新型水泥基复合材料123页PPT
合集下载
复合材料课件第七章 水泥基复合材料-2
湿养护有利于水泥的充分水化，以降低混 凝土的孔隙率和切断毛细孔的连续性，温 度养护可减少温度裂缝，从而提高混凝土 抗渗性。因此，混凝土浇筑完毕后，应根 据现场气温条件及时覆盖和洒水，混凝土 养护时间一般不少于14天。
切缝机
50
3、无宏观缺陷水泥
无宏观缺陷水泥（Macro Defect Free，简称 MDF）是20世纪80年代初英国帝国化学公 司实验室的Bitchall和牛津大学的Howard发 明的。
2、水泥混凝土路面
路基土组
粘性土
由各种水干泥湿混类凝型土面层与基层、垫中层湿和路基所构成的路面
22
1:1.5
行车道及 硬路肩路面 结构图示
18
20
土基E0=35MPa
图
例
普通水泥 水泥稳定级配 级配碎石
混凝土面板 碎石基层 底基层
交通等级与混凝土抗折强度（抗压强度） 之间的关系
交通等级
抗折强度
抗碱玻璃纤维 8－20
2.7 1400－2500 70－80
2.0－3.5
中碱玻璃纤维 8－20
2.6 1000－2000 60－70
3.0－4.0
无碱玻璃纤维 8－20
2.54 3000－3500
高弹碳纤维 聚丙烯单丝 Kevlar-29 尼龙单丝 水泥净浆
9 ―――
12 100－200
―――
1.9 0.9 1.44 1.1 2.0－2.2
工艺路线：将水泥加少量的水、水溶性聚 合物、甘油经高效剪切搅拌后，在较低的 温度下压制成型，得到一种抗压强度可达 到200MPa，抗折强度可达到60-70MPa的新 型水泥基材料。
4、超细粒子均匀排列密实填充体系
超细粒子均匀排列密实填充体系（Densitif ied system contain ing homogeneously arranged u ltrafine particles， DSP）是丹麦A alborg波特兰水泥混凝土实验室的Bache 等在20世纪70年代末首先研制出来的一种水泥基高强 材料。
2024年复合材料课件
复合材料课件一、引言二、复合材料的基本概念2.复合材料的组成：复合材料通常由基体和增强体两部分组成。
基体是复合材料中占主导地位的连续相，起支撑和连接作用；增强体是分散在基体中的第二相，起增强作用。
3.复合材料的分类：根据基体和增强体的不同，复合材料可分为聚合物基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料和碳基复合材料等。
三、复合材料的性能特点1.力学性能：复合材料具有较高的强度、刚度和韧性，可承受较大的载荷。
同时，复合材料具有良好的疲劳性能和抗冲击性能。
2.耐热性能：复合材料的热稳定性较好，可在较高温度下使用。
复合材料的热膨胀系数较低，具有较好的尺寸稳定性。
3.耐腐蚀性能：复合材料具有良好的耐腐蚀性能，可抵抗酸、碱、盐等介质的侵蚀。
4.导电性能：复合材料具有良好的导电性能，可应用于导电结构件、抗静电材料等领域。
5.磁性能：复合材料具有良好的磁性能，可应用于电机、变压器等设备中的磁性结构件。
6.耐磨性能：复合材料具有良好的耐磨性能，可应用于摩擦磨损部件。
四、复合材料的应用领域1.航空航天领域：复合材料具有轻质、高强、耐腐蚀等特点，广泛应用于飞机、卫星、火箭等航空航天器。
2.汽车领域：复合材料可应用于汽车零部件、车身、内饰等，减轻汽车重量，提高燃油经济性。
3.建筑领域：复合材料具有良好的耐腐蚀性能和装饰效果，可应用于建筑物的外墙、屋顶、门窗等。
4.能源领域：复合材料可应用于风力发电叶片、太阳能电池板等可再生能源设备。
5.生物医学领域：复合材料具有良好的生物相容性和力学性能，可应用于人工关节、牙科修复等。
