單向鋼纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料制備技術(shù)與性能分析.pdf

1、鋼纖維的摻入使水泥基材料的各項(xiàng)力學(xué)性能得到了顯著的改善，研究表明鋼纖維方向?qū)λ嗷牧系牧W(xué)性能有著很大的影響。從力學(xué)意義上講，鋼纖維對水泥基材料最有效的增強(qiáng)狀態(tài)是纖維方向與主拉應(yīng)力方向一致或接近，而普通鋼纖維水泥基復(fù)合材料中鋼纖維在水泥基材料中隨機(jī)亂向分布。為了使鋼纖維更加充分地發(fā)揮增強(qiáng)、增韌作用，本文研究了制備單向分布鋼纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的方法，并對制備的單向鋼纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的力學(xué)性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。
　　對鋼纖維

2、水泥漿拌合物施加磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻、方向一定的磁場，其中鋼纖維受磁場力作用發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，所有或絕大部分鋼纖維的方向與磁場方向一致或接近，硬化后即制備出了單向分布鋼纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料。分析了鋼纖維在磁場中的受力及其在磁場作用下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，確定鋼纖維的方向。據(jù)此計(jì)算鋼纖維達(dá)到設(shè)計(jì)方向所需的磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度及磁場作用時(shí)間，從而確定制備單向分布鋼纖維增強(qiáng)水泥漿的方法。實(shí)驗(yàn)研究顯示，根據(jù)理論方法制備出的單向分布鋼纖維增強(qiáng)水泥漿中，90％左右的鋼纖維方向

3、與設(shè)計(jì)方向一致或接近，鋼纖維方向系數(shù)達(dá)到0.95或更高。
　　從細(xì)觀力學(xué)的角度研究了單向鋼纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的力學(xué)性能，重點(diǎn)考慮了纖維方向?qū)λ嗷牧狭W(xué)性能的影響。首先采用概率方法建立了鋼纖維軸拉應(yīng)力模型，然后根據(jù)復(fù)合力學(xué)理論建立了單向鋼纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料軸拉強(qiáng)度計(jì)算模型。通過分析劈拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度與軸心抗拉強(qiáng)度的關(guān)系，推導(dǎo)出劈拉、抗折強(qiáng)度理論表達(dá)式。依據(jù)復(fù)合力學(xué)理論將鋼纖維的軟化曲線與水泥基材料的軟化曲線疊加，得到鋼纖