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水泥基复合材料水泥基复合材料是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。
水泥基复合材料可以分为水泥基和增强体两部分，目前比较热门的水泥基复合材料是纤维水泥基复合材料，它通常是指以水泥净浆，砂浆为基体，以非连续短纤维或连续长纤维为增强材料所组成的复合材料，也叫纤维混泥土。
在混泥土中加入纤维，可以强化水泥砂浆，提高水泥基复合材料拉伸、弯曲及冲击强度，控制裂纹的扩展，改善失效模式和成型时材料的流动性，是改善其性能的最有效途径。
纤维在水泥基体中至少有以下三个主要的作用：1，提高基体开裂的应力水平，即使水泥基体能承受更高的应力；2，改善基体的应变能力或延展性，从而增加它吸收能量的能力或提高它的韧性，纤维对基体韧性的改善往往比较显著，甚至在它对基体的增强作用小的情况下也是如此；3，能够阻止裂纹的扩展或改变裂纹前进的方向，减少裂纹的宽度和平均断裂空间。
其次纳米水泥基复合材料，水泥硬化浆体是由众多的纳米级粒子和众多的纳米级孔和毛细孔以及尺寸较大的结晶型水化产物所组成的。
采用纳米技术改善水泥硬化浆体的结构，可望在纳米矿粉---超细矿粉---高效减水剂---水溶性聚合物---水泥系统中，制的性能优异，高性能的水泥硬化--纳米复合水泥结构材料，并广泛应用于高性能或超高性能的水泥基涂料、砂浆和混泥土材料中，在不远的将来，继超细矿粉之后，纳米矿粉将有可能成为高性能混泥土材料的又一重要组分，这也是传统水泥材料的改进和又一次革命。
水泥基复合吸波材料，隐形技术是一种通过控制和降低武器系统和其他军事目标的特征信号，使其难以发现、识别、跟踪和攻击的综合性技术，通过对水泥基复合材料进行改性，使其能够吸收电磁波，从而达到对雷达的隐身性能，既得到所谓的水泥基复合吸波材料。
水泥基吸波材料是在水泥或混泥土中移入吸波剂而具有吸收电磁波功能的一类新型材料。
高性能混凝土性能讲授目录HPC的性能相对于传统混凝土而言当然应当是优异的。
我们分以下几个方面来讨论。
高性能混凝土的工作性高性能混凝土的体积稳定性高性能混凝土的耐久性高性能混凝土的力学问题高性能混凝土的高温性能一、高性能混凝土的工作性高性能混凝土的优良工作性，既包括传统混凝土拌和物工作性中的流动性、黏聚性（抗离析性）和泌水性等方面，又包括现代混凝土为适应泵送、免振等施工要求而要求的大流动性、坍落度保留好等方面。
为使硬化后的混凝土具有较高的强度和密实性，与普通混凝土相比，高性能混凝土中胶凝材料用量可能增大，除水泥外，往往还要加入1-2种矿物外加剂，同时使用高效减水剂，在较低水胶比下获得高流动性，因此拌和物的黏性增大，变形需要一定的时间。
高性能混凝土的流变性仍近似于宾汉姆体。
可以用屈服剪切应力和塑性黏度两个参数来表达其流变性能，而在实际工程中采用变形能力和变形速度来反映高性能混凝土的工作性更为合理。
新拌混凝土的流变学参数用宾汉姆体描述新拌混凝土流变学特性时，屈服值（屈服应力）是最重要的参数。
屈服值是使材料发生变形所需的最小应力。
坍落度值越小，表明混凝土拌合物的屈服值越大，在较小的应力作用下越不易变形。
影响混凝土屈服值的主要因素有用水量和化学外加剂。
②塑性黏度是反映作用应力与流动速度之间关系的参数。
坍落度大致相同，塑性黏度大，混凝土拌合物流动和变形速度慢。
胶凝材料用量多的混凝土，其塑性黏度有增大的趋向。
特别是使用塑化剂减少单位体积用水量时，黏性较不掺塑化剂且坍落度相同的混凝土拌合物明显增大，造成泵压增大，可泵性变差。
高性能混凝土工作性的测定方法坍落度与坍落流动度V型漏斗试验U形充填性试验装置J-环试验L形流动仪及测试指标试验高掺量粉煤灰HPC的工作性比基准混凝土会有很大程度的改善和提高高掺量粉煤灰HPC选用的粉煤灰一般属优质灰,粒度细、比表面积大、玻璃微珠含量高,能起到分散水泥颗粒絮凝体和对混凝土混合料的润滑作用。
