單向鋼纖維增強水泥基復合材料制備技術與性能分析.pdf

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

2、水泥漿拌合物施加磁感應強度均勻、方向一定的磁場，其中鋼纖維受磁場力作用發(fā)生轉動，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水泥基復合材料。分析了鋼纖維在磁場中的受力及其在磁場作用下的運動狀態(tài)，確定鋼纖維的方向。據(jù)此計算鋼纖維達到設計方向所需的磁場磁感應強度及磁場作用時間，從而確定制備單向分布鋼纖維增強水泥漿的方法。實驗研究顯示，根據(jù)理論方法制備出的單向分布鋼纖維增強水泥漿中，90％左右的鋼纖維方向

3、與設計方向一致或接近，鋼纖維方向系數(shù)達到0.95或更高。
　　從細觀力學的角度研究了單向鋼纖維增強水泥基復合材料的力學性能，重點考慮了纖維方向對水泥基材料力學性能的影響。首先采用概率方法建立了鋼纖維軸拉應力模型，然后根據(jù)復合力學理論建立了單向鋼纖維增強水泥基復合材料軸拉強度計算模型。通過分析劈拉強度、抗折強度與軸心抗拉強度的關系，推導出劈拉、抗折強度理論表達式。依據(jù)復合力學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