6.电子领域：复合材料具有良好的导电性能和热稳定性，可应用于电子元器件的封装、散热等领域。
五、结论复合材料作为一种具有特殊性能的新型材料，已经在众多领域取得了显著的应用成果。
随着材料科学的不断发展，复合材料的性能和应用领域将进一步拓展。
本课件旨在帮助读者了解复合材料的基本概念、分类、性能特点及应用领域，为复合材料的研究和应用提供一定的理论基础。
纤维强化水泥基复合材料的发展现状及应用PPT课件
(1)外部振动 (2)内部振动
2)射成型工艺
(1)钢纤维混凝土喷射成型方式 (2)混凝土成型质量
3)挤压成型工艺 4)钢纤维棍凝土的灌浆浸渍成型工艺
4、发展现状
目前，常用于增强水泥基复合材料的纤 维，主要包括钢纤维、碳纤维、玻璃纤维 等。有关纤维的物理性能数据见表 1。
4.1 PVA纤维增强水泥基复合材料
二、纤维强化水泥基复合材料的力学性能
在纤维增强水泥基复合材料中， 纤维的主要作用在于阻止微裂缝的 扩展，具体表现在提高复合材料的 抗拉、抗裂、抗渗及抗冲击、抗冻 性等。
2.1 抗拉强度
内部缺陷是水泥基复合材料破坏的主要 因素，任意分布的短切纤维在复合材料硬 化过程中改变了其内部结构，减少了内部 缺陷，提高了材料的连续性。在水泥基复 合材料受力过程中纤维与基体共同受力变 形，纤维的牵连作用使基体裂而不断并能 进一步承受载荷，可使水泥基材的抗拉强 度得到充分保证；当所用纤维的力学性能、 几何尺寸与掺量等合适时，可使复合材料 的抗拉强度有明显的提高。
4.2 刚纤维增强水泥基复合材料
钢纤维是发展最早的一种增强用水泥基复合材料纤维。
早在 1910 年美国 Porter 就提出了把钢纤维均匀地撒入混凝 土中以强化材料的设想，随后俄国学者伏·波·涅克拉索夫首 先提出了钢纤维增强混凝土的概念。1963 年美国 Romuldi 等发表了一系列研究成果，从理论上阐述了钢纤维对水泥基 复合材料的增强机理。我国对钢纤维的应用研究相对于其它 几种纤维也比较早。赵国藩等人出版的《钢纤维混凝土结构》 中，对组成材料与工艺特性、基本性能、结构强度计算、抗 剪承载力计算、复杂应力下钢纤维混凝土的性能和计算、正 常使用极限状态验算方法以及其应用施工等内容都作了较完 整的说明。目前，钢纤维水泥基复合材料因其具有高抗拉强 度和弹性模量而得到广泛应用，但其价格较贵、比重大且在 基体中不易于分散。
2)射成型工艺
(1)钢纤维混凝土喷射成型方式 (2)混凝土成型质量
3)挤压成型工艺 4)钢纤维棍凝土的灌浆浸渍成型工艺
4、发展现状
目前，常用于增强水泥基复合材料的纤 维，主要包括钢纤维、碳纤维、玻璃纤维 等。有关纤维的物理性能数据见表 1。
4.1 PVA纤维增强水泥基复合材料
二、纤维强化水泥基复合材料的力学性能
在纤维增强水泥基复合材料中， 纤维的主要作用在于阻止微裂缝的 扩展，具体表现在提高复合材料的 抗拉、抗裂、抗渗及抗冲击、抗冻 性等。
2.1 抗拉强度
内部缺陷是水泥基复合材料破坏的主要 因素，任意分布的短切纤维在复合材料硬 化过程中改变了其内部结构，减少了内部 缺陷，提高了材料的连续性。在水泥基复 合材料受力过程中纤维与基体共同受力变 形，纤维的牵连作用使基体裂而不断并能 进一步承受载荷，可使水泥基材的抗拉强 度得到充分保证；当所用纤维的力学性能、 几何尺寸与掺量等合适时，可使复合材料 的抗拉强度有明显的提高。
4.2 刚纤维增强水泥基复合材料
钢纤维是发展最早的一种增强用水泥基复合材料纤维。