MSWI飞灰制CSA水泥的组成优化及性能研究郭晓潞;施惠生【摘要】以垃圾焚烧(MSWI)飞灰为主要原料,在实验室成功烧制了硫铝酸钙(CSA)水泥熟料,继而着重研究了不同种类和不同掺量的石膏对CSA水泥的抗压强度、水化性能、标准稠度用水量和凝结时间的影响;研究了细度对CSA水泥性能的影响.结果表明:无水石膏和二水石膏均促进C4A3S水化,提高CSA水泥的早期强度;无水石膏的最佳掺量是5％,二水石膏可根据实际情况进行调整;掺加无水石膏的CSA水泥其标准稠度用水量较对照水泥C-Ⅱ低,比对照水泥C-Ⅰ有所增加;掺加5％无水石膏后水泥的凝结时间与对照水泥C-Ⅱ接近,当掺量增至10％后出现急凝.本试验中,CSA水泥比表面积在288～580 m2/kg范围时均表现出良好的力学性能.【期刊名称】《粉煤灰综合利用》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】5页(P10-14)【关键词】MSWI飞灰;CSA水泥;抗压强度;标准稠度用水量;凝结时间【作者】郭晓潞;施惠生【作者单位】同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室,上海201804;同济大学环境材料研究所,上海201804;同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室,上海201804;同济大学环境材料研究所,上海201804【正文语种】中文【中图分类】TQ172.4+4目前，中国城市垃圾增长率己达10%以上，比世界平均增长率高出1.6%，是世界上城市垃圾堆存污染最严重的国家之一，城市垃圾的快速增长问题己成为困扰中国未来可持续发展的难题之一。
城市垃圾焚烧处置方法凭借减容化、减量化效果好、无害化程度高以及资源、能源再利用等优点，在垃圾处置技术中所占的比重迅速增加[1]。
但是，与此同时，城市垃圾焚烧后会产生相当于原城市垃圾质量2%～5%的城市垃圾焚烧(Municipal solid waste incineration，MSWI)飞灰(以下简称飞灰)。
据预测，2012年我国各大城市日产飞灰将会超过1500t，年产量将高达45～50万t，仅上海未来5年飞灰的年产量就将增加到7万t[2]。
浅谈高性能混凝土开裂原因及治理措施前言：高性能混凝土是一种跨世纪的新材料，什么是高性能混凝土，就是采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构所要求的各项力学性能，具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。
高性能混凝土以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途要求，对下列性能重点予以保证:耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性，高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比，选用优质原材料，且必须掺加足够数量的掺合料和高效外加剂。
以上几个性能最难设计且最复杂的是耐久性。
比如强度设计，混凝土实验室配合比设计C100混凝土也不是非常困难，所以强度已不是我们追求的目标，中国建筑材料研究院强调“寿命优先，强度适宜”，这就给我们混凝土人指明了方向，就是全面研究混凝土的耐久性，但是耐久性设计却是工程界的难题。
混凝土开裂的原理：高性能混凝土的开裂问题是耐久性最突出的问题，有其是前期开裂现象已制约其在工程中使用的重要因素，非荷载导致的混凝土开裂，主要是温度变形产生早期裂纹的原因。
混凝土硬化初期，水泥水化释放出热量，由于混凝土是热的不良导体，散热较慢，使得混凝土内部温度较外部高，有时可达50-70℃.使内部混凝土产生较大膨胀，而外部混凝土却随着气温降低而收缩，混凝土内部的最高温度大约发生在浇筑后的3-5d。
因为混凝土内部和表面的散热条件不同：造成温度变形和温度应力，内部膨胀和外部收缩相互制约，在外表混凝土产生很大的拉应力导致混凝土出现裂缝。
