革新的重大舉措。玻璃纖維增強(qiáng)水泥作為一種新型的建筑材料，其產(chǎn)品不僅可在使用功能上替代實(shí)心粘土磚，而且在某些功能上更優(yōu)于實(shí)心粘土磚。在一些產(chǎn)品中還可摻入粉煤灰作填充材料，達(dá)到利用廢料保護(hù)環(huán)境的目的。一方面我國(guó)是一個(gè)能源緊缺的國(guó)家，另一方面建筑能耗又很高，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有很大的差距，其主要表現(xiàn)在建筑保溫上。 8.3 纖維增強(qiáng)

31、水泥的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài) 第19頁/共72頁 我國(guó)確定的我國(guó)確定的20002000年實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能年實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能5050的目標(biāo)，許多省市的墻體改革辦公室都已制訂了本地區(qū)的墻體改革措施和節(jié)能工作規(guī)劃，這就意味著建筑節(jié)能市場(chǎng)將需要大量?jī)?yōu)質(zhì)的、性能可靠的產(chǎn)品。以玻璃纖維增強(qiáng)水泥為面層材料的保溫板材經(jīng)過幾年的使用，證明可以滿足這一要求。的目標(biāo)，許多省市的墻體改革辦公室都已制訂了本地區(qū)的墻體改革措施和節(jié)能工作規(guī)劃，這就意味著建筑節(jié)能市場(chǎng)將需要大量?jī)?yōu)質(zhì)的、性能可靠的產(chǎn)品。以玻璃纖維增強(qiáng)水泥為面層材料的保溫板材經(jīng)過幾年的使用，證明可以滿足這一要求。 我國(guó)目前有不少廠家生產(chǎn)抗堿玻纖網(wǎng)格布增強(qiáng)水泥膨脹珍珠巖多孔條板，多數(shù)

32、廠采用平模成型法，極需解決機(jī)械化連續(xù)生產(chǎn)的技術(shù)與裝備，以大幅度提高此類產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。不過，即使改性后的玻璃纖維，其增強(qiáng)普通硅酸鹽水泥基制品的長(zhǎng)期使用效果仍令人懷疑，因此玻璃纖維增強(qiáng)水泥基材料的耐久性問題仍將是該類材料研究的主要內(nèi)容。我國(guó)目前有不少廠家生產(chǎn)抗堿玻纖網(wǎng)格布增強(qiáng)水泥膨脹珍珠巖多孔條板，多數(shù)廠采用平模成型法，極需解決機(jī)械化連續(xù)生產(chǎn)的技術(shù)與裝備，以大幅度提高此類產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。不過，即使改性后的玻璃纖維，其增強(qiáng)普通硅酸鹽水泥基制品的長(zhǎng)期使用效果仍令人懷疑，因此玻璃纖維增強(qiáng)水泥基材料的耐久性問題仍將是該類材料研究的主要內(nèi)容。 8.3 纖維增強(qiáng)水泥的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài) 第20頁/共72頁 混雜

33、纖維增強(qiáng)水泥板混雜纖維增強(qiáng)水泥板 混雜纖維增強(qiáng)水泥板是采用兩種或兩種以上不同材質(zhì)、不同性能的纖維作為增強(qiáng)材料制成的。由于這些纖維相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，因而有可能使制品獲得較優(yōu)異的性能。例如意大利混雜纖維增強(qiáng)水泥板是采用兩種或兩種以上不同材質(zhì)、不同性能的纖維作為增強(qiáng)材料制成的。由于這些纖維相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，因而有可能使制品獲得較優(yōu)異的性能。例如意大利FibronitFibronit公司在公司在9090年代采取了用纖化聚丙烯薄膜、抗堿玻璃纖維無捻粗紗與抗堿玻璃纖維短切原絲混雜增強(qiáng)的措施，開發(fā)了商品名稱為年代采取了用纖化聚丙烯薄膜、抗堿玻璃纖維無捻粗紗與抗堿玻璃纖維短切原絲混雜增強(qiáng)的措施，開發(fā)了商品名稱為Ret

