| 书名 | 新型纤维增强水泥基复合材料 | 作者 | 沈荣熹 |
|---|---|---|---|
| ISBN | 7-80159-609-9 | 定价 | ￥50元 |
| 出版社 | 中国建材工业出版社 | 出版时间 | 2004年3月 |
| 开本 | 16开 | ||
第1章 绪论
1.1 纤维增强水泥基复合材料的定义
1.2 纤维增强水泥基复合材料的发展历史
1.3 纤维增强水泥基复合材料的分类
1.4 新型纤维增强水泥基复合材料的类别与品种
第2章 纤维增强水泥基复合材料的组成材料
2.1 纤维增强材
2.2 基材
第3章 纤维与水泥基材的复合增强作用
3.1 概述
3.2 影响纤维与水泥基材复合增强作用的要素
3.3 纤维增强水泥基复合材料限制收宿时纤维的阻裂作用
3.4 纤维增强水泥基复合材料收缩裂缝的理论模型
3.5 纤维增强水泥基复合材料受弯时纤维与水泥基材的复合增强作用
3.6 纤维增强水泥基复合材料的韧性
第4章 纤维增强水泥基复合材料的制作工艺
4.1 纤维增强水泥的制作工艺
4.2 纤维增强混凝土的制作工艺
第5章 纤维增强水泥基复合材料的性能试验方法
5.1 纤维增强水泥的性能试验
5.2 纤维增强混凝土的性能试验
第6章 金属纤维增强水泥基复合材料
6.1 钢纤维增强高强混凝土
6.2 钢纤维增强膨胀混凝土
6.3 不锈钢纤维增强耐火混凝土
6.4 金属玻璃纤维增强混凝土
6.5 钢棉增强水泥
第7章 玻璃纤维增强水泥基复合材料
第8章 合成纤维增强水泥基复合材料
第9章 天然有机纤维增强水泥基复合材料
第10章 碳纤维增强水泥基复合材料
第11章 混杂纤维增强水泥基复合材料
第12章 高性能纤维增强水泥基复合材料
参考文献
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水泥基复合材料的研究前景!
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第1章 先进水泥基复合材料发展概况
1.1 引言
1.2 传统水泥基材料所面临的挑战
1.3 新型水泥基复合材料的特征与概念
1.4 先进水泥基复合材料研究动态
1.5 先进水泥基复合材料的研究内容与重点
参考文献
第2章 有机物与水泥的界面化学反应
2.1 实验原材料
2.1.1 水泥品种
2.1.2 水泥熟料矿物制备
2.1.3 有机物的选择
2.2 化学反应性的红外光谱研究
2.2.1 实验方法及测试条件
2.2.2 测试结果分析
2.2.3 红外加合谱分析
2.3 水溶性聚合物溶液的性质
2.3.1 聚合物的溶解特性
2.3.2 聚电解质性质
2.3.3 PVA和PAM的化学活性
2.4 X射线光电子能谱研究
2.4.1 XPS技术原理
2.4.2 实验设备及制样方法
2.4.3 测试结果及讨论
2.4.4 俄歇参数分析法
2.5 水化反应体系中的离子浓度变化及热效应
2.5.1 液相中Ca2+和Al3+的浓度变化
2.5.2 水化体系的反应热效应
2.5.3 水化固相的XRD分析
参考文献
第3章 水泥基复合材料的界面组成、结构及其改性
3.1 水泥基材料的界面
3.1.1 界面的概念与黏结类型
3.1.2 水泥基材料的界面研究
3.2 聚合物一铝酸盐水泥界面黏结层的结构模型
3.2.1 高效液相色谱法实验原理
3.2.2 实验方法与结果分析
3.3 界面化学键合层的深度分析
3.3.1 XPS转角深度分析原理
3.3.2 实验方法及条件
3.3.3 PAM与CA单矿水化界面键合层的组成、结构
3.4 纤维增强水泥基复合材料界面特性
3.4.1 纤维水泥基材料界面的细观特性
3.4.2 纤维一基体界面力学模型
3.4.3 纤维一基体界面黏结性能的试验方法
3.4.4 影响纤维与水泥基体界面黏结性能的因素
3.4.5 改善合成纤维一基体黏结性能的措施
3.5 界面改性与偶联剂作用
3.5.1 界面改性与偶联剂作用机理
