玻璃纤维增强水泥基材料117页PPT

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⑸A玻璃
亦称高碱玻璃，是一种典型的钠硅酸盐玻璃，它的Na2O含量高达14％， 因而耐水性很差，很少用于玻璃纤维生产。
在国外主要用在生产玻璃棉、屋面沥青增强材科中，也可将A玻璃用于 大辊筒拉丝工艺中，生产各种玻璃钢用的表面毡或连续原丝毡，主要是利用 其耐酸性较好，可以置于玻璃钢表面层，提高制品耐化学性。
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⑶高强玻璃纤维
美国欧文斯—科宁公司生产的牌号为S和S-2玻璃纤维、法国圣戈班公司 生产的R-玻璃纤维、日本日东纺生产的T玻璃纤维及我国生产的HS玻璃纤 维均属于高强玻璃纤维。
特点:高强度、高模量。 用它们生产的玻璃钢制品多用于军工、空间、防弹盔甲及运动器械。 由于价格昂贵，目前在民用方面还不能得到推广，全世界产量也就几 千吨左右。
⑺D玻璃
亦称低介电玻璃，用于生产介电强度好的低介电玻璃纤维。
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上述玻璃纤维目前实际的产量及价格差异甚大， 下表简要地说明了 这一情况，并可知无碱玻璃纤维是世界玻璃纤维的主流。
注：①不包括中国生产
E： 电绝缘(无碱)玻璃; C： 耐化学侵蚀(中碱)玻璃 ; A： 高碱含量玻璃 ; D： 介电性能优良的(低介电)玻璃; S： 高机械强度(高强)玻璃 ; AR： 耐碱玻璃 ECR： 耐化学腐蚀无硼无碱玻璃
亦称中碱玻璃， 优点：耐化学性特别是耐酸性优于无碱玻璃, 缺点：电气性能差，机械强度低于无碱玻璃纤维10％~20％。 国外的中碱玻璃纤维含一定数量的B2O3 。 我国的中碱玻璃纤维则完全不含硼。 国外用途：中碱玻璃只是用于生产耐腐蚀的玻璃纤维产品，如用于生 产玻璃纤维表面毡等，也用于增强沥青屋面材料， 我国用途：中碱玻璃纤维占据玻璃纤维产量的一大半(60％)，广泛用于 玻璃钢的增强以及过滤织物，包扎织物等的生产，因其价格低于无碱玻璃纤 维而有较强的竞争力 。

维布在制造过程中不易变形。
玻璃纤维布的物理性能
密度
表示单位体积内玻璃纤维布的 质量。密度小意味着纤维布具 有较轻的重量，适用于需要减
轻重量的领域。
吸水率
衡量玻璃纤维布吸湿性能的指标。 吸水率越低，纤维布的尺寸稳定性 越好，受湿度影响越小。
透气性能
表示玻璃纤维布允许气体通过的能 力。透气性能好的纤维布在一些特 定应用（如过滤材料）中具有优势 。
04
玻璃纤维布的应用案例
玻璃纤维布在建筑行业的应用
增强混凝土
01
玻璃纤维布可以作为混凝土的增强材料，提高混凝土的抗拉强
度和抗裂性能，有效延长建筑的使用寿命。
墙体保温
02
玻璃纤维布与保温材料复合，形成保温层，提高建筑物的保温
性能，降低能耗。
防水材料
03
玻璃纤维布可作为防水卷材的基材，具有良好的耐候性和抗老
玻璃纤维布在汽车工业的应用
车身结构
玻璃纤维布与树脂复合制成的复合材料可用于汽车车身的制造，提高车身的抗冲击性和刚度，同时降低车身重量 ，提高汽车的燃油经济性。
车内装饰
玻璃纤维布可用于汽车座椅、顶棚等内饰件的制造，具有良好的耐磨、耐候性能，提高内饰件的使用寿命。
玻璃纤维布在其他领域的应用
电子产品
玻璃纤维布可作为电子产品的绝缘材料，具有良好的绝缘性能和耐高温性能，确保电子产品的稳定运 行。பைடு நூலகம்
体育器材
玻璃纤维布可用于制造体育器材，如滑雪板、帆船等，具有轻质、高强度的特点，提高器材的性能。
THANKS。
02
玻璃纤维布的制造工艺
玻璃纤维的原材料准备
玻璃纤维原材料选择
通常选用无碱玻璃纤维或中碱玻璃纤维作为原料，其具有高强度、耐腐蚀等特性 。

