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碳纖維增強水泥韌性

文章出處:網絡責任編輯:編輯人氣:發表時間:2018-05-22【

  水泥(材料:粉狀水硬性無機膠凝材料)是現在最常用的建筑材料(Material)之一,在鋼筋(英文:steel bar)混凝土(Concrete)沒有發明之前,人們使用木材、石材蓋房子,石材的強度(strength)不夠,容易潮濕被蟲蛀,石材的強度雖然高,但加工的時候很不方便,要花費大量的人力。碳纖維復合材料主要是由碳元素組成的一種特種纖維,其含碳量隨種類不同而異,一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性,如耐高溫、耐摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等,但與一般碳素材料不同的是,其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物,沿纖維軸方向表現出很高的強度。碳纖維比重小,因此有很高的比強度。鋼筋混凝土算是一種比較優越的建筑材料了,它價格便宜,性能也不錯,能抵擋惡劣(nasty)(liè)的天氣環境,但遇到極端的天氣,例如龍卷、颶風等卻不值一提了,與沒有什么方法能增強水泥的韌性(toughness)呢? 123456

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    碳(C)纖維是最近非常熱門的材料(Material),它非常優異,有耐高溫、耐低溫、耐腐化侵蝕 、強度(strength)高、重量輕、彈性模量大等優點。碳纖維制品就是指以碳纖維預浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質特性,因此碳纖維制品的強度大,硬度高,遠超過同體積同重量的金屬材質。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業領域有著廣泛的應用。也正是因為如此,此前世界上碳纖維技術發達的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產品和技術,保持著極其謹慎的態度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進口,還受到發達國家的嚴格控制。如果將水泥(材料:粉狀水硬性無機膠凝材料)與碳纖維混合,韌性(toughness)會不會有所提升呢?對于這個問題(Emerson),科學家們做了一系列試驗,將普通的水泥和混合有碳纖維的水泥相比較。最后得到這樣幾個結論:第一:碳纖維加入到水泥龍確實可以降低(reduce)它的脆性,提高韌性。第二,滲入同樣重量的碳纖維,隨著纖維長度的增加,水泥的強度會有變化,先增加然后減小,最為合適的長度是700微米到1400微米之間。第三,纖維長度相同的話,加入的碳纖維越多,其性能也會變化,強度先增加后降低(reduce),最為合適的量在0.12%~0.19%之間。第四,碳纖維加入的越多,水泥的彈性模量會減小。第五,在水泥中加入碳纖維的話能有效阻止裂紋,增強抗斷能力和韌性。     事實(Fact)證明(zhèng míng)在水泥中加入適量的碳纖維確實能提高性能。這項技術目前還在研究(research)中,說不定不久以后就會大量使用。碳纖維的高性能是有目共睹的,它已經使用在多個領域了,為人類的發展做出巨大貢獻。 內容來自123456

 
 

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