34、iverRetiver的新型纖維水泥復(fù)合材料，其力學(xué)行為既優(yōu)于纖化聚丙烯薄膜增強(qiáng)水泥，又優(yōu)于的新型纖維水泥復(fù)合材料，其力學(xué)行為既優(yōu)于纖化聚丙烯薄膜增強(qiáng)水泥，又優(yōu)于GRCGRC。如德國(guó)。如德國(guó)FluguritFlugurit公司在抄取法制造壓蒸無石棉纖維水泥平板時(shí)，同時(shí)摻加木漿纖維與聚丙烯纖維，日本松下電工公司在擠出法制造壓蒸無石棉纖維水泥多孔條板時(shí)，也同時(shí)摻加紙纖維與聚丙烯纖維?；祀s纖維增強(qiáng)水泥板將是今后的一個(gè)研究熱點(diǎn)。公司在抄取法制造壓蒸無石棉纖維水泥平板時(shí)，同時(shí)摻加木漿纖維與聚丙烯纖維，日本松下電工公司在擠出法制造壓蒸無石棉纖維水泥多孔條板時(shí)，也同時(shí)摻加紙纖維與聚丙烯纖維。混雜纖維增強(qiáng)水泥

35、板將是今后的一個(gè)研究熱點(diǎn)。 作業(yè)：作業(yè)：寫出纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的種類？寫出纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的種類？ 8.3 纖維增強(qiáng)水泥的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài) 第21頁/共72頁 短纖維增強(qiáng)水泥的制造工藝短纖維增強(qiáng)水泥的制造工藝 最廣泛的最廣泛的GRCGRC制品制造工藝是由英國(guó)建筑科研所于六十年代后期試驗(yàn)成功并推廣出來的制品制造工藝是由英國(guó)建筑科研所于六十年代后期試驗(yàn)成功并推廣出來的“預(yù)混法預(yù)混法”和和“噴射法噴射法”。在預(yù)混法工藝中，首先將各種組分混合成漿料，然后采用一些常規(guī)的技術(shù)。在預(yù)混法工藝中，首先將各種組分混合成漿料，然后采用一些常規(guī)的技術(shù)( (如澆鑄或壓力模壓如澆鑄或壓力模壓) )使之成型制品；噴射

36、法工藝則是從玻璃鋼工業(yè)中演變而來的，在這種工藝中，水泥砂漿和現(xiàn)場(chǎng)切割的玻璃纖維束被同時(shí)噴射到適當(dāng)?shù)哪＞呋虺尚兔嫔?，從而成型制品，其它一些在玻璃鋼工業(yè)中常用的制造工藝使之成型制品；噴射法工藝則是從玻璃鋼工業(yè)中演變而來的，在這種工藝中，水泥砂漿和現(xiàn)場(chǎng)切割的玻璃纖維束被同時(shí)噴射到適當(dāng)?shù)哪＞呋虺尚兔嫔?，從而成型制品，其它一些在玻璃鋼工業(yè)中常用的制造工藝( (如纖維纏繞或手糊鋪層工藝如纖維纏繞或手糊鋪層工藝) )同樣也適用于同樣也適用于GRCGRC制品的制造，但目前的應(yīng)用范圍還很有限。而對(duì)于大批量的制品的制造，但目前的應(yīng)用范圍還很有限。而對(duì)于大批量的GRCGRC薄板生產(chǎn)來講，還可以采用標(biāo)準(zhǔn)的石棉水泥生產(chǎn)

37、方法；如薄板生產(chǎn)來講，還可以采用標(biāo)準(zhǔn)的石棉水泥生產(chǎn)方法；如HatschekHatschek工藝或工藝或MagnaniMagnani工藝。工藝。 8.4 短纖維增強(qiáng)水泥的制造工藝 第22頁/共72頁 原材料原材料 制造制造GRCGRC制品的最基本的材料是玻璃纖維、水泥、砂子和水，有時(shí)還加入粉煤灰、火山灰之類的添加劑，而且添加劑的應(yīng)用有日益擴(kuò)大的趨勢(shì)。目前，還普遍加入分散劑和工藝助劑制品的最基本的材料是玻璃纖維、水泥、砂子和水，有時(shí)還加入粉煤灰、火山灰之類的添加劑，而且添加劑的應(yīng)用有日益擴(kuò)大的趨勢(shì)。目前，還普遍加入分散劑和工藝助劑( (如甲基纖維素如甲基纖維素) )或加氣劑或加氣劑( (如磺化木質(zhì)