早在 1910 年美国 Porter 就提出了把钢纤维均匀地撒入混凝 土中以强化材料的设想，随后俄国学者伏·波·涅克拉索夫首 先提出了钢纤维增强混凝土的概念。1963 年美国 Romuldi 等发表了一系列研究成果，从理论上阐述了钢纤维对水泥基 复合材料的增强机理。我国对钢纤维的应用研究相对于其它 几种纤维也比较早。赵国藩等人出版的《钢纤维混凝土结构》 中，对组成材料与工艺特性、基本性能、结构强度计算、抗 剪承载力计算、复杂应力下钢纤维混凝土的性能和计算、正 常使用极限状态验算方法以及其应用施工等内容都作了较完 整的说明。目前，钢纤维水泥基复合材料因其具有高抗拉强 度和弹性模量而得到广泛应用，但其价格较贵、比重大且在 基体中不易于分散。
第4章 纤维增强水泥基复合材料ppt课件
/ %
强
220
度
提
180
高
140
抗拉强度 抗弯强度
100
0.1 1
2 2.5
钢纤维掺量与钢纤维混凝土强度关系p图pt精选版
钢纤维含量 / %
12
ppt精选版
13
ppt精选版
14
（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。
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。
ppt精选版
44
双枪式和单枪式喷枪
ppt精选版
45
4.3.3.2 GRC复合材料的养护
（1）室温自然养护。水泥基复合材料的固化要求有足够的水分， 在养护过程中要不断补充水分。供水方法多采用蓄水、喷水和洒水 等方法，大多数企业在制品上铺层麻袋或草袋，不断向麻袋和草袋 上浇水。自然或室温的养护温度要保持在15℃以下。
ppt精选版
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
15
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。
普通硅酸盐水泥。
ppt精选版
复合材料课件第七章 水泥基复合材料
硬化，将砂、石骨料胶结成整体，形成固体。
骨料
①廉价的填充材料，节省水泥用量 ②混凝土的骨架，减小收缩，抑制裂缝的扩展 ③传力作用 ④降低水化热 ⑤提供耐磨性
化学外加剂
改善混凝土的性能 ①缓凝剂：使水泥浆凝结硬化速度减慢； ②促凝剂：使水泥浆凝结硬化速度加快； ③减水剂：减少拌和需水量； ④引气剂：在混凝土中引起封闭气孔；
第七章 水泥基复合材料
万神殿：公元128年Hadrin大帝时期建造的一座建筑物，它的圆形壁厚 6.1m;穹顶的直径43.3m、高21.6m，使用了12000吨轻混凝土。
罗马圆形剧场
•古罗马加尔输水道（BC63-13年）
据统计：在正常工作条件下，混凝土与预应 力混凝土结构桥梁从建成到拆除重建的周期 为40～45年
坍落度试验
流动性的测定
①将拌和物分三层填入坍落
度筒中；
②每一层插捣25下； ③将表面抹平； ④垂直提起圆锥筒；
⑤量出筒高与试体最高点之
间的高度差—坍落度。
100mm 300mm
200mm
坍落度（mm）越大，流动性越高
装第1层并插捣 25 装第2层并插捣25 装 第 3 层 并 插 捣 25
次
次
次
普通骨料
轻骨料 重骨料
7.1.3 混凝土的性质
①混凝土混合料的性质 混凝土在未凝结硬化以前称为混凝土混合料（混合物、 拌合物、拌合料或新拌混凝土） ②混凝土成型后的性质
①混凝土混合料的性质
混凝土混合料必须具有良好的和易性。 和易性又称工作性，是指混凝土拌合物在一定的施工 条件下，便于各种施工工序的操作，以保证获得均 匀密实的砼的性能。 包括流动性(稠度)、粘聚性和保水性三个主要方面。
抗碳化
骨料
①廉价的填充材料，节省水泥用量 ②混凝土的骨架，减小收缩，抑制裂缝的扩展 ③传力作用 ④降低水化热 ⑤提供耐磨性
化学外加剂
改善混凝土的性能 ①缓凝剂：使水泥浆凝结硬化速度减慢； ②促凝剂：使水泥浆凝结硬化速度加快； ③减水剂：减少拌和需水量； ④引气剂：在混凝土中引起封闭气孔；
