水泥基复合材料的制备及其力学性能研究

混凝土材料的结构和性能分析

一、引言

混凝土是一种常用的建筑材料，其主要成分为水泥、砂、骨料和水。混凝土的结构和性能是影响其使用效果的重要因素。本文将从混凝土的结构和性能两个方面进行分析，探讨混凝土的组成、结构和性能特点。

二、混凝土的组成

1. 水泥

水泥是混凝土的主要胶凝材料，其主要成分为氧化钙、二氧化硅、氧化铝等。水泥的质量对混凝土的性能有着直接的影响。

2. 砂

砂是混凝土的颗粒材料，其主要成分为硅酸盐矿物。砂的粒径一般为0.1-2mm，是混凝土中颗粒最小的一种。

3. 骨料

骨料是混凝土的颗粒材料，其主要成分为石灰岩、花岗岩、玄武岩等。骨料的粒径一般为2-64mm，是混凝土中颗粒最大的一种。

4. 水 水是混凝土中的溶剂，其质量对混凝土的性能有着重要的影响。水的用量应该适当控制，过多或过少都会影响混凝土的性能。

三、混凝土的结构

1. 水泥石

水泥石是混凝土中的主要结构成分，其主要成分为水泥颗粒与水的化学反应生成的硬化物。水泥石的质量对混凝土的性能有着重要的影响。

2. 骨料骨架

骨料骨架是混凝土中的主要支撑结构，其主要成分为骨料。骨料骨架的质量对混凝土的强度有着直接的影响。

3. 孔隙结构

孔隙结构是混凝土中的重要结构特征，其主要成分为水泥石内部的孔隙和骨料骨架之间的孔隙。孔隙结构对混凝土的密实性和耐久性有着重要的影响。

4. 界面结构

界面结构是混凝土中各种结构成分之间的连接部分，其主要成分为水泥石与骨料骨架之间的结合部分。界面结构对混凝土的强度和耐久性有着重要的影响。

四、混凝土的性能 1. 强度

混凝土的强度是其最基本的性能指标之一，直接影响着混凝土的使用效果。混凝土的强度与水泥的质量、骨料的质量、孔隙结构等因素有关。

2. 密实性

混凝土的密实性是指混凝土内部的孔隙结构，它直接影响着混凝土的强度和耐久性。混凝土的密实性与水泥的使用量、水泥石的质量、骨料的质量等因素有关。

3. 耐久性

第43

卷第29

期

• 120

• 2 0 1 7

年 1 0

月山

西建筑

SHANXI ARCHITECTUREVol.43 No. 29

Oct. 2017

•建筑材料及应用•

文章编号：1009-6825 (2017) 29-0120-02

椰壳纤维增强水泥基复合材料力学性能研究+

黄小琴宋昊天林志钦区伟聪羊德盛张开国

(三亚学院，海南三亚572〇m

摘要:制备椰壳纤维增摄水泥基复合材料，分析其物理

ft力学性能,

i果表材料抗压强度随椰壳含量增加

f?释蝠度较大

抗弯强度下降不萌显^并'出现假塑牲破坏的断製特征该材料在轻质填充材料上麗會一定輕应用前景。

关键词

:椰處I千维，水麗基体，力#

性能，断製机塵，

中图分类号:TC528.58_ 文献标识码:A

1概述

椰壳纤维屬于天然植物纤维，来源广泛，价格低廉焉有良好

的拉伸性能，是;一种较为理想的天然植物纤维增强材料。水泥基

体本身的抗压性能很好，而坑翁:性，只有■压的1/10 ~ 1/2〇 ,在

断裂时一般悬明显的脆性硖坏，受力下鱗纹迅速扩展，S萬馨个