混凝土温度变形是产生早期裂缝的主要原因。
混凝土是一种非均质的复杂多相混相材料。
在微观结构相组成之间主要结合力是范德华力，因此其抗拉强度远低于抗压强度，当混凝土内部产生的拉应力超过其抗拉强度，就会产生裂缝。
在约束下变形产生的拉应力超过实时的抗拉强度，就是说必须考虑三个条件，变形大小、约束的程度和实时抗拉强度，不受约束的自由变形不会产生应力；抗拉强度足以抵抗所产生的拉应力时不会开裂。
硬化水泥浆体的组成与结构和性质
硬化水泥浆体的组成主要包括水泥、水和外加剂。
水泥是硬化水泥浆体的胶凝材料，通常使用的水泥有普通硅酸盐水泥、矿渣水泥和高性能水泥等。
水是用来调节水泥浆体的流动性和达到适当的可操作性。
外加剂则用于调整硬化水泥浆体的工作性能，如缓凝剂、加速剂和减水剂等。
硬化水泥浆体的结构主要是由水泥胶体、水泥石、骨料等组成。
水泥胶体是指水泥颗粒与水的反应产物，它是水泥浆体中起到胶结和充填作用的关键组分。
水泥石是由水泥胶体与骨料颗粒相互结合而形成的坚固网状结构，它能够固定骨料颗粒，提高硬化水泥浆体的强度。
骨料是硬化水泥浆体中的颗粒状填料，它可以分为细骨料和粗骨料，用于增加硬化水泥浆体的体积和强度。
硬化水泥浆体的性质主要包括塑性、可流性、强度、耐久性等。
塑性是指硬化水泥浆体在施工过程中可以正常变形而不破坏其连通性和稳定性的能力。
可流性是指硬化水泥浆体在施工过程中能够较好地流动，填充空间的能力。
强度是指硬化水泥浆体在一定的压力和剪切力下具有抵抗破坏的能力，它决定了硬化水泥浆体的承载能力和耐久性。
耐久性是指硬化水泥浆体在不同的环境条件下，如湿热、冻融循环、化学腐蚀等环境的侵蚀下能够保持较好的工程性能和使用寿命。
总之，硬化水泥浆体的组成和结构以及性质对于混凝土的制备和应用有着重要的影响。
通过对硬化水泥浆体的研究和理解，可以优化混凝土配合比，提高混凝土的工作性能和力学性能，从而满足不同工程的需求。
硬化混凝土的结构一、概论硬化混凝土的结构由三部分组成：1.水化水泥浆体2.集料.3.水泥浆体和集料间的过渡区.二、集料相的结构集料相对混凝土性能所起的作用，不是化学性的，而是物理性的，诸如：容重、弹性模量、体积稳定性等。
其影响因素是集料的容重、强度、粗集料的形状和机构与粒径等。
混凝土所用的粗料尺寸越大，长条扁平颗粒含量越多，都会使混凝土强度降低，这是由于上述集料表面集聚水膜的倾向越大，从而使水泥浆体与集料间的过渡区减弱。
三、水泥浆体与集料间的过渡区结构1．过渡区的结构水泥浆体与集料间界面过渡区结构和形成，首先是在新捣实的混凝土中，沿粗集料周围包裹了一层水膜，使用贴近粗集料表面的水灰比大于混凝土的本体。
其次，与水泥浆体一样，硫酸钙和铝酸钙化合物溶解产生钙、硫酸根、铝酸盐离子，它们相互结合，形成钙矾石和氢氧化钙。
由于在贴近粗暴集料表面的水灰比值高，此处形成的结晶产物的晶体也大。
因此，在此界面处所形成的骨架结构中的孔隙比水泥浆本体或砂浆基体多。
板状氢氧化钙晶体往往导致取向层的形成，以其C轴垂直于粗集料的表面。
最后，随着水化的继续进行，结晶差的C-S-H 以及氢氧化钙和钙矾石的2次较小的晶体填充于由大钙矾石和氢氧化钙晶体所构成的骨架间孔隙内。
2．过渡区的强度主要取决于3个因素：1。
孔的体积和孔的径大小2。
氢氧化钙晶体的大小与取向层3。
存在的微裂缝。
在水化的早期，过渡区内的孔体积与孔径均比砂浆基体大，因此，过渡区的强度较低。
在的氢氧化钙晶体粘结力较小，不化因为其表面的原因，而且取向层结构为劈裂拉伸破坏提供了有利条件。
混凝土过渡区中微裂缝的存在，是强度低的主要原因，地过渡区中的微裂缝主要以界面缝出现，主要是由于粗集料颗粒周围表面所包裹的水膜所形成。
集料的粒径及其级配，水泥用量，水灰比，养护条件，混凝土表里的温，湿度等因素都会影响裂缝的产生及其数量。
由于裂缝的存在，在受荷过程中会因应力集中面扩展，使混凝土提前破损。