第七章 水泥基复合材料
万神殿：公元128年Hadrin大帝时期建造的一座建筑物，它的圆形壁厚 6.1m;穹顶的直径43.3m、高21.6m，使用了12000吨轻混凝土。
罗马圆形剧场
•古罗马加尔输水道（BC63-13年）
据统计：在正常工作条件下，混凝土与预应 力混凝土结构桥梁从建成到拆除重建的周期 为40～45年
坍落度试验
流动性的测定
①将拌和物分三层填入坍落
度筒中；
②每一层插捣25下； ③将表面抹平； ④垂直提起圆锥筒；
⑤量出筒高与试体最高点之
间的高度差—坍落度。
100mm 300mm
200mm
坍落度（mm）越大，流动性越高
装第1层并插捣 25 装第2层并插捣25 装 第 3 层 并 插 捣 25
次
次
次
普通骨料
轻骨料 重骨料
7.1.3 混凝土的性质
①混凝土混合料的性质 混凝土在未凝结硬化以前称为混凝土混合料（混合物、 拌合物、拌合料或新拌混凝土） ②混凝土成型后的性质
①混凝土混合料的性质
混凝土混合料必须具有良好的和易性。 和易性又称工作性，是指混凝土拌合物在一定的施工 条件下，便于各种施工工序的操作，以保证获得均 匀密实的砼的性能。 包括流动性(稠度)、粘聚性和保水性三个主要方面。
抗碳化
水泥与水泥基复合材料PPT课件
1937年完工通车。造价3千3百万美元。桥柱228公尺，车道距离海面67m，全长约3km。 建筑工程使用516,000立方米混凝土、100万吨钢材和80,000英哩(约13万公里)金属缆。
33
天津彩虹大桥，成桥于1998年
34
混凝土输送车
35
混凝土泵车
36
泵送施工
37
先进水泥基复合材料
智能混凝土（自适应、自检测、自修复） 活性粉末混凝土（RPC） 化学结合陶瓷（CBC） 无宏观缺陷材料（MDF）
终凝状态：水泥加水起至水泥浆完全失去可塑性 所需的时间——终凝时间
工程意义
水泥的初凝时间不宜过早，以便施工时有充分时间搅拌、运输、浇注 和砌筑等操作；否则在施工前已失去流动性和塑性而无法施工。
水泥的终凝不宜过迟，以便施工完毕后尽快硬化，达到一定的强度， 以利于下一步施工工艺的进行；否则将延长施工进度和模板的周转率。
水泥与水泥基复合材料
2009.03.20
1
现代材料概论－水泥与水泥基复合材料
概述 硅酸盐水泥 掺加混合材料的硅酸盐水泥 其它水泥 水泥基复合材料
2
现代材料概论－水泥与水泥基复合材料概述
胶凝材料 水泥 水泥基复合材料
3
概述-胶凝材料
定义：通过一定的物理或化学变化，本身能够硬化，
且能粘结砂石等散粒状材料，使之共同成为坚硬石状 体，这种材料称胶凝材料。 分类：
有机 依据成分分类 无机
复合 气硬性胶凝材料（空气中）
依据硬化条件分类 水硬性胶凝材料（空气或水）
4
概述-水泥
定义：加水拌和能形成塑性浆体，能在空气中硬
化，且能在水中更好地硬化，并能粘结砂石等散 粒状材料形成坚硬的石状体，这种无机粉末，称 水泥。
33
天津彩虹大桥，成桥于1998年
34
混凝土输送车
35
混凝土泵车
36
泵送施工
37
先进水泥基复合材料
智能混凝土（自适应、自检测、自修复） 活性粉末混凝土（RPC） 化学结合陶瓷（CBC） 无宏观缺陷材料（MDF）
终凝状态：水泥加水起至水泥浆完全失去可塑性 所需的时间——终凝时间
工程意义
水泥的初凝时间不宜过早，以便施工时有充分时间搅拌、运输、浇注 和砌筑等操作；否则在施工前已失去流动性和塑性而无法施工。
水泥的终凝不宜过迟，以便施工完毕后尽快硬化，达到一定的强度， 以利于下一步施工工艺的进行；否则将延长施工进度和模板的周转率。
水泥与水泥基复合材料
2009.03.20
1