38、素如磺化木質(zhì)素) )。為獲得適當(dāng)?shù)墓に囘^程，有時(shí)需采用阻聚劑或促進(jìn)劑?，F(xiàn)在，國(guó)外推薦加入少量合適的聚合物分散體。為獲得適當(dāng)?shù)墓に囘^程，有時(shí)需采用阻聚劑或促進(jìn)劑?，F(xiàn)在，國(guó)外推薦加入少量合適的聚合物分散體( (如丙烯酸類樹脂如丙烯酸類樹脂) )。如果出于美觀的原因而要求。如果出于美觀的原因而要求GRCGRC制品具有特殊的色彩，則可在砂漿中加入粉狀或液狀顏料。所用的玻璃纖維通常是耐堿玻纖無捻粗紗或者短切原絲。典型的無捻粗紗由制品具有特殊的色彩，則可在砂漿中加入粉狀或液狀顏料。所用的玻璃纖維通常是耐堿玻纖無捻粗紗或者短切原絲。典型的無捻粗紗由4040股原絲組成，每股原絲中含有股原絲組成，每股原絲中含有

39、200200根左右的直徑為根左右的直徑為101020m20m的單絲。的單絲。 8.4 短纖維增強(qiáng)水泥的制造工藝 第23頁/共72頁 無捻粗紗在切割過程中通常會(huì)全部分散成原絲，而原絲再分散成單絲的程度則可通過改變單絲表面的涂覆層無捻粗紗在切割過程中通常會(huì)全部分散成原絲，而原絲再分散成單絲的程度則可通過改變單絲表面的涂覆層( (浸潤(rùn)劑浸潤(rùn)劑) )成份而使其在很大的范圍內(nèi)變化。成份而使其在很大的范圍內(nèi)變化?！败浲扛矂┸浲扛矂笔乖z在與水混合時(shí)易于分散成單絲；而使原絲在與水混合時(shí)易于分散成單絲；而“硬涂覆劑硬涂覆劑”則正好相反，它使原絲在與水混合的過程中趨向于保持完整。在則正好相反，它使原絲在與水混

40、合的過程中趨向于保持完整。在GRCGRC制品的制造過程中，粗紗和原絲分別分散成原絲和單絲的程度是個(gè)非常重要的因素，它對(duì)制品的制造過程中，粗紗和原絲分別分散成原絲和單絲的程度是個(gè)非常重要的因素，它對(duì)GRCGRC制品的強(qiáng)度具有很大的影響，而且對(duì)生產(chǎn)工藝亦有一定影響。制品的強(qiáng)度具有很大的影響，而且對(duì)生產(chǎn)工藝亦有一定影響。 作業(yè)：作業(yè)：短纖維增強(qiáng)水泥復(fù)合材料的制造工藝有哪些？短纖維增強(qiáng)水泥復(fù)合材料的制造工藝有哪些？ 8.4 短纖維增強(qiáng)水泥的制造工藝 第24頁/共72頁 噴射法噴射法 在噴射法工藝中，短切纖維和水泥砂漿通常由各自的噴嘴噴射到模具上，兩者在模具表面混合。水泥砂漿需先經(jīng)粗篩濾去其中的結(jié)塊料，

41、然后經(jīng)計(jì)量泵喂料至噴槍，并用壓縮空氣霧化。為獲得易干加工的混合料，水和水泥之比值必須足夠高，但也必須注意要避免對(duì)制品強(qiáng)區(qū)產(chǎn)生過多的影響。當(dāng)為了獲得所需的工藝性而采用很高的水和水泥比值時(shí)，在噴射結(jié)束后需將過量的水分除去。玻璃纖維以粗紗形式送入切割喂料機(jī)。切割機(jī)與噴槍相連，它將玻璃纖維切割成所需的長(zhǎng)度，并送入水泥砂漿流中，使之逐漸在模具上形成由纖維和砂漿組成的氈。由噴射法制造的在噴射法工藝中，短切纖維和水泥砂漿通常由各自的噴嘴噴射到模具上，兩者在模具表面混合。水泥砂漿需先經(jīng)粗篩濾去其中的結(jié)塊料，然后經(jīng)計(jì)量泵喂料至噴槍，并用壓縮空氣霧化。為獲得易干加工的混合料，水和水泥之比值必須足夠高，但也必須注意

