复合材料成型工艺及设备

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1、无机非金属复合材料的成型工艺一纤维增强水泥基复合材料【摘要】纤维增强水泥基复合材料作为新型工程材料己在土木工程多领域屮得到广泛地应用。目前在水泥复合材料中掺加一定量的纤维，可以改善并且提高水泥复合材料的物理、力学等性能指标。【关键词】纤维增强复合材料水泥］、发展及应用自60年代开始，纤维增强水泥基复合材料的研究和开发有较大进展。1964年，丹麦科学家应用复合材料理论探讨纤维增强无机与有机凝胶材料的机理。1967年英国人试制成功抗碱玻璃纤维增强波特兰水泥砂浆。随后美、日等国也和继投产。我国进入80年代用抗碱玻璃纤维增强低碱铝硅酸盐水泥，现已

2、取得一定成效。目前广泛用于各种建筑物中以及工程装备中。2、特点纤维增强水泥基复合材料与普通混土相比，其显著特点是轻质高强，具有良好的断裂韧性。其拉压比一般可达1/4〜1/6（普通混凝土为1/10）o3、复合材料的组成1、纤维增强水泥原材料1=1纤维加入脆性的水泥基体中，其作用是提高水泥集体的抗拉强度和韧性，改善其冲击强度和疲劳性能。增强水泥所用纤维按其化学组成可分为金属纤维，无机纤维和有机纤维三大类。用于增强水泥的纤维可分为短切纤维、连续纤维或纤维织物等。目前国内外使用最多的为短切纤维。2.水泥基体材料硅酸盐水泥、氯氧镁水泥、高铝矿渣水泥

3、等4、成型工艺及设备GRC的成型方法有喷射法、预拌法、注射法、铺网法、缠绕法等多种方法。其中玻璃纤维增强水泥复合材料使用最多的方法是喷射成型法。1、成型工艺A：直接喷射法用人工手动或通过机械移动装置使切割喷射机在模型上方作往复移动，将纤维水泥砂浆喷在模型表面。砂浆泵14-1苴接喷射法制GRCB:喷射脱水法将纤维水泥砂浆喷在毛毯上，料层达到一定厚度后毛毯移动到真空脱水区，使料层进行脱水密实。可制成坯料或直接成型得到所要求的制品。图14・2喷射-抽吸法制GRCC、预混料浇铸法水泥、砂子、水、外加剂和切成适当长度的耐碱玻璃纤维在搅拌机中混合成预

4、混料，然后不断地注入到振动着的模具里进行成型。耐碱乜切玻厲汗淮图8JR预棍料浇铸工序2、喷射成型设备我国混泥土的喷射成型设备有干拌法和湿拌法(1)干喷机14-3HLP-701型喷射机机构简图I—进风竹)2—压力表)3—减速器M—料斗)5—电动机＞6—W

5、吹ffI7—喉ff)8—输料怕9—扩散Th1。一进水Th1—喷虬12—何侏符i13—后傩竹IM—嫌旋115—套简»16—车架干喷机的喷嘴结构必须使干料合料同注入的水得到均匀地湿润和搅拌，并使料流以最小的扩散喷射在受喷面上。喷嘴的设计不当或作用不良将会出现水化不完全及回弹增多等现象，并在硬化

6、的喷射混凝土中产生分层。常见的喷嘴结构有以下几种。4皮“屮•图】4・5直简膛喷嘴相卜图146锥体膛喷嘴图14-4阶楼腔(G与光面腔(》喷嘴(2)湿喷机4挤压泵型湿喷机工作原理5、工艺参数喷射成型主要工艺参数用喷射法制造GRC制品时，玻璃纤维无捻粗纱的切割长度一般为33mm-40mni,纤维的掺加率按质量计，一般为5%-6%。所用水泥的灰砂比为1:0.5-1:1.沙子的最大粒径为2mni。水灰比因水泥品种、砂子粒径与含量而定。一般为0.3-0.32。喷射脱水法所用水泥砂浆的水灰比适当增大，一般为0.33-0.35,因水灰比较大时，有利于砂浆

7、雾化，更好控制制品的厚度。