现代材料概论－水泥与水泥基复合材料
概述 硅酸盐水泥 掺加混合材料的硅酸盐水泥 其它水泥 水泥基复合材料
2
现代材料概论－水泥与水泥基复合材料概述
胶凝材料 水泥 水泥基复合材料
3
概述-胶凝材料
定义：通过一定的物理或化学变化，本身能够硬化，
且能粘结砂石等散粒状材料，使之共同成为坚硬石状 体，这种材料称胶凝材料。 分类：
有机 依据成分分类 无机
复合 气硬性胶凝材料（空气中）
依据硬化条件分类 水硬性胶凝材料（空气或水）
4
概述-水泥
定义：加水拌和能形成塑性浆体，能在空气中硬
化，且能在水中更好地硬化，并能粘结砂石等散 粒状材料形成坚硬的石状体，这种无机粉末，称 水泥。
水泥基复合材料PPT(共34页)
纤维与基体在热膨胀系数上的匹配：利用纤维与基 体在热膨胀系数上的不同，如纤维的热膨胀系数大 于基体的热膨胀系数，复合材料在基体上产生一定 的压预应力，而纤维则处于张应力状态，这样则对 复合材料的性能是有好处的。
12
纤维与基体在弹性模量上的匹配：当复合材料 的应变达到纤维或基体中比较小的那个应变时， 只有Ef Em ，纤维才可分担复合材料中更多 的负荷水平。所以要求选用的纤维具有较高的 弹性模量。
1凝土的配合比设计及成型工艺控制
在组成材料已定的条件下，决定混凝土各项性能的 则主要是各组成材料之间的相对比例。
1）选择水泥品种，确定混凝土试配强度；
2）确定水灰比；
3）选取用水量，计算水泥用量；
4）选取砂率；
5）计算砂石用量。
18
8.3.2钢筋混凝土的成型工艺
性能：纤维的掺入可显著地提高混凝土的极限 变形能力和韧性，从而大大改善水泥浆体的抗 裂性和抗冲击能力。
13
聚合物改性混凝土 对混凝土最基本力学性能的改善要借助于向混凝土
中掺加外掺剂，在大多数情况下是掺加聚合物。 主要有三种形式： 一是聚合物浸渍混凝土； 二是聚合物混凝土； 三是聚合物水泥混凝土。
19
8.3.3纤维增强水泥的成型工艺 1、直接喷射法 直接喷射法是目前最常用的成型方法。其关键是玻
璃纤维的均匀分布以及喷射砂浆的脱泡和厚度的均 匀性。 用这种方法，纤维在二维方向无规配向。因此，在 制造时制品的形状、大小、厚度等自由度最大，通 用性也最大，设备费用较便宜
而且是受力的主体。 纤维与基体水泥间的相互作用： （1）当纤维间距大于或等于两倍界面层厚度时，
各纤维的界面层将保持自身形状，互无干扰和影 响，不因纤维间距改变而变；当纤维间距小于两 倍界面层厚度时，由于界面层相互交错、搭接， 产生叠加效应，不同程度地引起界面层弱谷变浅， 对界面产生强化效应。
12
纤维与基体在弹性模量上的匹配：当复合材料 的应变达到纤维或基体中比较小的那个应变时， 只有Ef Em ，纤维才可分担复合材料中更多 的负荷水平。所以要求选用的纤维具有较高的 弹性模量。
1凝土的配合比设计及成型工艺控制
在组成材料已定的条件下，决定混凝土各项性能的 则主要是各组成材料之间的相对比例。
1）选择水泥品种，确定混凝土试配强度；
2）确定水灰比；
3）选取用水量，计算水泥用量；
4）选取砂率；
5）计算砂石用量。
18
8.3.2钢筋混凝土的成型工艺
性能：纤维的掺入可显著地提高混凝土的极限 变形能力和韧性，从而大大改善水泥浆体的抗 裂性和抗冲击能力。
13
聚合物改性混凝土 对混凝土最基本力学性能的改善要借助于向混凝土
中掺加外掺剂，在大多数情况下是掺加聚合物。 主要有三种形式： 一是聚合物浸渍混凝土； 二是聚合物混凝土； 三是聚合物水泥混凝土。
19
8.3.3纤维增强水泥的成型工艺 1、直接喷射法 直接喷射法是目前最常用的成型方法。其关键是玻
璃纤维的均匀分布以及喷射砂浆的脱泡和厚度的均 匀性。 用这种方法，纤维在二维方向无规配向。因此，在 制造时制品的形状、大小、厚度等自由度最大，通 用性也最大，设备费用较便宜