42、要避免對(duì)制品強(qiáng)區(qū)產(chǎn)生過多的影響。當(dāng)為了獲得所需的工藝性而采用很高的水和水泥比值時(shí)，在噴射結(jié)束后需將過量的水分除去。玻璃纖維以粗紗形式送入切割喂料機(jī)。切割機(jī)與噴槍相連，它將玻璃纖維切割成所需的長(zhǎng)度，并送入水泥砂漿流中，使之逐漸在模具上形成由纖維和砂漿組成的氈。由噴射法制造的GRCGRC制品中的玻璃纖維含量通常是制品中的玻璃纖維含量通常是5 5 ( (重量比重量比) )。 8.4 短纖維增強(qiáng)水泥的制造工藝 第25頁/共72頁 第26頁/共72頁 手工噴射法手工噴射法 在手工噴射法工藝中，由內(nèi)操作人員操縱噴槍在模具上方作前后往復(fù)移動(dòng)，并使原材制的噴射流盡可能地垂直于模具表面，直至到達(dá)到所需厚度。當(dāng)噴

43、射料層達(dá)到所需厚度后，還需進(jìn)行輥壓處理，以排除裹入的空氣，并使玻璃纖維能被水泥漿完全浸透。輥壓處理對(duì)于保證制品獲得模具的表面形狀及提高復(fù)合材料的密度也很有益。最后可對(duì)經(jīng)輥壓處理后的制品表面進(jìn)行修整并進(jìn)行手工壓型，從而獲得裝飾的效果。用這種工藝制好的在手工噴射法工藝中，由內(nèi)操作人員操縱噴槍在模具上方作前后往復(fù)移動(dòng)，并使原材制的噴射流盡可能地垂直于模具表面，直至到達(dá)到所需厚度。當(dāng)噴射料層達(dá)到所需厚度后，還需進(jìn)行輥壓處理，以排除裹入的空氣，并使玻璃纖維能被水泥漿完全浸透。輥壓處理對(duì)于保證制品獲得模具的表面形狀及提高復(fù)合材料的密度也很有益。最后可對(duì)經(jīng)輥壓處理后的制品表面進(jìn)行修整并進(jìn)行手工壓型，從而獲得

44、裝飾的效果。用這種工藝制好的GRCGRC制品，其一側(cè)表面則為經(jīng)過輥壓，另一側(cè)表而則為經(jīng)過輥修、修整或裝飾后的表面。制品，其一側(cè)表面則為經(jīng)過輥壓，另一側(cè)表而則為經(jīng)過輥修、修整或裝飾后的表面。 8.4 短纖維增強(qiáng)水泥的制造工藝 第27頁/共72頁 機(jī)械噴射法機(jī)械噴射法 上述的手工噴射法可進(jìn)行機(jī)械化操作，用于制造平直的或淺型材。在機(jī)械化噴射工藝中，模具一般保持靜止，噴槍則按預(yù)定的方式移動(dòng)。從而保證噴射料沉積均勻以及纖維在復(fù)合材料中分布合理。機(jī)械化噴射法的生產(chǎn)效率比手工法高得多，通?？梢赃_(dá)到上述的手工噴射法可進(jìn)行機(jī)械化操作，用于制造平直的或淺型材。在機(jī)械化噴射工藝中，模具一般保持靜止，噴槍則按預(yù)定的方

45、式移動(dòng)。從而保證噴射料沉積均勻以及纖維在復(fù)合材料中分布合理。機(jī)械化噴射法的生產(chǎn)效率比手工法高得多，通?？梢赃_(dá)到25-3025-30公斤產(chǎn)品公斤產(chǎn)品/ /分鐘。分鐘。 8.4 短纖維增強(qiáng)水泥的制造工藝 第28頁/共72頁 噴射脫水法噴射脫水法 噴射脫水法最早是由英國(guó)建筑科研所作為手工噴射法的一種改進(jìn)工藝研究成功的，隨后又進(jìn)行了機(jī)械化改進(jìn)，并用于噴射脫水法最早是由英國(guó)建筑科研所作為手工噴射法的一種改進(jìn)工藝研究成功的，隨后又進(jìn)行了機(jī)械化改進(jìn)，并用于GRCGRC薄板的全機(jī)械化生產(chǎn)。薄板的全機(jī)械化生產(chǎn)。 為了使水分易于濾去，用于成型薄板的水平模具的底部必須是多孔結(jié)構(gòu)，并覆蓋一層濕態(tài)強(qiáng)度很高的濾紙或多孔塑

