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* 2、纤维增强水泥 可用纤维见下表: 为防止Ca(OH)2和水对纤维的不利影响,水泥中需掺入矿渣、火山灰或粉煤灰等活性填料。 技术要点: 基体强度要高 强度取决于基体,选高标号水泥。 膨胀系数要适当 af am ,产生预压应力。 纤维足量 纤维相互交错搭接,产生叠加效应。 弹性模量要匹配 Ef Em 3、?聚合物改性 (1)、聚合物浸渍 将已干固的混凝土构件,浸入聚合物单体或预聚体溶液中使其渗入空隙,通过加热聚合、固化形成聚合物填充。提高密度、强度和韧性。 (2)、聚合物混凝土 (可归入聚合物基复合材料) 聚合物完全取代水泥,作为集料的结合剂。 常用聚合物:环氧、脲醛、糠醛、聚酯树脂等。 性能好,价格高。适合于特殊工程。 (3)、聚合物水泥混凝土 特点: 抗折强度明显↗,抗压强度↘。 韧性↗ ,刚度、脆性↘。 抗渗透性、耐侵蚀性↗。 粘补性好。 工艺简单,成本低。 聚合物部分取代水泥。要求聚合物具有亲水性,在水中或能溶解或能分散成乳液。 加入状态可以是单体、聚合物乳液、聚合物粉末。 三、? 成型工艺 1、混凝土设计与施工 设计过程: 原料选择 → 工程计算 → 实验校核调整 初定配方:水 : 灰 : 砂 : 石 0.5 : 1 : 1.5 : 3 实验校核:强度实验与和易性实验 调整:提高水泥标号或用量,可提高强度。 提高水量、降低石料用量,可提高和易性。 最终配方中水泥用量、W/C需满足耐久性要求。 最终配方满足耐久性要求 预应力技术 2、纤维增强水泥的成型 (1)、直接喷射法 砂浆配比:W/C = 0.3~0.4 ; S/C =0.5~1 耐碱短切纤维:12~50mm ;含量约3~5% 。 (2)、喷射脱水法 上法经减压,脱去多余水份,提高密度和强度。 (3)、预混料浇铸法 纤维与砂浆混合,铸模成型。 (4)、压力法 预混料铸模后,加压脱水。 (5)、离心成型法 离心成型 + 脱水。 适合于回转体构件,纤维可进行表面集中增强。 3.聚合物水泥砂浆及混凝土的成型 ⑴.?砂浆配比 (一般用于表面工程) C/S = 1/2~1/3 P/C = 5~20% W/C = 0.3~0.6 按和易性确定 ⑵.混凝土配比 P/C = 5~15% W/C = 0.3~0.5 S+G/C = 5~7 S/S+G = 40~50% §9. C/C复合材料 一.? 简述 高熔点材料 W:Tm = 3500℃; TaC、HfC:Tm = 4000℃; C石:升华 3800℃ C/C复合材料始于火箭发动机喷嘴大型石墨件的改进。 C/C复合材料具有极好的烧蚀性、生物相容性。 应用:再入大气层的航天飞行器热防护材料,飞机、汽车的制动片,高速轴承、人造骨骼、心脏瓣膜等。 二. 成型加工技术 关键技术: ? 提高致密度和均匀性。 纤维织物密度 d = 0.2~ 0.8,复合后要求达1.4~2.0。 ? 提高纤维编织工艺技术。(CF柔顺性差) 1、坯体的编织 长纤维编织:可分为单向、双向、三向、四向、和七向。 纤维毡: 可用长纤维编织加强。 三向编织坯体 三向增强毡坯体 短纤维:与树脂混合,热压成型,或调浆喷射成型。 喷涂成型工艺 2、基体的获得 (1)、沥青基 沥青中含大量苯环,含碳高,碳化收率高。 沥青液化 → 浸渍 → 碳化 → 石墨化 (2)、树脂基 结构特点:分子链含大量苯环和杂环结构,固 化后呈交联网状耐高温树脂。 优点: ? 低粘度 (低温、低压、工艺性好) ? 纯度高,结构稳定。 ? 含碳量高,碳化收率大。 (3)、CVD热解碳 高温热分解小分子碳氢化合物,在纤维坯体上沉积 活性碳,然后石墨化。 最大问题: 表面积碳,内外不均。 解决办法: a.热梯度法 b.压差法 c.脉冲法 热梯度法沉积示意图 压差法沉积示意图 脉冲法沉积示意图 热解碳与树脂碳比较: 热解碳工艺简单 纤维不受损伤 致密均匀、强度较高 2500℃石墨化后,抗热振性提高明显,可有效防止烧蚀过程中的开裂剥落。 三、主要性能 1.力学性能 密度小,高的抗拉强度和高弹性模量,高温
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