文档介绍：水泥基复合材料
Z09016039 王士勇
摘要:介绍水泥基复合材料的概念,以及水泥深加工产品等水泥基复合材料,聚合物改性水
泥基复合材料,有电磁屏蔽功能的水泥基复合材料,水泥基复合材料有效孔隙的试验
研究与定量表征,水泥基复合材料电磁屏蔽功能的发展与展望。
关键词:水泥基复合材料改性水泥基电磁屏蔽有效孔隙
概念: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。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,~·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。
一水泥深加工产品
聚合物改性水泥基复合材料,水泥基复合材料具有多孔的性质,孔对材料的耐久性如冻融破坏、钢筋锈蚀、碳化等都有重要影响,其失效本质均是侵蚀性介质通过多孔通道先传输后逐步导致结构劣化。因此,要提高混凝土的服役寿命,必须科学认识混凝土的孔结构与传输性能之间的关系。表征孔结构参数常用的方法有氮气吸附法、扫描电镜( SEM)、压***法(MIP)、以及X 射线层析摄像( 照相) 等方法[1,2],其中应用最广泛的是压***法。
1 压***测孔技术(MIP)
1. 1 压***原理
压***测孔技术的基础[1]是在给定的外界压力下,将一种非浸润且无反应的液体( 通常选用***) 压力后,外力即可克服这种阻力而驱使液体浸入孔隙中。因此,液体充满一给定孔隙所需压力值即强制压入多孔材料。根据毛细管现象,若液体对多孔材料不浸润( 即浸润角α> 90℃) ,则表面张力将阻止液体浸入孔隙。但对液体施加一定可度量该孔径的大小。假定孔是圆柱形的,那么根据压力p 和孔径d 的关系用Washburn 方程获得:
D = - 4σcosα/p
(1)式中:D 是多孔体的孔隙直径,m;σ是***的表面张力mN /m;θ是***和水泥浆体孔表面之间的接触角。
1. 2 孔几何特征压***法主要测试开口孔隙。就水泥浆体而言,毛细孔一般定义为连通的孔,分为以下几类,如图1所示。图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ依次为贯通的毛细孔,有墨水瓶效应的连通孔,半通孔和封闭孔。在压***法中孔结构模型图1b 依次是1、2、3 和4。封闭孔对传
输没有影响,压***法也无法检测到该类孔的状况。
a—毛细孔分类;b—孔结构模型示意
图1 毛细孔的分类以及孔结构模型示意
1. 3 压***法测试的主要技术如下
1) 总孔隙率。由最大压力处的累积进***体积除以试样的总体积计算得到。
2) 孔径分布。表征孔半径( r) 的孔隙体积( V)
在多孔试样内所有开口孔隙总体积(VTθ
) 中所占百
分比的孔半径分布函数dV( r) :
dV( r) = dV
VTO dr = p
rVTO
×
d( VTO - V)
dp
(2a)
或者:
dV( r) = - p2
2σcosαVT
×
d( VT - V)
dp
(2b)
3) 孔的总比表面积S。其计算式可表达为:
S = 1
σ cosα∫Vmax
0
p