46、性材料作為過濾層。當(dāng)為了使水分易于濾去，用于成型薄板的水平模具的底部必須是多孔結(jié)構(gòu)，并覆蓋一層濕態(tài)強(qiáng)度很高的濾紙或多孔塑性材料作為過濾層。當(dāng)GRCGRC料層沉積到適當(dāng)厚度時(shí)，從模具下方抽吸空氣，在負(fù)壓作用下使沉積料層中的水脫去。用這種方法可以使砂漿中水和水泥的比例由通常的料層沉積到適當(dāng)厚度時(shí)，從模具下方抽吸空氣，在負(fù)壓作用下使沉積料層中的水脫去。用這種方法可以使砂漿中水和水泥的比例由通常的0.550.55降到降到0.25-0.300.25-0.30，從而使制品的初始強(qiáng)度得到相應(yīng)提高。所制薄板的上表面可進(jìn)行修整或修飾，而下表面則與過濾材料的紋理一致。，從而使制品的初始強(qiáng)度得到相應(yīng)提高。所制薄板的

47、上表面可進(jìn)行修整或修飾，而下表面則與過濾材料的紋理一致。 8.4 短纖維增強(qiáng)水泥的制造工藝 第29頁/共72頁 第30頁/共72頁 預(yù)混法預(yù)混法 將短切纖維原絲與水泥、砂子、水和添加劑混合后進(jìn)行澆鑄成型制品的工藝稱為預(yù)混法。該工藝顧名思義分為兩步：制備可使纖維均勻混入的砂漿，以及使纖維在砂漿中均勻混合。纖維在砂漿混好后加入，從而可使纖維的損傷降低到最低程度。將短切纖維原絲與水泥、砂子、水和添加劑混合后進(jìn)行澆鑄成型制品的工藝稱為預(yù)混法。該工藝顧名思義分為兩步：制備可使纖維均勻混入的砂漿，以及使纖維在砂漿中均勻混合。纖維在砂漿混好后加入，從而可使纖維的損傷降低到最低程度。 早期的研究表明，玻璃纖維

48、在混料機(jī)中的纏繞結(jié)成團(tuán)導(dǎo)致纖維在基材中的分散性很差，以及混合料的加工和配置困難。同時(shí)由于纖維的存在，基體中的水分易于沿著纖維游離到材料表面，因此，即使施加很低的壓力，也會(huì)導(dǎo)致分凝和失水。早期的研究表明，玻璃纖維在混料機(jī)中的纏繞結(jié)成團(tuán)導(dǎo)致纖維在基材中的分散性很差，以及混合料的加工和配置困難。同時(shí)由于纖維的存在，基體中的水分易于沿著纖維游離到材料表面，因此，即使施加很低的壓力，也會(huì)導(dǎo)致分凝和失水。 8.4 短纖維增強(qiáng)水泥的制造工藝 第31頁/共72頁 第32頁/共72頁 解決這些問題的方法是在混合料中加入少量的聚合物如聚環(huán)氧乙烯和甲基纖維素以改進(jìn)濕態(tài)混合料的性能。在玻璃纖維加入混合料進(jìn)行混合之前，

49、應(yīng)先將纖維在聚合物溶液中浸濕，使纖維具有一定的潤(rùn)滑度，從而提高其水相粘度，這種方法可使纖維在混合料中的分布更好，并有助于保持水分。解決這些問題的方法是在混合料中加入少量的聚合物如聚環(huán)氧乙烯和甲基纖維素以改進(jìn)濕態(tài)混合料的性能。在玻璃纖維加入混合料進(jìn)行混合之前，應(yīng)先將纖維在聚合物溶液中浸濕，使纖維具有一定的潤(rùn)滑度，從而提高其水相粘度，這種方法可使纖維在混合料中的分布更好，并有助于保持水分。 預(yù)混法預(yù)混法GRCGRC混合料的配方隨所制制品而定，通常砂子的含量為水泥重量的混合料的配方隨所制制品而定，通常砂子的含量為水泥重量的50%50%。在水與水泥之比值較低時(shí)（最好不超過。在水與水泥之比值較低時(shí)（最好