■抅件雞被坏，留翁工程处理爾反綱间很短，具有较大的

危险性〇通过_合材料原寵以将揶:_维加人到水泥基体

中,制备椰壳纤维增强水泥基复合材料，有望改善水泥基体脆性

破坏形态，提高|程构建的安全性;另外，椰壳好维増强水泥基复

翁材料的制备可以减少混凝ii中砂石的使用，节鈞建筑:材料+有

利于环境保护。椰壳纤维增强水泥基复合材料的性质车要决定

于水泥基体的强度、椰壳紆维的性质以及纤维和基体材料之间的

箅面強廩，是一个系统优化的间题鼠内外众多学者做了许多研

究[Hfl。本研究旨在采用普通硅酸盘水泥制备釺维含量不同的椰

壳釺维轻质水泥基复合材料,研究其力学性能表现，具有一定新

型工雛料雜指导餘

p

2试样制备与检测

:本实验采用的水泥为P. 042.5,水:难_砂:■水泥_ = 1:4. 5:1 _

用三亚力源椰糠厂提供的天然椰壳纤维,椰貪纤维长度分布为

第37卷第5期 娃酸 盐通报

Vol.37

No.5

2018 年 5 月___________________

BULLETIN

OF

THE

CHINESE

CERAMIC

SOCIETY_________________

May,2018

碳纳米管水泥基复合材料耐久性及力学性能研究

李相国，明添，刘卓霖，任钊锋，蒋文广

(武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室，武汉

430070)

摘要:为解决复杂环境下混凝土材料的耐久性以及力学性能等问题，以纳米材料作为水泥基材料的增强组份，添加

碳纳米管（

CNTs)制备了一种碳纳米管水泥基复合材料。研究了该水泥基复合材料的力学性能、流变性能，采用氯

离子渗透深度来对该水泥基复合材料的耐久性能进行了评价。通过测试分析了不同碳纳米管掺量的水泥基复合

材料的力学性能和耐久性，并通过

SEM(扫描电镜)分析了碳纳米管水泥基复合材料的微观结构。结果表明

CNTs

能显著提高水泥基材料的力学性能以及耐久性，改善水泥基材料孔结构，同时能提高水泥基材料的抗氯离子渗透

性能。

关键词:

CNTs;水泥基；耐久性；力学性能

中图分类号:

TU528 文献标识码

:A 文章编号:1001-1625 (2018) 05-1497-06

Research on Durability and Mechanical Properties of

Carbon Nanotube Cement Matrix Composites

LI Xiang-guo，MING Tian，LIU Zhuo-lin，REN Zhao-feng，JIANG Wen-guang

(State Key Laboratory of Silicate Materials for Architectures,Wuhan University of Technology,Wuhan 430070,China)

Abstract

：

In order to solve the problems of durability and mechanical properties of concrete materials in

