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水泥基复合新材料

作者: 发布时间:2022-04-12 10:00:19点击:252

信息摘要: 水泥基复合新材料超高性能混凝土(UHPC),是一种纤维增强水泥基复合材料,一般由水泥、细骨料、纤维、矿物混合物、高效减水剂混合,经过冷凝硬化形成超高抗压强度、抗拉强度和高耐久性混凝土,应用于道路、桥梁、水利等重大工程项目,促进土木工程材料的发展,应用前景非...

超高性能混凝土(UHPC),是一种纤维增强水泥基复合材料,一般由水泥、细骨料、纤维、矿物混合物、高效减水剂混合,经过冷凝硬化形成超高抗压强度、抗拉强度和高耐久性混凝土,应用于道路、桥梁、水利等重大工程项目,促进土木工程材料的发展,应用前景非常广阔。

01

分析UHPC的制备原料及其性能。

胶凝材料

制备UHPC的水泥应采用含碱量低、C3A和C4AF含量低的优质硅酸盐水泥。硅灰通常用于矿物掺合料。硅灰在UHPC中起到填充作用。它还可以与水泥水化产生的Ca(OH)2进行二次水化,产生水化硅酸钙,使UHPC的内部结构更加致密。

钢纤维

在不断的研究中,人们发现钢纤维可以大大提高UHPC的机械性能。目前,钢纤维已成为UHPC制备不可缺少的材料。钢纤维的掺量和形状对UHPC有一定的影响。

研究表明,当体积掺量小于3%时,UHPC的弹性模量和抗压强度随之增加而逐渐增加。纤维掺量过高会使纤维难以分散在基体中,分布不均匀,纤维团聚,降低UHPC的流动性,因此钢纤维的更佳体积掺量为2%。

减水剂

高效减水剂的类型主要分为萘高效减水剂、氨基磺酸盐高效减水剂、脂肪高效减水剂和聚羧酸高效减水剂。目前,聚羧酸高效减水剂主要用于UHPC。

此外,混凝土混合料必须具有良好的易性,以保证良好的浇筑质量。

①流动性:是指混合物在自重或机械振动的外力作用下流动或坍落,能均匀、密实地填充模板的性质。

②粘结:是指混合物在运输或浇筑过程中具有一定的粘结力,使混凝土保持整体均匀性。

③保水:是指混合料在施工过程中具有良好的保水能力,不易产生严重的泌水现象。

02

UHPC的生产工艺。

制备UHPC的常规工艺方法:将凝胶材料、细骨料、钢纤维等倒入搅拌机中搅拌,然后加入水和高效减水剂搅拌至流态混凝土。

马来西亚推荐的搅拌工艺:首先将粉末和骨料均匀化,然后加入水和外加剂搅拌,搅拌浆料,然后均匀加入钢纤维。搅拌是将骨料和钢纤维均匀分散,不要使钢纤维聚集在一起。

以短切耐碱玻璃纤维含量约3~10%的复合材料为例,其密度为1600~2500kg/m3,抗冲击强度为8.0~21.5n.mm/mm2,压缩强度为48~83mpa,热膨胀系数为11-16X10-6k-1。性能因所用原材料、比例、工艺和维护条件而异。


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