50、不超過0.350.35），加入添加劑可獲得良好的加工性能。預(yù)混法），加入添加劑可獲得良好的加工性能。預(yù)混法GRCGRC制品中玻璃纖維的含量（重量比）在制品中玻璃纖維的含量（重量比）在4%4%以上，長(zhǎng)度為以上，長(zhǎng)度為12-25mm12-25mm。 8.4 短纖維增強(qiáng)水泥的制造工藝 第33頁/共72頁 纏繞工藝?yán)p繞工藝 纖維纏繞工藝廣泛應(yīng)用于玻璃鋼工業(yè)中，特別是用于制造高技術(shù)產(chǎn)品。在纖維纏繞工藝廣泛應(yīng)用于玻璃鋼工業(yè)中，特別是用于制造高技術(shù)產(chǎn)品。在GRCGRC工業(yè)中，這種方法目前使用得還很少，主要原因是成本比較高。工業(yè)中，這種方法目前使用得還很少，主要原因是成本比較高。 玻璃纖維無捻粗紗或原絲在水泥

51、和砂漿中通過并被浸漬（有時(shí)以散絲的形式通過攪拌好的水泥漿槽），隨后將此經(jīng)浸漬的粗紗或原絲纏繞到以適當(dāng)形式旋轉(zhuǎn)的成型模具或者心軸上，同時(shí)向該構(gòu)架上噴射其余的砂漿及短纖維原絲，然后利用壓實(shí)輥或采用抽吸真空的方法將多余的砂漿和水分除去，即可制成密實(shí)度相當(dāng)好的玻璃纖維無捻粗紗或原絲在水泥和砂漿中通過并被浸漬（有時(shí)以散絲的形式通過攪拌好的水泥漿槽），隨后將此經(jīng)浸漬的粗紗或原絲纏繞到以適當(dāng)形式旋轉(zhuǎn)的成型模具或者心軸上，同時(shí)向該構(gòu)架上噴射其余的砂漿及短纖維原絲，然后利用壓實(shí)輥或采用抽吸真空的方法將多余的砂漿和水分除去，即可制成密實(shí)度相當(dāng)好的GRCGRC制品。玻璃纖維原絲通常需保持一定的微張力，從而保證原絲在

52、制品中的平直和排列。制品。玻璃纖維原絲通常需保持一定的微張力，從而保證原絲在制品中的平直和排列。 8.4 短纖維增強(qiáng)水泥的制造工藝 第34頁/共72頁 手糊工藝手糊工藝 這種工藝也是從玻璃鋼工藝中借用而來的，當(dāng)用這種工藝制造這種工藝也是從玻璃鋼工藝中借用而來的，當(dāng)用這種工藝制造GRCGRC制品時(shí)，可采用多種玻璃纖維制品作為增強(qiáng)材料，如無捻粗紗、短切纖維氈或玻纖織物。采用適當(dāng)?shù)哪＞呋虺尚兔?，可成型各種形狀和尺寸的制品。由于纖維增強(qiáng)材料很難直接被水泥漿潤(rùn)濕，因此，最好預(yù)先使纖維被水泥漿潤(rùn)濕。將經(jīng)潤(rùn)濕的增強(qiáng)材料鋪放在模具內(nèi)或成型面上，用特制的刷輥糊上余量的水泥糊，并施加壓力使之壓實(shí)并成型適當(dāng)?shù)男螤睢?/p>

53、有時(shí)通過外部振動(dòng)也能達(dá)到壓實(shí)的目的。超過需要的多余水分可通過抽濾或壓力使之脫去。制品時(shí)，可采用多種玻璃纖維制品作為增強(qiáng)材料，如無捻粗紗、短切纖維氈或玻纖織物。采用適當(dāng)?shù)哪＞呋虺尚兔?，可成型各種形狀和尺寸的制品。由于纖維增強(qiáng)材料很難直接被水泥漿潤(rùn)濕，因此，最好預(yù)先使纖維被水泥漿潤(rùn)濕。將經(jīng)潤(rùn)濕的增強(qiáng)材料鋪放在模具內(nèi)或成型面上，用特制的刷輥糊上余量的水泥糊，并施加壓力使之壓實(shí)并成型適當(dāng)?shù)男螤?。有時(shí)通過外部振動(dòng)也能達(dá)到壓實(shí)的目的。超過需要的多余水分可通過抽濾或壓力使之脫去。 8.4 短纖維增強(qiáng)水泥的制造工藝 第35頁/共72頁 養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)( (固化固化) ) 通常情況下，通常情況下， 由水凝水泥制成的由

