水泥基功能复合材料综述

水泥基功能复合材料综述水泥基功能复合材料综述 xx xx 12 27 作者简介 唐明伟 1965 男 工程师 1007 7596 xx 02 0095 02水泥基功能复合材料综述唐明伟1 王鸿宇2 徐明非3 1 哈尔滨科 达建筑工程公司黑龙江哈尔滨150010 2 哈尔滨市第一建筑工程公司 3 南京建筑工程学院监理公司 摘 要 功能复合材 主要由一种或多 种功能体和基体组成 功能复合材 又分为单一功能复合材 和多功能复合材 综合性多功能复合材 将成为功能复合材 的发展途径 关键词 功能复合材 机敏材 智能材 TV4 C 随着人类社会和 科技的发展 现代建筑要求水 基的复合材 仅要承受荷载 还应有 电 磁 热等的功能 以适应多功能和智能建筑的需求 下面就水 基功能复合材 概述如下 1 导电水 基复合材 硬化水 浆 体是 导电的 制备导电水 基复合材 是在水 基体中掺入适 的各处 导电材 常用的导电材 基本分为3类 聚合物类 碳类和金属类 最常用的是碳类 石墨 碳纤维及碳黑 和金避类 金属粉末 金属纤 维 金属片和金属网 需要注意的是 导电材 的种类 性质 形状 尺寸 掺入 与水 浆 基体的相容性及复合方式等因素 都将对导电水 基复合材 的导电特 性有很大的影响 大 实践表明 导电材 掺入 有一个最优的临界值 超过或低于此值 对导电性能有很大的影响 纤维状的导电材 如碳纤维或金属纤维 仅可以使水 基复合材 具有 良好的导电性 还能改善它的 学性能 增加延性 导电水 基复合材 可应用于工业防静电结构 公 面和机场跑道等处 化雪除冰 住宅或养殖场的电热结构 5 施工过程中特殊问题的处 5 1 接头处 由于停工待 停电 机 械设备破坏 分段施工等原因 施工间隔超过24h 截渗墙已具有一定 的强度 为确保墙体的连续性 需要做搭接处 采用错位搭接形式 搭 接一个单元墙长度 5 2 埋钻钻头被大块砾石卡住 致使钻杆无法提起 停机进 人工开挖 如地下水位在钻杆以上 只能将钻杆割断 后在此位置进 街头处 如果地下水位在钻杆以下 则要挖开抽出钻头 5 3 地层砾石径过大的处 如果地层砾石径过大 达 到设计深度时采 取补救 在最多只能钻8 5m的位置 采用让机器钻杆原地空钻3 5min 并强 用高速档位高压向下喷浆 使水 浆向下渗透并充满卵石 的孔隙中 然后再提钻 6 施工质 检测效果6 1 墙体开挖检查对施工后的防渗墙进 检测 每 处长5m 深2 2 5m 墙体连续 水 分布均匀 含 较高 搅拌较好 6 2 注水试验见表2 表2次数钻孔直径 mm 试验水头 m 试段长度 m 流 取值ml min渗透 系数 Cm s 1603 405 736 32 62 10 62603 606 025 02 25 10 63602 504 06 07 78 10 74602 475 340 04 19 10 65602 04 0203 24 10 66601 55 3101 72 10 66 3 大地雷达控测结果墙体连续 墙深能达设计要求 而且墙体两侧 2 0m范围内土层密实性得到明显改善 7 结语该项技术在佳木斯范家村段堤防上应用 经过两 运 效果很 好 且具有设计简单 施工工艺明了 整机协调性能好 施工速度快 工 效高 成本低等特点 适合江河堤防的防渗形势要求 极具推广价值 有良好的应用前景 第2期黑龙江水利科技 2 xxHeilongjiang ScienceandTechnology ofWater Conservancy 95 2 磁性水 基复合材 采用特殊工艺将可磁化粒子 铁氧体 锶铁氧体和稀土类磁化材 掺入水 基材 来制备磁性水 基复合材 可磁化粒子排列的定向程度越高 则磁性越强 当前研究结果说明 铁氧体类磁性水 基复合材 