引言随着社会经济和科技水平的快速发展，混凝土材料作为一种复合建材产品广泛应用于楼房建筑、公路铁路的桥梁和隧道等工程建设中，特别是高层建筑、大跨度建筑的不断涌现，迫使混凝土材料朝着更高强度、更高耐久性和更高可靠性的方向发展。
20世纪90年代，法国Bouyues公司开发了一种活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete，RPC），这是超高性能混凝土的雏形[1]，相比普通的混凝土材料，其具收稿日期：2023-9-4第一作者：耿春雷，1980年生，博士，高级工程师，主要研究方向为煤系固废的综合利用、煤矿注浆相关技术、钢筋混凝土的缺陷预防及治理技术和超高性能混凝土技术研究，E-mail：**********************.cn、**************项目信息：国家能源投资集团有限责任公司科技创新项目（编号：GJNY-23-31-1）超高性能混凝土研究及工程应用现状耿春雷 董 阳 左然芳 巩思宇 张 栋北京低碳清洁能源研究院 北京 102211摘 要：随着高层大跨度及有特殊功能要求建筑物的设计建造，混凝土朝着更高强度、更高耐久性和更高可靠性的方向发展，在这种背景下，超高性能混凝土（UHPC ）应运而生，因其能改善环境、提高经济效益、解决工程中的疑难问题，且具备优异的力学性能和耐久性能，成为学者研究的热门课题。
本文从基本设计原理、优异的物理性能、环保性能、相关标准的建立情况以及工程应用情况出发，对UHPC的研究和应用进展进行了详细的说明，同时提出UHPC发展的趋势和研究重点：一是通过优化UHPC的配合比设计和原材料选择，降低其浆体的粘度，采用价格低廉的固体废弃物替代部分现有的UHPC原材料，降低UHPC的成本；二是研究合理的养护方式，降低现有养护方式的高能耗和高成本，同时促进未水化水泥的水化进程；三是发展钢丝（钢筋）网骨架增强UHPC和少纤维甚至无纤维UHPC，不仅能够降低UHPC的成本，而且能提升UHPC的抗折、抗压强度；四是针对UHPC的特性制定耐久性标准，为日后UHPC的进一步推广应用提供指导和建议。
纳米材料在水泥混凝土中的应用摘要：纳米材料在建筑工业中的使用会改变传统建筑材料的性能，使其抗压、抗折、抗拉伸等性能得到很好地改善，增强水泥混凝土材料的耐久性，延长使用寿命，这对于传统建筑未来的发展有着巨大的推动作用。
关键词：纳米材料；耐久性1. 前言普通硅酸盐水泥是最常见和广泛使用的建筑材料。
这种材料的主要优点是原料生产遍布世界各地，成本低，施工方便，有成熟的特性和性能参数作为设计和施工依据。
普通硅酸盐水泥通常和粗骨料、细骨料掺合在一起使用生产出从几毫米到几米厚的混凝土产品。
混凝土是一种具有纳米结构的多相复合材料。
它包含了从纳米级到微米级尺寸的无定形晶体和结晶水。
其性质和力学性能的下降都存在和发生于多尺度范围内(从纳米级到微米级到毫米级)，每一个尺寸上的结构特性都源于更小一级尺寸上的结构特性[1]。
图1-1是混凝土材料内各种成分的尺度示意。
普通水泥本身的颗粒粒径通常在7-200μm，但其约有70％的水化产物CSH凝胶的尺寸在纳米级范围。
经测试，该凝胶的比表面积约为180m2/g，可推算得到凝胶的平均粒径为10nm。
即水泥硬化浆体实际上是由水化硅酸钙凝胶为主凝聚而成的初级纳米材料[2]）。
图1-1水泥浆是混凝土和其他水泥制品中的粘结剂。
它的化学和物理性质决定了水泥浆的水化行为。
水泥水化是一个放热过程，而且是一系列复杂的受动力学控制的化学反应。
矿物掺合料和化学外加剂也影响水化过程。
矿物掺合料和化学外加剂也影响水化过程。
水泥浆主要是水化硅酸钙(C-S-H)，也含有氢氧化钙(C-H)，钙矾石(AFt)，单硫铝酸钙(AFm)和其他一些少量的化合物，例如水榴石等。
随着水化的进行，不同水化产物的量在改变，结构复杂性从纳米级(水化相的凝胶结构)到微米级(水泥颗粒尺寸)，并且延伸到毫米级(混凝土中集料的尺寸)。
图1-2是纳米级C-S-H凝胶结构图[3-5]。
图1-2混凝土的纳米科学和纳米工程，有时统称为纳米修正技术，已普遍用来描述纳米技术在混凝土研究中的两大主要应用[6-8]。