54、水凝水泥制成的GRCGRC制品均需經(jīng)過精心控制的養(yǎng)護(hù)，制品均需經(jīng)過精心控制的養(yǎng)護(hù)， 在任何給定的時(shí)間內(nèi)，水泥的性能反映了其水合的程度，而后者又是由養(yǎng)護(hù)工藝所決定。由于在大部分在任何給定的時(shí)間內(nèi)，水泥的性能反映了其水合的程度，而后者又是由養(yǎng)護(hù)工藝所決定。由于在大部分GRCGRC制品中，水泥和砂子制品中，水泥和砂子( (以及火山灰以及火山灰) )占固含量的占固含量的9595甚至更多，因此適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)非常重要。如果能嚴(yán)格執(zhí)行正確的養(yǎng)護(hù)制度，甚至更多，因此適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)非常重要。如果能嚴(yán)格執(zhí)行正確的養(yǎng)護(hù)制度，GRCGRC中的水泥基材將能全部均勻水合，從而保證制品某些特定性能良好的重現(xiàn)性。許多中的水泥基材將能

55、全部均勻水合，從而保證制品某些特定性能良好的重現(xiàn)性。許多GRCGRC制品的厚度均很薄，因而很重要的一點(diǎn)是必須在潮濕的氣氛中養(yǎng)護(hù)，從而盡可能地減少制品的早期收縮。只有經(jīng)過適當(dāng)養(yǎng)護(hù)的制品的厚度均很薄，因而很重要的一點(diǎn)是必須在潮濕的氣氛中養(yǎng)護(hù)，從而盡可能地減少制品的早期收縮。只有經(jīng)過適當(dāng)養(yǎng)護(hù)的GRCGRC制品才具備足夠的強(qiáng)度、剛度和硬度以保證脫模后加工的安全。制品才具備足夠的強(qiáng)度、剛度和硬度以保證脫模后加工的安全。 8.4 短纖維增強(qiáng)水泥的制造工藝 第36頁/共72頁 第37頁/共72頁 第38頁/共72頁 纖維水泥的增強(qiáng)機(jī)理纖維水泥的增強(qiáng)機(jī)理 纖維起加強(qiáng)作用的機(jī)理涉及到應(yīng)力通過界面的剪切或者如果纖

56、維表面變形，通過纖維與基體之間的相互連接，從基體傳到纖維。纖維和基體共同承受拉力直到基體裂損，然后總的力都轉(zhuǎn)移到纖維上。這種損壞機(jī)理上的變化，使下述各方面的性能得到重大改善：柔韌性、堅(jiān)固性、抗沖擊性、受拉性、抗撓強(qiáng)度、疲勞壽命、抗磨損、收縮性、耐久性和抗氣蝕作用纖維起加強(qiáng)作用的機(jī)理涉及到應(yīng)力通過界面的剪切或者如果纖維表面變形，通過纖維與基體之間的相互連接，從基體傳到纖維。纖維和基體共同承受拉力直到基體裂損，然后總的力都轉(zhuǎn)移到纖維上。這種損壞機(jī)理上的變化，使下述各方面的性能得到重大改善：柔韌性、堅(jiān)固性、抗沖擊性、受拉性、抗撓強(qiáng)度、疲勞壽命、抗磨損、收縮性、耐久性和抗氣蝕作用 8.5 纖維水泥的增