而且是受力的主体。 纤维与基体水泥间的相互作用： （1）当纤维间距大于或等于两倍界面层厚度时，
各纤维的界面层将保持自身形状，互无干扰和影 响，不因纤维间距改变而变；当纤维间距小于两 倍界面层厚度时，由于界面层相互交错、搭接， 产生叠加效应，不同程度地引起界面层弱谷变浅， 对界面产生强化效应。
2024版《复合材料》PPT课件
基体材料选择
如环氧树脂、聚酰胺、聚酯等，具有良好的粘结性、耐腐蚀性等 特点。
原材料预处理
包括清洗、干燥、剪裁、浸润等步骤，以确保原材料的质量和性 能。
成型工艺方法介绍
手糊成型
喷射成型
将纤维增强材料和基体材料手工逐层铺设在 模具上，通过手工涂刷或喷涂基体材料，形 成复合材料制品。
利用喷枪将基体材料和短切纤维同时喷向模 具表面，形成复合材料层。
复合材料可用于制造汽车发动机罩、底盘护板等部件，具 有减振、降噪和提高耐久性等优点。
建筑领域应用
结构构件
复合材料用于制造建筑结构如梁、板、柱等，具有轻质高强、耐腐蚀和耐候性等优点，如纤 维增强混凝土（FRC）在建筑中的应用。
外墙材料
复合材料可用于制造建筑外墙板、保温材料和装饰材料等，提高建筑的保温性能和美观度。
汽车工业应用
车身结构
复合材料用于制造汽车车身、车门、车顶等结构件，具有 减重、提高刚度和耐撞性等优点，如碳纤维复合材料在高 端跑车和电动汽车中的应用。
内饰部件 复合材料可用于制造汽车座椅、仪表盘、门板等内饰部件， 提高舒适性和美观度，如玻璃纤维增强塑料（GFRP）在 内饰中的应用。
发动机和底盘部件
光子复合材料
能够调控光的传播路径和性质， 具有隐身、光学存储等智能特性， 在光通信、光计算等领域具有重 要应用价值。
THANKS
汇报结束 感谢聆听
《复合材料》PPT课件
目录
contents
• 复合材料概述 • 复合材料的组成与结构 • 复合材料的制备工艺 • 复合材料的性能特点 • 复合材料的应用实例分析 • 复合材料的未来发展趋势
01
复合材料概述
定义与分类
定义
如环氧树脂、聚酰胺、聚酯等，具有良好的粘结性、耐腐蚀性等 特点。
原材料预处理
包括清洗、干燥、剪裁、浸润等步骤，以确保原材料的质量和性 能。
成型工艺方法介绍
手糊成型
喷射成型
将纤维增强材料和基体材料手工逐层铺设在 模具上，通过手工涂刷或喷涂基体材料，形 成复合材料制品。
利用喷枪将基体材料和短切纤维同时喷向模 具表面，形成复合材料层。
复合材料可用于制造汽车发动机罩、底盘护板等部件，具 有减振、降噪和提高耐久性等优点。
建筑领域应用
结构构件
复合材料用于制造建筑结构如梁、板、柱等，具有轻质高强、耐腐蚀和耐候性等优点，如纤 维增强混凝土（FRC）在建筑中的应用。
外墙材料
复合材料可用于制造建筑外墙板、保温材料和装饰材料等，提高建筑的保温性能和美观度。
汽车工业应用
车身结构
复合材料用于制造汽车车身、车门、车顶等结构件，具有 减重、提高刚度和耐撞性等优点，如碳纤维复合材料在高 端跑车和电动汽车中的应用。
内饰部件 复合材料可用于制造汽车座椅、仪表盘、门板等内饰部件， 提高舒适性和美观度，如玻璃纤维增强塑料（GFRP）在 内饰中的应用。
发动机和底盘部件
光子复合材料
能够调控光的传播路径和性质， 具有隐身、光学存储等智能特性， 在光通信、光计算等领域具有重 要应用价值。
THANKS
汇报结束 感谢聆听
《复合材料》PPT课件
目录
contents
• 复合材料概述 • 复合材料的组成与结构 • 复合材料的制备工艺 • 复合材料的性能特点 • 复合材料的应用实例分析 • 复合材料的未来发展趋势
01
复合材料概述
定义与分类
定义
4 新型水泥基复合材料