3.5.2 硅烷偶联剂增强界面黏结作用
3.5.3 偶联剂改性的水泥基复合材料界面行为
参考文献
第4章 水泥基复合材料的多层次结构
4.1 硬化水泥浆体微结构
4.1.1 水泥水化硬化机理
4.1.2 硬化水泥浆体微观结构的形成
4.1.3 硬化水泥浆体微结构模型
4.2 界面过渡区结构
4.2.1 界面过渡区微观结构形成
4.2.2 界面过渡区结构模型
……
第5章 水泥基复合材料体积稳定性与控制技术
第6章 水泥基复合材料的复合增强机理
第7章 先进水泥基复合材料的研制与应用
参考文献
内容简介 先进水泥基复合材料是通过组成、结构优化设计，采用先进技术制备的具有优异性能的新型高技术水泥基材料，其性能特点是韧性好、强度高、可设计性好，是当前本领域研究的重点和技术应用的难点。本书是作者团队近二十年来开展先进水泥基复合材料研究与实践的成果总结，内容包括理论研究、实验分析、生产与制备、工程应用。作者围绕材料的增强机理、设计与制备，工程应用技术的难点和关键进行了深入系统的研究，介绍了所取得的系统性理论和技术应用成果。
本书内容丰富、体系完整，具有很强的实用性，可供相关专业的科研、设计、生产技术人员和大学师生参考。
它比一般混凝土性能有所提高。以短切的耐碱玻璃纤维约3%~10%含量的复合材料为例，其密度为1600~2500kg/m3，抗冲强度8.0~24.5N·mm/mm2，压缩强度48~83MPa，热膨胀系数为(11~16)×10-6K-1。性能随所用原材料、配比、工艺和养护条件而异。
水泥基复合材料基本上用于制造建筑构件，如内、外墙板、天花板等。
《复合材料》是2007年9月重庆大学出版社出版的图书，作者是冯小明、张崇才。
基本介绍 书名 ：复合材料 作者 ：冯小明张崇才 ISBN ：756244136 定价 ：2800元 出版社 ：重庆大学出版社 出版时间 ：2007-09 装帧 ：平装 开本 ：16开 字数 ：443000千 丛书名 ：材料科学与工程专业本科系列教材 内容简介,图书目录, 内容简介 本书主要介绍复合材料的基本概念、复合原理，以及不同基体复合材料的材料体系组成、制备工艺、性能及套用，同时论述了复合材料新的设计、制备方法和复合技术，还对复合材料的可靠性和质量评价进行了讨论。本书适合作为材料科学与工程类本科教材，也可供从事复合材料领域的研究人员、工程技术人员参考。 图书目录 第1章 概论 1．1 复合材料的定义、命名和分类 1．2 复合材料的组成 1．3 复合材料的基本性能 第2章 复合材料的复合原理及界面 2．1 复合材料的复合原理 2．2 复合材料的界面 第3章 复合材料的增强材料 3．1 玻璃纤维增强材料 3．2 碳纤维增强材料 3．3 氧化铝系列纤维 3．4 碳化矽纤维 3．5 芳纶纤维 3．6 晶须 3．7 颗粒增强材料 第4章 聚合物基复合材料 4．1 聚合物基复合材料概述 4．2 聚合物基复合材料设计 4．3 聚合物基复合材料的制造工艺和方法 4．4 聚合物基复合材料的套用 第5章 金属基复合材料 5．1 金属基复合材料概论 5．2 金属基复合材料的制造方法 5．3 金属基复合材料的性能与套用 第6章 陶瓷基复合材料 6．1 陶瓷基复合材料概论 6．2 陶瓷基复合材料的成型加工技术 6．3 陶瓷基复合材料的套用 第7章 水泥基复合材料 7．1 概述 7．2 高性能混凝土 7．3 纤维增强水泥基复合材料 7．4 聚合物混凝土复合材料 7．5 水泥基复合材料的套用 第8章 先进复合材料 8．1 碳/碳复合材料 8．2 纳米复合材料 8．3 功能复合材料 8．4 梯度功能复合材料 第9章 材料复合新技术 9．1 原位复合技术 9．2 自蔓延复合技术 9．3 梯度复合技术 9．4 其他复合新技术 第10章 复合材料可靠性与无损评价 101 复合材料可靠性问题 10．2 从组分材料人手提高复合材料可靠性 10．3 从控制工艺质量来提高复合材料可靠性 10．4 环境条件下的可靠性评价 10．5 复合材料的无损检测方法 10．6 复合材料质量评价与监控 参考文献
