《复合建筑材料》课件

《复合建筑材料》课程介绍本课程将深入探讨复合材料的定义、特点、分类、制造工艺、性能测试以及在建筑领域的应用复合材料的定义复合材料由两种或多种不同材料组成，通过物理或化学方法结合复合材料通常由增强材料和基体材料组成，增强材料提供强度和在一起，并形成了一种新材料，具有独特的性能刚度，基体材料提供整体性和保护复合材料的特点高强度和高刚度轻量化复合材料的强度和刚度可以超过复合材料具有较低的密度，可以传统的建筑材料，如钢材和混凝减轻建筑结构的重量，并降低运土输和安装成本耐腐蚀性可设计性复合材料对化学物质和环境条件复合材料可以根据不同的需求设具有良好的抵抗力，延长建筑的计出各种形状和尺寸，以满足各使用寿命种建筑应用复合材料的分类纤维增强复合材料颗粒增强复合材料增强材料为纤维，如玻璃纤维、增强材料为颗粒，如陶瓷颗粒、碳纤维和芳纶纤维金属颗粒和聚合物颗粒层状复合材料其他复合材料增强材料为层状材料，如碳纳米包括金属基复合材料、陶瓷基复管和石墨烯合材料和金属陶瓷复合材料纤维增强复合材料玻璃纤维碳纤维廉价、易加工，适用于一般结构应用高强度、高刚度，适用于高性能结构应用芳纶纤维高强度、耐高温，适用于耐热和耐冲击应用纤维的种类及特点玻璃纤维1价格低廉，强度中等，耐化学腐蚀，广泛应用于建筑材料、汽车、船舶等领域碳纤维2强度高、刚度高，耐高温，重量轻，主要应用于航空航天、体育器材等领域芳纶纤维3耐高温、耐磨损、抗冲击，主要应用于防弹衣、防火服、汽车零部件等领域玄武岩纤维4耐高温、抗腐蚀，强度高，价格比碳纤维低，主要应用于建筑材料、保温材料等领域典型纤维增强复合材料玻璃纤维增强塑料GRP玻璃纤维作为增强材料，树脂作为基体材料，广泛应用于建筑、交通、能源等领域碳纤维增强塑料CFRP碳纤维作为增强材料，树脂作为基体材料，具有高强度、高刚度、重量轻的特点，主要应用于航空航天、体育器材等领域芳纶纤维增强塑料AFRP芳纶纤维作为增强材料，树脂作为基体材料，具有耐高温、耐磨损、抗冲击的特点，主要应用于防弹衣、防火服、汽车零部件等领域树脂基体复合材料热固性树脂1聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂热塑性树脂2聚丙烯、聚乙烯、尼龙其他树脂3硅树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂常见树脂基体材料聚酯树脂1价格低廉，强度中等，耐化学腐蚀，广泛应用于建筑材料、汽车、船舶等领域环氧树脂2强度高、刚度高，耐高温、耐腐蚀，广泛应用于航空航天、电子设备、建筑材料等领域酚醛树脂3耐高温、耐腐蚀，具有良好的电绝缘性能，主要应用于电气设备、绝缘材料等领域纤维与基体的界面作用12粘附力机械咬合纤维与基体之间的化学键和物理力纤维与基体之间的表面粗糙度和几何形状的相互作用3界面层在纤维与基体之间形成的一层薄膜，可以提高两者之间的结合强度纤维与基体相容性良好相容性不良相容性纤维与基体之间具有良好的粘附力和机械咬合，界面层稳定，整体纤维与基体之间粘附力弱，机械咬合不足，界面层容易脱落，影响性能优异整体性能复合材料的制造工艺型腔成型工艺工艺流程特点应用将树脂和纤维混合后倒入模具中，固化成适合生产形状简单的制品，成本低，效率广泛应用于汽车、船舶、建筑等领域型高预浸料成型工艺工艺流程特点应用将纤维浸泡在树脂中，