文档介绍：西北工业大学
硕士学位论文
100Mpa高强水泥基复合材料的试验研究
姓名:陈小峰
申请学位级别:硕士
专业:材料学
指导教师:张德思
20030301
西北工业大学硕士学位论文摘要三
摘要
近年来,纳米结构材料越来越引起人们的兴趣。在原材料中添加适量的
纳米陶瓷制品脆性可大大降低,而韧性可提高几倍至几十倍,光洁度也明
显提高。在粘合剂和密封胶中添加适量的纳米,使粘结效果和密封性能大
大改善。其作用机理是在纳米的表面包裹一层有机材料,使之具有亲水性,
将它添加到密封胶中很快就会形成一种硅石结构,即由纳米小颗粒形成的
网络结构抑制胶体流动,固化速度加快,提高凝结效果。水泥是大众建材,用
量大,借鉴当今纳米技术在陶瓷和聚合物领域内的研究和应用成果,应用纳米
技术对水泥进行改性的研究,可望进一步改善水泥的微观结构,以提高其物理
力学性能和耐久性。
本文是在广泛阅读国内外有关资料的基础上,采用正交设计,科学地安排
试验,精心选材,用普通硅酸盐水泥、纳米高效减水剂等材料,采
用常规工艺配制出了一种抗压强度超过的高强水泥基复合材料。
本文作者主要论述了配制高强水泥基复合材料的技术思路,并详细地叙述
了各组成材料的性能对高强水泥基复合材料性能的影响以及利用纳米配置
高强水泥基复合材料的可行性。通过对试验数据的分析,给出了最优配合方案,
利用验证经验公式,给出了高强水泥基材料强度与胶水比的经验公式以及
抗折强度与抗压强度之间的线性关系。
关键词高强、高性能、水泥基复合材料、正交设计、纳米矿粉、高效减水剂、
胶水比、
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第一章绪论
第一节引言
混凝土的使用可追溯到古罗马时代。古罗马人、巴比伦人在维苏威火山遗址
等处发现将天然的火山灰与石灰混合成料浆,并加入石块、卵石等,就会形成坚
如磐石的材料,这就是最原始的混凝土。人们用这种混凝土建造了著名的罗马大
剧场、万神庙等许多建筑。世纪以后,火山灰—石灰系混凝土因为凝结速
度慢、早期强度低而不能适应迅速发展的生产需要。有人用含戮土成分较多的石
灰石粉缎烧而制得了“水硬性石灰”,当时在欧洲被称为“罗马水泥”。由于天然
肺土质石灰石的成分极不稳定,年法国人用石灰石和私土配料后加水湿磨
成均匀的混合物,经缎烧而制得了“人工水硬性石灰’,,被认为是近代水泥的雏
形。年,英国人阿斯普丁取得了硅酸盐水泥的专利,由于该水泥的颜色酷
似英国伦教附近的一种岩石—波特兰石,故命名为波特兰水泥。年美国
首先用回转窑锻烧成功生产了硅酸盐水泥熟料,从而使波特兰水泥进入了大规模
工业化生产阶段“,。
多年来,混凝土材料科学的发展为混凝土带来了巨大的改变,波特兰水
泥的诞生使混凝土很快从原始状态进入现代混凝土的范畴并在技术上得到了飞
速发展。为了克服水泥混凝土的抗拉强度和抗折强度低的缺点,年法国人
取得了钢筋混凝土的专利权年法国的最早提出了以孔隙含量为主
要因素的强度公式年,美国人提出了著名的水灰比定则
年法国人制成了预应力锚具,创造了预应力钢筋混凝土技术,进一步提高
了混凝土的抗拉强度、抗裂及耐久性,极大地拓宽了混凝土的应用范围,这是混
凝土技术继钢筋混凝土技术之后的第二次飞跃。世纪年代末,美国人发明
了松脂类引气剂和纸浆废液减水剂年日本花王石碱公司化学博士服部建
一研制成功蔡系高效减水剂年德国人研制成功三聚氰胺高效减水剂。空
气、水、土壤等环境介质中的碳、氮、硫、氯氧化物浓度的增加,混凝土面对恶
劣的使用环境,同时愈来愈高的使用条件,使得普通混凝土很难满足强度、体积
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稳定性、耐久性、工作性等各方面的要求幻。现代外加剂的产生,早强、高强、
泵送以及有特殊性能的混凝土相继出现,使水泥混凝土材料科学的发展步入了一
个新阶段。
第二节国内外水泥基材料研究现状
传统的水泥基材料强度较低而且功能单,己不能适应日新月异的多功能
工程需要和新技术革命的挑战。因此,各国学者在改善水泥基材料的性能、开发
它的新功能等方面进行了大量的研究工作,在水泥基复合材料的研究方面取得了
重大进展
高强水泥基复合材料
世纪年代以来,高效减水剂和活性掺合料在水泥基材料中得到了开发
和应用,使得水泥基材料技