水泥基复合材料。主要原料硅酸盐水泥。
以硅酸盐水泥为基体，以耐碱玻璃纤维、通用合成纤维、各种陶瓷纤维、碳和芳纶等高性能纤维、金属丝以及天然植物纤维和矿物纤维为增强体，加入填料、化学助剂和水经复合工艺构成的复合材料。
水泥基复合材料比一般混凝土性能有所提高。以短切的耐碱玻璃纤维约3%～10%含量的复合材料为例，其密度为1600～2500kg/m3，抗冲强度80～245N·mm/mm2，压缩强度48～83MPa，热膨胀系数为(11～16)×10-6K-1。性能随所用原材料、配比、工艺和养护条件而异。
目前，在国内外对混凝土材料的研究下，通过结合高强混凝土的实际使用条件，可以通过改变混凝土的微观结构来达到提高高强混凝土使用性能的目的。
1 硅粉混凝土
硅铁合金厂和硅金属厂在冶炼金属时，极细的粉末随气体从烟道排出，通过收尘装置收集的粉尘称为硅粉。硅粉中二氧化硅（SiO2）含量极高，颗粒为极小的球形玻璃体。硅粉掺入混凝土中，具有良好的火山灰效应和微粒充填效应，能改善混凝土的孔结构和密实性。新拌的硅粉混凝土泌水小，和易性好；能提高混凝土的强度和抗渗能力；提高混凝土抗化学腐蚀能力等。
11 矿粉混凝土的耐久性
（1）抗冻性。
当硅粉掺量少时，硅粉混凝土的抗冻性与普通混凝土基本相同，当硅粉掺量超过15%时，硅粉混凝土的抗冻性较差。
水科院结材所曾对C20，C50，C80三种强度等级的硅粉混凝土和普通混凝土进行抗冻试验。试验结果表明，掺硅粉5%的C20级混凝土，抗冻性优于普通混凝土，经50次冻融循环，相对弹性模数分别为716%和522%；C50级混凝土，掺硅粉5～15%，均达到300次冻融循环，而普通混凝土只达到250次循环；C80级混凝土，掺硅粉20%与普通混凝土一样，均有较高的抗冻性，达460次冻融循环。以上现象主要是因为C80混凝土水胶比低，混凝土密实，毛细管孔径小，混凝土中可冻水较少，因此混凝土的抗冻能力大大提高。
（2）抗渗性。
由于硅粉颗粒小，比水泥颗粒小20～100倍，可以充填到水泥颗粒中间的空隙中，使混凝土密实，同时硅粉的二次水化作用，新的生成物堵塞混凝土中渗透通道，所以硅粉混凝土的抗渗能力很强。
（3）抗化学侵蚀性。
①抗酸类侵蚀：在混凝土中掺入硅粉，能减少Ca(OH)2含量，增加混凝土密实性，可有效的提高对氮盐、硫酸盐及弱酸的腐蚀能力，但在强酸或高浓度的弱酸中不行，因为混凝土中的CSH（水化硅酸钙）在酸中分解。
②抗盐类侵蚀：因硅粉混凝土较密实，孔结构得到改善，减少了有害离子在混凝土中的传递速度以及减少了可溶性的Ca(OH)2和钙矾石（3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O）的生成，而增加了水化硅酸钙（C-S-H）晶体的结果，抗盐类侵蚀性提高。
（4）抗钢筋锈蚀能力。
钢筋的锈蚀主要取决于混凝土中Ca(OH)2浓度和氯离子含量，混凝土中Ca(OH)2浓度低，Cl-含量多，将破坏钢筋的钝化膜，产生化学侵蚀，引起钢筋锈蚀，诚然，硅粉掺入混凝土中，SiO2与Ca(OH)2结合使混凝土中的Ca(OH)2浓度降低，pH值下降，对抵抗钢筋锈蚀不利。但是，根据CLPage等人的研究认为，硅粉掺量为10～20%时，混凝土中Ca(OH)2浓度仍处于饱和状态，pH值仍能保持在125以上，即使混凝土胶材中掺硅粉30%，pH值仍保持115以上，此值被认为是保持钢筋具备良好钝性的极限值。另一方面，出于硅粉混凝土密实，抗渗性好，碳化慢，故钢筋能保持钝性状态，对抗腐蚀能力是有利的。
结合工程实际经验，使用硅粉混凝土时应注意以下事项：
①在混凝土中掺入硅粉，必需与高效减水剂联合使用才能取得良好的效果。
②硅粉的掺入方法分内掺和外掺两种。内掺法是掺入硅粉，同时减少水泥用量，外掺法是掺入矿粉并不减少水泥，高强混凝上中一般采用外掺法。
③硅粉的掺量一般为5～10%，在此范围内硅粉有效系数最大，各种性能都能充分地反映出来，而又避免其不利的一面。