复合材料的性能取决于组分材料的种类、性能、 含量和分布。主要包括：增强体的性能和它的表面 物理、化学状态；基体的结构和性能；增强体的配 臵、分布和体积含量。 复合材料的性能还取决于复合材料的制造工艺 条件、复合方法、零件几何形状和使用环境条件。
（二）复合材料的命名 复合材料在世界各国还没有统一的名称和
(5)仿生复合材料
复合材料的设计从常规设计向仿生设计发展。
仿照竹子从表皮到内层纤维由密排到疏松的特点， 成功地制备出具有明显组织梯度与性能梯度的新型梯度 复合材料。
仿照鲍鱼壳的结构，由碳、铝和硼混合成
陶瓷细带制成了10微米厚的薄层，由此得到的
层状复合材料比其原材料坚固40％。
(6)
环保型复合材料
(4)智能复合材料
智能复合材料是指具有感知、识别及处理能力的复合材料。
在技术上是通过传感器、驱动器、控制器来实现复合材料的
上述能力。
例如，当用智能复合材料制造的飞机部件发生损伤时， 可由埋入的传感器在线检测到该损伤，通过控制器决策后， 控制埋入的形状记忆合金动作，在损伤周围产生压应力，从 而防止损伤的继续发展，大大提高了飞机的安全性能。
学变形、温度变形）的能力很差，抵抗动荷载的
能力很差，很容易由于这些弱点而产生明显的开 裂甚至破坏。当在混凝土中掺加了纤维后，可以 通过纤维的阻裂、增韧和增强作用而显著提高上 述抵抗能力，使其成为具有一定韧性的复合材料。
(一)纤维对于混凝土性能改善的机理
1.在混凝土凝结硬化初期，纤维可以限制混凝土的各种早期 收缩，有效地抑制混凝土早期干缩微裂纹及离析裂纹的产生 和发展，可以大大增强混凝土的抗裂抗渗能力。
氮化硅结构陶瓷被用作航天飞机的防热瓦硼纤维金属基复合材料制成的火箭履轴的管道输送部件美国b2隐形轰炸机表面为具有良好吸波性能的碳纤维复合材料由光导纤维构成的光缆先进橡胶轮胎使汽车成为交通主宰赛车上使用的特殊轮胎先进橡胶轮胎使汽车成为交通主宰赛车上使用的特殊轮胎人工合成的金刚石高分子分离膜已被用来制造高效家庭净水器人工肾脏生物陶瓷人造关节可调节的太阳镜耐高温纤维制成的消防人员的服装1在航空航天方面的应用由于复合材料的轻质高强持性使其在航空航天领域得到广泛的应用
第四章 新型水泥基复合材料
玻璃纤维修补路面网裂
碳纤维增强水泥基复合材料（CFRC）
70年代英国首先用聚丙烯腈基（PAN）、碳纤维 研制碳纤维增强水泥基材料CFRC（Carbon Fiber Reinforced Cement Based Composites）板材，使 用于伊拉克A1-Shakeed纪念馆，开创了CFRC研究与 应用的先例。迄今为止，国际上已有多幢高层建筑 应用了CFRC板材，取得了好的效果。由于它是高弹 模高强度纤维增强的水泥基，具有高抗拉、高抗弯、 高断裂能、低干缩率、低热膨胀系数、高耐高温与 阻燃能力、高耐久、耐大气老化、抗腐蚀、高抗渗、 与老混凝土、金属的接触电阻低和有良好的电磁屏 蔽效应而且能减轻自重，故CFRC有可能制成智能材 料。近几年来沥青基碳纤维增强水泥基材料发展迅 速。
纤维对于混凝土性能改善的机理
1.在混凝土凝结硬化初期，纤维可以限制混凝土的各种早 期收缩，有效地抑制混凝土早期干缩微裂纹及离析裂纹的 产生和发展，可以大大增强混凝土的抗裂抗渗能力。 2.当混凝土结构承受外力作用时，纤维能与基体共同承受 外力。在受外力初期，基体是主要承受外力者，当基体产 生开裂趋势后，横跨裂缝的纤维就会阻碍其开裂的扩展， 并承担部分荷载，从而提高了混凝土基体材料的抗荷载能 力。此外，随着外力的不断增大，适当体积掺量的纤维可 继续承受较高的荷载并产生较大的变形，直至纤维被拉断 或从基体中拔出而破坏，从而使其受力破坏过程中表现出 更高的韧性。