应用前景较好 这类材 中掺入钡或锶铁氧体磁粉的平均粒径为1 1 5 m 掺入质 在1 0 60 这类磁性材 具有价格低 容 加工成型 保磁性强 强度高的优点 3 屏蔽磁场水 基复合材 为了屏蔽强磁场对人体健康的负面影响 国 外卫生组织已经开始此项研究 为了使 面和建筑物具有屏蔽磁场的功能 一般采用在混凝土中加入 曲别针形的钢丝来达到屏蔽作用 研究结果表明 在混凝土中掺入5 体积 的钢质曲别针 长31 8mm 宽 6 4mm 直径为0 79mm 即可获得较好的屏蔽磁场效果 4 屏蔽电磁波水 基复合材 水 基复合材 本身既 能反射也 能吸收 电磁波 将长度为100 m以上 直径为0 1 m的碳纤维掺入水 基材 中来制备 复合材 仅可以通过反射电磁波方式实现屏蔽电磁波的功能 还能 用于近 发展起来的智能交通系统导航 研究表明 掺入 为5 体积 碳纤维的水 基复合材 对1GHZ的电磁波 的反射率高于透射率29dB 而且强度 延性都很好 这类材 可以屏蔽电磁波污染 使大使馆 军事基地等保密机关 防止 通过电磁波渠道而泄密 5 应变传感水 基复合材 将一定尺寸短切并经表面处 的碳纤维 按 最优化 均匀分散掺入到水 基材中 可以使材 具有自感知其内部的 应 应变和损伤程度的功能 即具有压 电阻率的压敏性 电阻率 随压 的变化而变化 研究表明 掺碳纤维水 基复合材 的电阻变化随其内部结构变化是相 以应的 如电阻率的可逆变化对应于可逆的弹性变化 而电阻率的 可逆变化 对应于非弹性变形和断裂 其测 范围很大 这种材 可以敏感而有效地监测拉 弯 压等工况及静 动态荷载作 用下材 内部的情况 在水 砂浆中掺入0 5 体积 的碳纤维时 它可作为应变传感器用 其 灵敏度高于一般的电阻应变片 而且稳定性和重复性高 在疲劳试验中发现 无论在拉 压状态下 这种材 的体电阻会随疲劳 次数的增加发生 可逆的降低 因此可利用这一现象对水 基材 的疲 劳损伤进 监测 6 温差水 基复合材 研究表明 将切短的碳纤维适 掺入到水 基材 中 材 具有热电效应 Seeback效应 在最高温度为70 最大温差为50 的范围内 温差电动势E与温差 t之 间有稳定的线性关系 灵敏度较高 利用这种材 可以实时监测建筑物内外和 面表层 底层的温度变化 此效应还可利用太阳能和室内温差为建筑物提供电能 如果进一步能够使这种水 基复合材 具有Seeback效应的逆效应 P eltier效应 那么就可以开发出具有制冷 制热功能的水 基复合材 7 调节湿度的水 基复合材 许多建筑物对室内的湿度有严格要求 如 展览馆 美术馆等 国外已研制成调节环境湿度的水 基复合材 其机 是利用沸石中硅 钙酸盐有0 3 0 9 m孔隙 这些孔隙能对空气中的水份和某些气体进 有选择性吸附 选择适合的沸石种类 混合于水 基中可制成调节湿度的水 基复合材 其特点是 优选吸附水份 水蒸气压 低的地方 吸湿容 大 温度上升 时放湿 温度下降时吸湿 这种材 已应用于美术馆的室内墙壁 效果良好 通过上述简介 我们可以看到 随着社会的进步 科技的发展 对材 性 能的要求日益提高 单质材 难以满足性能的综合要求和高指标要求 材 的复合化是材 发展的必然趋势之一 已受到各国的重视 发展很 快 功能复合材 是指除 学性能以外 还能提供其它物 性能并包括部分 化学和生物性能的复合材 如有导电 磁性 热 应变 半导体 阻尼 屏蔽 等功能 可用下图表示 基体材 单功能体 单功能复合材 基体材 单功能体 单功能体 多功能复合材 功能复合材 从低级向高级形式发展 即 按 功能 多功能 机敏 智能的形式逐步升级 由功能发展到多功能是复合材 独有的特点 把传感材 和驱动材 复合成机敏材 把传感功能材 驱动材 和执 功能材 通过有机合成 并与外部信息 处 系统连