57、強(qiáng)機(jī)理 第39頁/共72頁 玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料中，玻纖配筋方式絕大多數(shù)是亂向短纖維配筋。對(duì)于帶狀、網(wǎng)格布作配筋，一般都配在主應(yīng)力方向上。關(guān)于估計(jì)纖維增強(qiáng)水泥材料初裂強(qiáng)度或比例極限的增強(qiáng)機(jī)理有兩種觀點(diǎn)。一種是纖維間距機(jī)理，理論依據(jù)是纖維的阻裂作用和淺彈性斷裂力學(xué)，它與纖維的問題有關(guān)；另一種是復(fù)合材料機(jī)理，理論依據(jù)是復(fù)合材料的混合律，它與纖維的體積率、取向和長(zhǎng)徑比有關(guān)。假定復(fù)合材料是均質(zhì)的、連續(xù)的，纖維同水泥基材之間的粘結(jié)力相同，根據(jù)混合律法則，復(fù)合材料的彈性模量玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料中，玻纖配筋方式絕大多數(shù)是亂向短纖維配筋。對(duì)于帶狀、網(wǎng)格布作配筋，一般都配在主應(yīng)力方向上。關(guān)于估計(jì)纖維增強(qiáng)水泥材料

58、初裂強(qiáng)度或比例極限的增強(qiáng)機(jī)理有兩種觀點(diǎn)。一種是纖維間距機(jī)理，理論依據(jù)是纖維的阻裂作用和淺彈性斷裂力學(xué)，它與纖維的問題有關(guān)；另一種是復(fù)合材料機(jī)理，理論依據(jù)是復(fù)合材料的混合律，它與纖維的體積率、取向和長(zhǎng)徑比有關(guān)。假定復(fù)合材料是均質(zhì)的、連續(xù)的，纖維同水泥基材之間的粘結(jié)力相同，根據(jù)混合律法則，復(fù)合材料的彈性模量E E。和抗拉力初裂強(qiáng)度。和抗拉力初裂強(qiáng)度crcr分別為：分別為： 8.5 纖維水泥的增強(qiáng)機(jī)理 第40頁/共72頁 EcEm1+Vf(CFn1)， (1) crmu1+Vf(CFn1)， (2) 、 按最有利假定，靠摻入纖維來增大剛度或者增大抗裂應(yīng)力，這些開裂前的性能不可能得到很大改進(jìn)。摻入纖維

59、的優(yōu)點(diǎn)在于基體發(fā)生開裂后纖維的承載能力。按最有利假定，靠摻入纖維來增大剛度或者增大抗裂應(yīng)力，這些開裂前的性能不可能得到很大改進(jìn)。摻入纖維的優(yōu)點(diǎn)在于基體發(fā)生開裂后纖維的承載能力。 8.5 纖維水泥的增強(qiáng)機(jī)理 第41頁/共72頁 關(guān)于纖維的增強(qiáng)機(jī)理，現(xiàn)已提出了精密的理論分析，但在這種水泥基復(fù)合材料中，基體的破壞應(yīng)變比纖維小很多，纖維體積很少超過關(guān)于纖維的增強(qiáng)機(jī)理，現(xiàn)已提出了精密的理論分析，但在這種水泥基復(fù)合材料中，基體的破壞應(yīng)變比纖維小很多，纖維體積很少超過8 8，纖維的分布多半界于二維或亂向三維之間，而且纖維很短，粘結(jié)力弱，采用的成型工藝可能引起纖維間的較大磨損，從而使纖維強(qiáng)度受到較大損失。實(shí)踐

60、中纖維增強(qiáng)基體的效率要比理想應(yīng)力應(yīng)變曲線計(jì)算過程中的假設(shè)差得多，妨礙準(zhǔn)確預(yù)測(cè)復(fù)合材料性能的其它因素是那些隨時(shí)間而變化的參數(shù)。這些關(guān)鍵性參數(shù)隨基體的不斷水化而變化，某一時(shí)間的精確強(qiáng)度，一般只是推測(cè)而巳。盡管如此，為了能預(yù)測(cè)基體可能改善的，纖維的分布多半界于二維或亂向三維之間，而且纖維很短，粘結(jié)力弱，采用的成型工藝可能引起纖維間的較大磨損，從而使纖維強(qiáng)度受到較大損失。實(shí)踐中纖維增強(qiáng)基體的效率要比理想應(yīng)力應(yīng)變曲線計(jì)算過程中的假設(shè)差得多，妨礙準(zhǔn)確預(yù)測(cè)復(fù)合材料性能的其它因素是那些隨時(shí)間而變化的參數(shù)。這些關(guān)鍵性參數(shù)隨基體的不斷水化而變化，某一時(shí)間的精確強(qiáng)度，一般只是推測(cè)而巳。盡管如此，為了能預(yù)測(cè)基體可能改