④由于硅粉混凝土很稠，设计混凝土坍落度应比普通混凝土的大2～3cm。
⑤硅粉混凝土的搅拌时间应比普通混凝土延长05～1min，以便使细料完全搅拌均匀。
⑥最后，使用硅粉混凝土时，必须加强早期养护，否则易引起塑性收缩裂缝。
2 纤维混凝土
纤维混凝土，是纤维增强混凝土的简称，通常是指以普通混凝土为基体，以非连续的短纤维或者连续的长纤维作增强相所组成的水泥基复合材料，也叫纤维混凝土。
纤维在混凝土中的作用，取决于纤维自身的性质以及它在混凝土基体当中散布混合的状态。纤维加人水泥基体中主要有以下作用：
①阻裂 阻止水泥基体中原有缺陷（微裂缝）的扩展并有效延缓新裂缝的出现。尽管从更微观的形态上说，以水泥为基材的混凝土当中必定存在裂隙，但是由于纤维的作用可以大大减少甚至彻底消除宏观（肉眼可见的）裂缝产生。
②防渗 由于大大减少了水泥基体中的连通裂缝，故可有效阻止外界水分侵入。
③耐久 改善水泥基体抗冻、抗疲劳等性能，提高其耐久性。
④增韧与抗冲击 提高水泥基体耐受变形的能力，从而改善其韧性和抗冲击性。
⑤增强 在使用高弹性模量纤维的前提下，可以起到提高基体的抗拉（剪）强度的作用。
⑥减重 使用高弹性模量纤维，因基体抗拉（剪）强度的提高，可减少预制件或浇筑体的截面尺寸，因而降低它们的自重。
⑦美观 改善水泥构造物的表观质量，使其致密、细润、平整与美观。
高强混凝土的最大缺点是脆性大，混凝土作为一种非均质材料，内部存在着微细裂隙，根据格列费斯（Griffith）理论，混凝土在外力作用下，微细裂隙的尖端产生拉应力集中，而混凝土的抗拉强度较低，拉应力很容易超过混凝土抗拉强度，裂缝迅速扩展，以致混凝土破坏。
钢纤维是目前应用最为广泛的一种纤维，它的抗压、抗拉强度和弹性模数都高。由于纤维在混凝土中是不连续的，并且是随机分布的，各方向均有纤维。例如钢纤维尺寸φ05×35mm，按混凝土的体积计算，掺量为1%时，每m3混凝土中就含钢纤维约150万根，也就是说，混凝土中的微细裂隙均有可能被钢纤维所跨越，故能有效的阻止裂缝扩展，达到增强的目的。另外钢纤维在混凝土中钝化，不易锈蚀，稳定性好。
结合以上两种方法的钢纤维硅粉混凝土兼有硅粉混凝土和普通钢纤维混凝土的优点，提高了混凝土的力学强度和变形能力，持别是提高了混凝土的抗冲击、抗磨蚀能力，对防止混凝土裂缝，减少混凝土的冲刷、磨蚀特别有利。
在建筑质量与经济效益并重的现今，高强混凝土的强度及耐久性能都同样重要，因此改善了韧性的和具有实际使用性能的高强混凝土材料必将得到更广泛的应用。
2 纤维混凝土
纤维混凝土，是纤维增强混凝土的简称，通常是指以普通混凝土为基体，以非连续的短纤维或者连续的长纤维作增强相所组成的水泥基复合材料，也叫纤维混凝土。
纤维在混凝土中的作用，取决于纤维自身的性质以及它在混凝土基体当中散布混合的状态。纤维加人水泥基体中主要有以下作用：
①阻裂 阻止水泥基体中原有缺陷（微裂缝）的扩展并有效延缓新裂缝的出现。尽管从更微观的形态上说，以水泥为基材的混凝土当中必定存在裂隙，但是由于纤维的作用可以大大减少甚至彻底消除宏观（肉眼可见的）裂缝产生。
②防渗 由于大大减少了水泥基体中的连通裂缝，故可有效阻止外界水分侵入。
③耐久 改善水泥基体抗冻、抗疲劳等性能，提高其耐久性。
④增韧与抗冲击 提高水泥基体耐受变形的能力，从而改善其韧性和抗冲击性。
⑤增强 在使用高弹性模量纤维的前提下，可以起到提高基体的抗拉（剪）强度的作用。
⑥减重 使用高弹性模量纤维，因基体抗拉（剪）强度的提高，可减少预制件或浇筑体的截面尺寸，因而降低它们的自重。
⑦美观 改善水泥构造物的表观质量，使其致密、细润、平整与美观。
高强混凝土的最大缺点是脆性大，混凝土作为一种非均质材料，内部存在着微细裂隙，根据格列费斯（Griffith）理论，混凝土在外力作用下，微细裂隙的尖端产生拉应力集中，而混凝土的抗拉强度较低，拉应力很容易超过混凝土抗拉强度，裂缝迅速扩展，以致混凝土破坏。
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