剂
砂子
石子
强制式搅拌机干拌
湿搅拌
钢纤维混凝土混合 料
出料运 输
水泥
钢纤维
分散机结 信赖 创造 挑战
4.3 玻璃纤维增强水泥基复合 材料
纤维无捻布
短切纤维
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玻璃纤维生产工艺：
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4.3.1 概述:
玻璃纤维增强水泥（G.R.C）是一种轻质高强、不燃的一 类新型材料，它克服了水泥制品拉抻强度低、冲击韧性差的特点 ，具有容重及热导率小的优点，很受人们欢迎。
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②钢纤维
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钢纤维在水泥基体中分布的均匀性随增大而下降。 ① Dmax/lf=1/2时，纤维对混凝土的增强效果最好； ② Dmax/lf>1时，纤维过于集中并填充于粗集料间的砂浆中，难于增强混
凝土的强度，还影响纤维与基体的界面粘结； ③ Dmax/lf<1/2时，可使混凝土的增韧效果明显，但因集料过小而难以发挥
硅酸三钙的水化产物为C-S-H凝胶和氢氧化钙。其水化速 率很快，可分为五个阶段：诱导前期（15min)、诱导期、 加速期、衰退期、稳定期。
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诱导前期：加水后立即发生急剧化学反应，但持续时间较短，在 15min内结束。 诱导期：反应速率极其缓慢，持续2~4h（水泥浆体保持塑性）。 初凝时间基本相当于诱导期的结束。 加速期：反应重新加快，反应速率随时间而增大，出现第二个放 热峰。在达到峰顶时本阶段即告结束（4~8h），此时终凝时间已 过，水泥石开始硬化。 减速期：水化衰减期，反应速率随时间下降的阶段（12~24h）， 水化作用逐渐受扩散速率控制。 稳定期：反应速率很低，反应过程基本趋于稳定，水化完全受扩 散速率控制。
骨架作用。
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钢纤维混凝土配比：水灰比（ W/C） 钢纤维含量和纤维的长径比对于钢纤维混凝土的抗折强度
影响很大，但对于抗压强度的提高则影响较小。
AR C B
W
σ为钢纤维混凝土抗压强度，MPa；R为水泥标号，MPa； A、B为设计常数。
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（4）钢纤维混凝土的配置工 艺水、外加
减水剂是一种在 维持混凝土坍落 度不变的条件下 ，能减少拌合用 水量的混凝土外 加剂。
速凝剂：掺入混 凝土中能使混凝 土迅速凝结硬化 的外加剂。
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①水泥
水泥是一种人造矿物质粉状胶凝材料，加水形成 塑性浆体，在空气和水中都可固化，固化的水泥能将砂、 石、钢纤维牢固胶结在一起，是一种水硬性胶凝材料。 水泥可分为通用水泥、专用水泥和特性水泥三大类。
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钢纤维增强水泥基复合材料
钢纤维增强水泥基复合材料分类： A.钢纤维增强水泥混凝土复合材料（钢纤
维混凝土） B.钢丝网增强水泥砂浆复合材料（钢丝网
水泥）
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20世纪50年代研究开发的钢丝网水泥板和钢丝网水 泥船
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坍落度的测试方法：用一个上口
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4.2 纤维增强水泥复合材料分 类： 1. 钢纤维增强水泥基复合材料。包括钢纤维混凝土、钢丝网增强
水泥复合材料。 2. 无机纤维增强水泥基复合材料。玻璃纤维、碳纤维增强水泥基
复合材料。 3. 有机纤维增强水泥基复合材料。天然纤维（木纤维、竹丝）和
人工合成纤维（尼龙纤维、芳纶纤维）增强水泥基复合材料。
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（2）钢纤维混凝土的性能
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钢纤维混凝土井盖
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钢纤维混凝土是一种高强混凝土，其抗拉强度和 抗弯强度比普通混凝土高10倍，弯曲韧性高20倍，因而大 大改善水泥混凝土的脆性。
强
220
度
提 180 高
硅酸盐水泥
油井水泥、大坝水泥
快硬硅酸盐水泥、膨胀水泥
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硅酸盐水泥
根据GB 175-2007国家标准 1、硅酸盐水泥的定义为：由硅酸盐水泥熟料、 0~5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨 细制成的水硬胶凝材料称为硅酸盐水泥。 2、由硅酸盐水泥熟料、6~15%混合材料、适量 石膏磨细制成的水硬胶凝材料称为 普通硅酸盐水泥。
（1）钢纤维混凝土的定义 100mm、下口200mm、高300mm喇叭 状的塌落度桶，灌入混凝土后捣实， 然后拔起桶，混凝土因自重产生塌落 现象，用桶高(300mm)减去塌落后混
水泥浆固化后的水泥石、砂、石集料和钢纤凝果维差土值最组为高成1点0m的的m高三，度则相，塌称复落为度合塌为材落10度。。如 料。砂和石集料提高拉压强度和防止水泥固化中的收缩开裂，钢 纤维提高抗拉强度抗弯强度和冲击韧性。
抗拉强度
/%
140
100
0.
钢纤维掺量与钢纤维混凝土强度关系图
1
抗弯强度
1
2 2.
钢纤维含量 / % 5
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（3）钢纤维混凝土的原材料
钢纤维混凝土的生产原料主要有水泥、细集料（砂 子）、粗集料（碎石子）、水、减水剂、速凝剂和 钢纤维等。
南京某建筑公司早在1957年就应用了玻璃纤维增强的混凝 土楼板，短期效果较好。但一年后即被破坏。
1958年后，全国各研究单位和高等院校都开始了玻璃纤维 增强水泥混凝土的研究，直到1961年被全国叫停。
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硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的技术性能 团结 信赖 创造 挑战
水泥的矿物组成：
由熟料磨细的水泥矿物组成主要是硅酸三钙、硅酸二钙 、铝酸三钙和亚铁铝酸四钙。
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主要矿物成分的水化反应
硅酸三钙的水化反应：
3 C S 2 a n i2 O O H x S C 2 ｙ H i 2 O a O ( 3 x ) C ( O ) 2 a
第三章纤维增强水泥基复合材料
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4.1 概论
水泥是目前世界上产量最大、应用最广的 人造无机材料。中国的产量已经跃居世界 第一。
水泥的缺点是结构缺陷多，拉伸强度弯曲
强度低，韧性低等，极大限制了水泥的应
用。
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20世纪40年代开始，研究玻璃纤维和钢纤维 增强的水泥基复合材料，此后各国对纤维增 强的水泥基复合材料都极为重视。