西北林学院学报２Ｏ１５，３Ｏ（６）：２３２～２３６　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—７４６１．２０１５．０６．４２　碳纤维增强木基复合材料的制备及其力学性能　张　杨，马　岩　（东北林业大学林业与木工机械工程技术中心，黑龙江哈尔滨１５００４０）　摘　要：为了研究碳纤维增强木基复合材料的力学性能，选择直径为１２／ｘｍ的碳纤维制备试样。　分别对碳纤维增强木基复合材料与木纤维板进行了三点弯曲力学性能测试，运用扫描电镜（ＳＥＭ）　对其微观结构进行表征。结果表明：通过力学曲线对比及断裂机理分析，可以明显的发现碳纤维增　强木基复合材料的力学性能要优于木纤维板，这种“三明治”结构的材料设计充分发挥出碳纤维独　特的缓冲能力，试件在较高外加栽荷作用下并不是产生突然的断裂破坏，而是具有一定的承载能　力。ＳＥＭ分析表明，聚醋酸乙烯胶粘剂工作强度高，在受力时能够很好的传递载荷，碳纤维网与木　纤维板结合良好。　关键词：碳纤维；复合材料；木纤维板；力学性能　中图分类号：￥７８１．７　文献标志码：Ａ　文章编号：１００１—７４６１（２０１５）０６—０２３２—０５　Ｔｈｅ　Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｗｏｏｄ—ｂａｓｅｄ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｂｙ　Ｃａｒｂｏｎ　Ｆｉｂｅｒ　ＺＨＡＮＧ　（Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｗｏｏｄｗｏｒｋｉｎｇ　Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｅｎｔｒｅ　Ｙａｎｇ，ＭＡ　Ｙａｎ　Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　１５００４０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｓｔｕｄｙ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｗｏｏｄ—ｂａｓｅｄ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｂｙ　ｃａｒ—　ｂｏｎ　ｆｉｂｅｒ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ｔｈｅ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｂｅｒｓ　ｗｉｔｈ　ａ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｏｆ　１　２“ｍ　ｔｏ　ｐｒｅｐａｒｅ　ｔｅｓｔ　ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ．Ｔｈｅ　ｔｈｒｅｅ——ｐｏｉｎｔ　ｂｅｎｄｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｔｅｓｔｓ　ｗｅｒｅ　ｔａｋｅｎ　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｗｏｏｄ——ｂａｓｅｄ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｂｙ　ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｗｏｏｄ　ｆｉｂｅｒｂｏａｒｄ．Ｔｈｅ　ｔｈｒｅｅ—ｐｏｉｎｔ　ｂｅｎｄｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｔｅｓｔｓ　ｗｅｒｅ　ｔａｋｅｎ　ｒｅ—　ｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｗｏｏｄ—ｂａｓｅｄ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｂｙ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｂｅｒ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｗｏｏｄ　ｆｉｂｅｒ—　ｂｏａｒｄ，ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅ　ｉｔｓ　ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｂｙ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ）．Ｉｔ　ｃｏｕｌｄ　ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ　ｄｉｓｃｏｖｅｒ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｗｏｏｄ—ｂａｓｅｄ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｂｙ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｂｅｒ　ｗｅｒｅ　ｓｕｐｅｒｉｏｒ　ｔｏ　ｗｏｏｄ　ｆｉｂｅｒｂｏａｒｄ’Ｓ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ｃｕｒｖｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ．Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｗｉｔｈ　ｔｈｉｓ“ｓａｎｄｗｉｃｈ’’ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｆｕｌｌｙ　ｒｅｆｌｅｃｔｅｄ　ｔｈｅ　ｕｎｉｑｕｅ　ｂｕｆｆｅｒｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ，ＳＯ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｍｅｎ　ａｔ　ｈｉｇｈ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｌｏａｄｓ　ｄｉｄ　ｎｏｔ　ｐｒｏｄｕｃｅ　ａ　ｓｕｄｄｅｎ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｆａｉｌｕｒｅ，ｈｏｗ—　ｅｖｅｒ　ｉｔ　ｈａｄ　ａ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｃａｒｒｙｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ．Ｔｈｅ　ＳＥＭ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ　ａｃｅｔａｔｅ　ａｄｈｅｓｉｖｅｓ　ｈａｄ　ｈｉｇｈ　ｗｏｒｋ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ．Ｗｈｅｎ　ｓｔｒｅｓｓｅｄ，ｉｔ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ａ　ｇｏｏｄ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｌｏａｄｓ　ｔｏ　ｍａｋｅ　ｇｏｏｄ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｂｅｒ　ｍｅｓｈ　ａｎｄ　ｗｏｏｄ　ｆｉｂｅｒｂｏａｒｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｂｅｒ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ；ｗｏｏｄ　ｆｉｂｅｒｂｏａｒｄ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　碳纤维（ＣＦ）是由有机纤维经固相反应转变而　成的纤维状聚合物碳，是一种非金属材料。碳纤维　性能优异，不仅密度低、比强度高、模量高，而且耐热　性高以及化学稳定性好，除硝酸等少数强酸外，几乎　对所有药品均稳定，对碱也稳定。其制品具有非常　优良的Ｘ线透过性及阻止中子透过性，还可赋予塑　收稿日期：２０１５　Ｏ１—２１修回日期：２０１５－０５—２５　基金项目：国家自然科学基金（３１１７０５．７．３０９７２３１４）。　作者简介：张杨，男，讲师，研究方向：木质复合材料。Ｅ－ｍａｉ