先進水泥基材料的研究進展

1、先進水泥基材料的先進水泥基材料的研究進展研究進展復(fù)合材料復(fù)合材料發(fā)展過程：古代近代先進復(fù)合材料發(fā)展過程：古代近代先進復(fù)合材料天然復(fù)合材料竹、貝殼，樹木和竹子： 纖維素和木質(zhì)素的復(fù)合體動物骨骼： 無機磷酸鹽和蛋白質(zhì)膠原復(fù)合而成人類：使用、效仿半坡人草梗合泥筑墻，且延用至今漆器麻纖維和土漆復(fù)合而成，至今已四千多年近代 復(fù)合材料的發(fā)展始于20世紀40年代，第二次世界大戰(zhàn)中，玻璃纖維增強聚酯樹脂復(fù)合材料被美國空軍用于制造飛機構(gòu)件開始算起。50年代得到了迅速發(fā)展。我國從1958年開始發(fā)展復(fù)合材料定義：現(xiàn)代復(fù)合材料是由兩種或兩種以上在物理和化學(xué)上不同的物質(zhì)組合起來而得到的一種多相固體材料。它是由有機高分子

2、、無機非金屬或金屬等幾類不同材料通過復(fù)合工藝組合而成的新型材料，復(fù)合材料的特點之一是不僅保持原組分的部分優(yōu)點，而且產(chǎn)生原組分所不具備的新性能；特點之二是它的可設(shè)計性，通過對原材料的選擇、各組分分布的設(shè)計和工藝條件的保證等，使原組分材料的優(yōu)點互相補充，同時利用復(fù)合材料的復(fù)合效應(yīng)使之出現(xiàn)新的性能，最大限度地發(fā)揮優(yōu)勢。 復(fù)合材料復(fù)合材料先進水泥基復(fù)合材料的分類先進水泥基復(fù)合材料的分類無宏觀缺陷水泥高致密水泥基均勻體系活性粉末混凝土高延性水泥基復(fù)合材料自密實混凝土 無宏觀缺陷水泥（Macro Defect Free，簡稱MDF）是20世紀80年代初英國帝國化學(xué)公司實驗室的Bitchall和牛津大學(xué)的H

3、oward發(fā)明的。 工藝路線：將水泥加少量的水、水溶性聚合物、甘油經(jīng)高效剪切攪拌后，在較低的溫度下壓制成型，得到一種抗壓強度可達到200MPa，抗折強度可達到60-70MPa的新型水泥基材料。 無宏觀缺陷水泥基復(fù)合材料無宏觀缺陷水泥基復(fù)合材料無宏觀缺陷水泥基復(fù)合材料無宏觀缺陷水泥基復(fù)合材料高致密水泥基均勻體系（Densitif ied system contain ing homogeneously arranged u ltrafine particles，DSP）是丹麥A alborg波特蘭水泥混凝土實驗室的Bache等在20世紀70年代末首先研制出來的一種水泥基高強材料。工藝路線：DSP

4、材料是由7080水泥、2030平均粒徑比水泥小12個數(shù)量級的超細材料、高效減水劑和水組成的。其制品的抗壓強度也可達到300MPa以上。高致密水泥基均勻體系高致密水泥基均勻體系高致密水泥基均勻體系高致密水泥基均勻體系不同粒徑組合對空隙率的影響礦物摻合料的填充效應(yīng)高致密水泥基均勻體系高致密水泥基均勻體系水泥漿體中顆粒堆積示意圖DSP TechnologySuper Plastizised Cement PasteCement Paste活性粉末混凝土活性粉末混凝土活性粉末混凝土（Reactive Power Concrete，簡稱RPC）是法國Bouygues公司的工程師P. Richard于19

5、93年研制的。RPC材料是一種超高強度、超高耐久性超高韌性的新型水泥基材料。由于提高了細度和反應(yīng)活性，因此叫活性粉末混凝土。工藝路線：將水泥、微硅粉、石英砂、鋼纖維攪拌均勻，先加入三分之二溶解了超塑化劑的水進行攪拌，最后加入另三分之一水?dāng)嚢杈鶆?。把拌合物倒入模具振動成型，在?biāo)準(zhǔn)模式下養(yǎng)護24小時后脫模，然后在90水中養(yǎng)護或蒸汽養(yǎng)護。 活性粉末混凝土活性粉末混凝土不同材料的斷裂能高延性水泥基復(fù)合材料高延性水泥基復(fù)合材料高延性水泥基復(fù)合材料（Engineered cementitious Composites，簡稱ECC）是美國密西根大學(xué)高級土木工程材料研究實驗室研制的。該材料是一種具有超強韌性的

6、亂向分布短纖維增強水泥基復(fù)合材料。工藝路線：以水泥、礦物摻合料以及平均粒徑不大于0.15 mm 的石英砂作為基體，用PE 纖維（ 聚乙烯纖維） 或PVA 纖維（聚乙烯醇纖維）做增強材料，在纖維體積摻量為2% 左右的情況下，其極限拉應(yīng)變能達到3% 以上，具有明顯的應(yīng)變硬化特性及多縫開裂現(xiàn)象。高延性水泥基復(fù)合材料高延性水泥基復(fù)合材料ECC彎曲試驗及多縫開裂示意圖高延性水泥基復(fù)合材料高延性水泥基復(fù)合材料（a）配筋普通混凝土構(gòu)件；（b）配筋ECC構(gòu)件自密實混凝土自密實混凝土自密實混凝土（Self-Compacting Concrete，簡稱SCC）是一種澆注時不需要振搗，僅通過自重即能充滿配筋密集的模版，并且保持良好勻質(zhì)性的混凝土。這種新型混凝土是日本東京大學(xué)教授岡村甫于80年代末開發(fā)的。工藝路線：通過對外加劑、凝膠材料、粗細骨料的選擇和配合比的設(shè)計，使混凝土拌合物屈服值減小且又具有足夠的塑性粘度，不離析、不泌