形成预浸料，然后精度高，质量稳定，可生产复杂形状的制广泛应用于航空航天、体育器材、建筑等将预浸料铺设在模具中，固化成型品领域缠绕成型工艺工艺流程特点应用将纤维缠绕在模具上，然后用树脂固化适合生产管状、圆柱状等形状的制品，效广泛应用于管道、容器、风力发电叶片等率高，成本低领域注射成型工艺工艺流程特点应用将树脂和纤维混合后，通过注射机注射到效率高，精度高，适合生产大量制品广泛应用于汽车、电子设备、建筑等领域模具中，固化成型真空袋成型工艺工艺流程特点应用将树脂和纤维混合后，铺设在模具上，然可以消除气泡，提高制品质量，适合生产广泛应用于航空航天、船舶、建筑等领域后用真空袋抽真空，固化成型大型、薄壁制品复合材料的性能测试拉伸性能弯曲性能测量材料在拉伸载荷下的强度和变形测量材料在弯曲载荷下的强度和变形能力能力冲击性能耐久性能测量材料在冲击载荷下的抗冲击能力测量材料在长期使用条件下的性能变化拉伸性能测试测试方法指标采用万能材料试验机，对试样施加拉伸载荷，测量其强度和延伸抗拉强度、伸长率、弹性模量率弯曲性能测试测试方法指标采用弯曲试验机，对试样施加弯曲载荷，测量其强度和挠度弯曲强度、弯曲模量、挠度冲击性能测试测试方法指标采用冲击试验机，用摆锤或落锤对试样进行冲击，测量其抗冲击冲击强度、冲击韧性能力耐久性能测试测试方法指标模拟实际使用环境，对试样进行长期暴露测试，观察其性能变化耐水性、耐候性、耐腐蚀性、耐老化性复合材料在建筑中的应用屋顶与外墙门窗复合材料的轻量化、耐腐蚀性、可设计性使其成为屋顶和外复合材料门窗具有隔热、隔音、防风、防雨等优点，提高建墙材料的理想选择筑的舒适性和节能性桥梁与基础装配式建筑复合材料的强度高、重量轻，可以有效地减少桥梁和基础的复合材料可以制成各种预制构件，方便施工，提高建筑效率造价和施工难度屋顶与外墙应用轻质屋顶耐候外墙复合材料屋顶重量轻，可以有效地减少建筑物的负荷，降低结构成复合材料外墙耐腐蚀、耐老化，可以延长建筑物的使用寿命本门窗应用隔热门窗隔音门窗复合材料门窗可以有效地减少热量损失，降低建筑物的能耗复合材料门窗可以有效地隔绝噪音，提高建筑物的舒适度桥梁与基础应用高强度桥梁耐腐蚀基础复合材料桥梁可以有效地减少桥梁的重量，降低造价和施工难度复合材料基础可以有效地抵抗腐蚀，延长建筑物的使用寿命装配式建筑应用优势应用提高建筑效率，降低施工成本，减少现场施工污染复合材料预制墙板、楼板、屋顶等，可以实现快速、高效的建筑施工复合材料的发展趋势新型纤维材料新型基体材料石墨烯、纳米纤维等新型纤维材生物基树脂、高性能陶瓷等新型料具有更高的强度、刚度和耐高基体材料将提高复合材料的环保温性能，将推动复合材料的应用性和功能性，满足更广泛的需求领域不断拓展制造工艺的创新打印、增材制造等先进制造工艺将提高复合材料的生产效率和产品质3D量，推动复合材料产业的升级发展新型纤维材料石墨烯纤维纳米纤维强度高、导电性好、热导率高，应用于电子设备、传感器等领域表面积大、强度高，应用于过滤、吸附、催化等领域新型基体材料生物基树脂高性能陶瓷可再生、可降解、环保，应用于包装、家具等领域耐高温、耐腐蚀，应用于航空航天、电子设备等领域制造工艺的创新打印增材制造3D可以快速制造复杂形状的复合材料，提高生产效率和产品质量可以实现材料的逐层堆积，制造出具有复杂结构和功能的复合材料结语复合材料具有广阔的应用前景，将为建筑行业带来新的发展机遇。