玻璃纤维增强水泥基复合材料（GFRC） 玻璃纤维增强水泥GFRC（Glass Fiber Reinforced Cement）具有强度高、韧性好、壁薄 质轻以及设计自由度大等特点，目前世界上不少国 家均已相继建立规模不等的GFRC工业，并已遍及了 五大洲。在制备技术、性能和应用等方面均不断有 新进展。
新型水泥基复合材料
1.钢纤维水泥基复合材料（SFRC） 20世纪60年代应用。 特点：抗裂、韧性和冲击较好。 钢纤维的类型，可按钢纤维的生产工
艺、外形、截面形状、材料品质、抗拉 强度及施工用途划分。
1）按钢纤维的生产工艺可分为： （a）钢丝切断型 （b）钢板剪切型 （c）钢锭铣削型 （d）熔抽型 这四种钢纤维的基本特征见表
玻璃纤维的分类
玻璃纤维的品种很多，一般可按玻璃原料中的含 碱量、单丝直径、纤维外观和纤维特性等方面进行分类。
（1）按玻璃原料中的含碱量可分为：有碱玻璃纤维 （碱性氧化物含量＞12%，也称A-玻璃纤维）、中碱玻 璃纤维（碱性氧化物含量6%～12%）、低碱玻璃纤维 （碱性氧化物含量2%～6%）、无碱玻璃纤维（碱性氧 化物含量＜2%，也称E-玻璃纤维）。
（2）按单丝直径可分为：粗纤维（单丝直径30 μm）、 初级纤维（单丝直径20 μm）、中级纤维（单丝直径 10～20 μm）、高级纤维（单丝直径3～9 μm，也叫纺织 纤维）。
（3）按纤维外观可分为：连续长纤维（其中有无捻粗 纱和有捻粗纱）、短切纤维、空心纤维和卷曲纤维等。
（4）按纤维特性可分为：高强玻璃纤维、高模量玻璃 纤维、耐高温玻璃纤维、耐碱玻璃纤维、耐酸玻璃纤维、 普通玻璃纤维（指无碱和中碱玻璃纤维）。
实验研究和工程实践表明，钢纤维的长度 为20～60 mm，直径或等效直径宜为0.3～0.9 mm，长径比在30～100范围内选用，其增强 效果和施工性能可满足要求。如超出上述范围， 经试验在增强效果和施工性能方面能满足要求 时，也可根据需要采用。根据国内外工程应用 经验，对一般浇筑、抗震框架节点及铁路轨枕 等类结构的钢纤维增强混凝土，常用钢纤维几 何参数选用范围如表
聚丙烯
击性能;
高弹性模量
艺、外形、截面形状、材料品质、抗拉 强度及施工用途划分。
1）按钢纤维的生产工艺可分为： （a）钢丝切断型 （b）钢板剪切型 （c）钢锭铣削型 （d）熔抽型 这四种钢纤维的基本特征见表
玻璃纤维的分类
玻璃纤维的品种很多，一般可按玻璃原料中的含 碱量、单丝直径、纤维外观和纤维特性等方面进行分类。
（1）按玻璃原料中的含碱量可分为：有碱玻璃纤维 （碱性氧化物含量＞12%，也称A-玻璃纤维）、中碱玻 璃纤维（碱性氧化物含量6%～12%）、低碱玻璃纤维 （碱性氧化物含量2%～6%）、无碱玻璃纤维（碱性氧 化物含量＜2%，也称E-玻璃纤维）。
（2）按单丝直径可分为：粗纤维（单丝直径30 μm）、 初级纤维（单丝直径20 μm）、中级纤维（单丝直径 10～20 μm）、高级纤维（单丝直径3～9 μm，也叫纺织 纤维）。
（3）按纤维外观可分为：连续长纤维（其中有无捻粗 纱和有捻粗纱）、短切纤维、空心纤维和卷曲纤维等。
（4）按纤维特性可分为：高强玻璃纤维、高模量玻璃 纤维、耐高温玻璃纤维、耐碱玻璃纤维、耐酸玻璃纤维、 普通玻璃纤维（指无碱和中碱玻璃纤维）。
实验研究和工程实践表明，钢纤维的长度 为20～60 mm，直径或等效直径宜为0.3～0.9 mm，长径比在30～100范围内选用，其增强 效果和施工性能可满足要求。如超出上述范围， 经试验在增强效果和施工性能方面能满足要求 时，也可根据需要采用。根据国内外工程应用 经验，对一般浇筑、抗震框架节点及铁路轨枕 等类结构的钢纤维增强混凝土，常用钢纤维几 何参数选用范围如表
聚丙烯
击性能;
高弹性模量