(1)外部振动 (2)内部振动
2)射成型工艺
(1)钢纤维混凝土喷射成型方式 (2)混凝土成型质量
3)挤压成型工艺 4)钢纤维棍凝土的灌浆浸渍成型工艺
4、发展现状
目前，常用于增强水泥基复合材料的纤 维，主要包括钢纤维、碳纤维、玻璃纤维 等。有关纤维的物理性能数据见表 1。
4.1 PVA纤维增强水泥基复合材料
二、纤维强化水泥基复合材料的力学性能
在纤维增强水泥基复合材料中， 纤维的主要作用在于阻止微裂缝的 扩展，具体表现在提高复合材料的 抗拉、抗裂、抗渗及抗冲击、抗冻 性等。
2.1 抗拉强度
内部缺陷是水泥基复合材料破坏的主要 因素，任意分布的短切纤维在复合材料硬 化过程中改变了其内部结构，减少了内部 缺陷，提高了材料的连续性。在水泥基复 合材料受力过程中纤维与基体共同受力变 形，纤维的牵连作用使基体裂而不断并能 进一步承受载荷，可使水泥基材的抗拉强 度得到充分保证；当所用纤维的力学性能、 几何尺寸与掺量等合适时，可使复合材料 的抗拉强度有明显的提高。
4.2 刚纤维增强水泥基复合材料
钢纤维是发展最早的一种增强用水泥基复合材料纤维。
早在 1910 年美国 Porter 就提出了把钢纤维均匀地撒入混凝 土中以强化材料的设想，随后俄国学者伏·波·涅克拉索夫首 先提出了钢纤维增强混凝土的概念。1963 年美国 Romuldi 等发表了一系列研究成果，从理论上阐述了钢纤维对水泥基 复合材料的增强机理。我国对钢纤维的应用研究相对于其它 几种纤维也比较早。赵国藩等人出版的《钢纤维混凝土结构》 中，对组成材料与工艺特性、基本性能、结构强度计算、抗 剪承载力计算、复杂应力下钢纤维混凝土的性能和计算、正 常使用极限状态验算方法以及其应用施工等内容都作了较完 整的说明。目前，钢纤维水泥基复合材料因其具有高抗拉强 度和弹性模量而得到广泛应用，但其价格较贵、比重大且在 基体中不易于分散。

复合材料概论8-玻璃纤维 幻灯片PPT
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本节主要内容
7.4 玻璃纤维及其制品 7.4.1 玻璃纤维及其制品的生产工艺 7.4.2 玻璃纤维纱的规格及性能 7.5 玻璃纤维的外表处理 7.5.1 浸润剂 7.5.2 玻璃纤维外表处理剂 7.5.3 玻璃纤维外表处理方法 7.6 特种玻璃纤维 7.6.1 高强度玻璃纤维 7.6.2 高模量玻璃纤维 7.6.3 高硅氧纤维和石英纤维 7.6.4 空心玻璃纤维
5、玻璃纤维耐碱网布
玻璃纤维耐碱网布是以 中碱或无碱玻璃纤维织物 为根底，经耐碱涂层处理 而成。该产品强度高、粘 结性好、服贴性、定位性 极佳，广泛应用于墙体增 强，外墙保温，屋面防水 等方面，还可应用于水泥、 塑料、沥青、大理石、马 赛克等墙体材料的增强， 是建筑行业理想的工程材 料。
6、膨体纱与膨体布
7.4 玻璃纤维及其制 品
7.4.1 玻璃纤维及其制品的生 产工艺 7.4.1.1 玻璃纤维的生产工艺
坩埚法拉丝、池窑漏板法拉丝
(1) 坩埚法拉丝工艺
生产工艺由制球和拉丝 两局部组成 整个拉丝过程中加球和 拉丝温度控制是由自动 控制装置来完成的
1—加料孔；2—铂针；3—坩埚； 4—电极板；5—玻璃液；6—漏板； 7—玻璃纤维单丝；8—集束轮； 9—玻璃纤维原纱；10—拉丝卷筒
7、拉挤纱
具有良好的耐磨性、柔 软成性好、纤维光滑毛纱少、 与苯乙烯有极好的相溶性， 浸透速度非常快。通过拉挤 成型与聚酯或环氧树脂结合 成高强度的玻璃钢制品。

/ %
强
220
度
提
180
高
140
抗拉强度 抗弯强度
100
0.1 1
2 2.5
钢纤维掺量与钢纤维混凝土强度关系p图pt精选版
钢纤维含量 / %
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13
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（3）钢纤维混凝土的原材料
钢纤维混凝土的生产原料主要有水泥、细集料（砂 子）、粗集料（碎石子）、水、减水剂、速凝剂和 钢纤维等。
加速期：反应重新加快，反应速率随时间而增大，出现第二个放热 峰。在达到峰顶时本阶段即告结束（4~8h），此时终凝时间已过， 水泥石开始硬化。
减速期：水化衰减期，反应速率随时间下降的阶段（12~24h），水 化作用逐渐受扩散速率控制。
稳定期：反应速率很低，反应过程基本趋于稳定，水化完全受扩散 速率控制。
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双枪式和单枪式喷枪
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4.3.3.2 GRC复合材料的养护
（1）室温自然养护。水泥基复合材料的固化要求有足够的水分， 在养护过程中要不断补充水分。供水方法多采用蓄水、喷水和洒水 等方法，大多数企业在制品上铺层麻袋或草袋，不断向麻袋和草袋 上浇水。自然或室温的养护温度要保持在15℃以下。
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减水剂是一种在 维持混凝土坍落 度不变的条件下， 能减少拌合用水 量的混凝土外加 剂。
速凝
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① 水泥
水泥是一种人造矿物质粉状胶凝材料，加水形成 塑性浆体，在空气和水中都可固化，固化的水泥能将砂、 石、钢纤维牢固胶结在一起，是一种水硬性胶凝材料。 水泥可分为通用水泥、专用水泥和特性水泥三大类。
普通硅酸盐水泥。
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玻璃纖維增強混凝土Glass-fiber Reinforced Concrete (GRC)1. 材料簡介Introduction玻璃纖維增強混凝土（Glass fiber Reinforced Concrete）又名GRC，是以耐鹼玻璃纖維作增強材，硫鋁酸鹽低鹼度水泥為膠結材並摻入適宜集料構成基材，通過噴射、立模澆注、擠出、流漿等生產工藝而製成的輕質、高強高韌、多功能的新型無機複合材料。

Glass fiber Reinforced Concrete, also known as GRC, is made of alkali-resistant glass fiber as a reinforcing material. Sulphate-aluminate low-alkalinity cement is used as a cement material and is mixed with suitable aggregate to form a substrate. Lightweight, high-strength, high-tough, multi-functional new inorganic composite materials made by casting, extrusion, and slurry production.2. 材料性能及特徵PerformanceGRC採用特種低堿水泥與特種玻璃纖維複合材料經過多種工序精製而成，其具有高強度、抗老化、品質輕、成型多樣化、施工簡單、耐火、耐候化、耐酸堿等優點。

與混凝土同等性能及壽命，使其成為歐陸式建築及景觀等工程的新寵。

1.無限可塑性: GRC產品是將原料按一定配比攪拌，在模具內噴射成型，可生產出造型豐富，質感多樣的產品。

可根據客戶和設計師的不同需要，進行任意的藝術造型，完美實現設計師的設計夢想。

2.輕、強度高: GRC的體積密度約為1800-1900kg/m3,8mm厚標準GRC板重量僅為15kg，抗壓強度超過40Mpa，抗彎強度超過34Mpa，大大超過國際標準要求。

于制造双曲面制品或复杂形状的玻璃钢制 品。
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玻璃纤维制品
3)缎纹布 一个方向上的每根纱上面通过另一方
向的几根纱。玻璃纤维的卷曲最少。
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玻璃纤维制品
3)缎纹布 缎纹布比斜纹布更柔软，有良好铺覆性，
适用于铺复型面复杂的玻璃钢制品。
• 电绝缘材料：无碱玻纤 • 半导体：加入氧化铁、氧化铝、氧化铜 • 导电纤维：涂金属或石墨
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（5）玻璃纤维的光学性能
• 优良的透光材料 • 做各种采光材料
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（6）玻纤的化学性能
• 耐化学药品 • 有碱纤维耐酸性好 • 中碱、无碱耐碱性好 • 中碱比无碱耐酸性好
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4、玻璃纤维的制造
盐玻璃，因耐水性很差，很少用于生产玻 璃纤维。
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2、玻璃纤维的组成和结构
（1）玻璃纤维的化学组成 • 玻璃纤维的化学组成主要是SiO2，以及碱
金属氧化物。 • 玻璃纤维的化学组成对玻璃纤维的性质和
工艺特性起决定性作用 。 • 以SiO2为主的硅酸盐玻璃，以B2O3为主的
称为硼酸盐玻璃。
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2、玻璃纤维的组成和结构
• 纤维状增强材料，它的抗拉强度和拉伸弹 性模量，有时要比同一块材料要大几个数 量级。
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概述
generalization
• 增强材料 纤维 fiber 晶须 whisker 粉体 particle
• 纤维增强材料应用最广泛，如 玻璃纤维（glass fiber） 碳纤维（carbon fiber) 芳纶纤维(aramid fiber)
(1) 按玻璃原料分类
碱性氧化物含量
有碱玻璃纤维
大于12％
中碱玻璃纤维
6％－12％

Adding particles to a thermoplastic can enhance the elastic modulus substantially, but the effect of rigid particles on the strength and toughness is more complex. This is attributable to two contradictory facts. One is a strengthening effect obtained from the deformation of the matrix around the rigid particles being constrained by inclusions; the other is a weakening effect caused by filler-induced damage (6).It was also found that debonding was the failure initiation in glass-bead-filled polypropylene composite (9).Stress and strain at the debonding point decrease with increasing fdler concentration in the study of debonding of glass beads from a polymide-6 matrix during tensile deformation by using the volume-strain method (10).
Based on Continuum Damage Mechanics (CDM),a damage model for glass-beadfilled modified polyphenylene o ~ d (eGB/PPO) h a s been proposed to describe its damage behavior at various levels of tensile strain by considering the reduction of effective loading area. Hence, an equation for prediction of effective elastic modulus of the damaged GB/PPO composites in terms of the three principal true strains was derived. The tensile properties and damage behaviors of the GB/PPO composites with different volume percentages of glass beads were investigated using standard tensile tests and load-unload tests, respectively. The addition of glass beads increases Young’s modulus of PPO but has a weakening effect on its tensile strength. A maximum value of tensile work to break and tensile strain at break was found when 5 volYo of glass beads with a mean diameter of 11 pm was blended with PPO. These results were justified through microscopic examination of the fracture sur-