正文。广义上说，水泥泛指一切能够硬化的无机胶凝材料；而狭义的水泥则专指现代水泥，即具有水硬性的胶凝材料。
水泥是建筑工业三大基本材料之一，使用广、用量大素有“建筑工业的粮食”之称。生产水泥虽需要较多的能源，但水泥与砂、石等材料的混泥土是一种低能耗新型建筑材料。例如，在相同荷载的条件下，混泥土柱的耗能量仅为钢柱的1/5-1/6,砖柱的1/4。
根据**，在未来的几十年内，水泥依旧是主要建筑材料。水泥具有较好的可塑性，与砂、石等胶合后的混和物具有较好的和易性，可浇注成多种形状及尺寸的构件，以满足设计上的不同要求；水泥的适应性较强，适用于海上、地下、深水、严寒、干热、腐蚀、辐射等多种条件下；水泥还可与多种有机、无机材料制成多种用途的水泥复合材料；水泥耐久性较好，维修工作量小，不易生锈、耐腐朽。目前，水泥已广泛用于建筑、水利、道路、国防等工程中。
近年来，宇航、信息及其它新兴工业中对各种具有特种性能的水泥复合材料的需求也越来越大。因此，水泥工业在整个国民经济中起着十分重要的作用。在目前甚至未来相当长的时期内，水泥仍将是人类社会的主要的建筑材料。
传统的水泥生产制造过程中会产生大量的有害气体，如：so2 co2 等，此外其使用寿命也较短，一般十几年后混凝土建筑就会出现裂纹，一旦出现这种问题，建筑的寿命自然就会缩短，为了解决混凝土建筑中的裂纹问题，本文重点介绍了一种新型硅酸盐碳纤维水泥，在原有水泥的基础上，这种水泥相比于原有水泥在使用时，使混凝土具有更强的强度，耐腐蚀性，耐热性，抗拉性，具有优良的抗拉，抗压，抗震功能，在混凝土将要出现裂纹的时候，其中的碳纤维能主动阻止这种情况。
在水泥生产过程中，加入碳纤维环氧树脂，可实现这一功能。由硅酸盐水泥熟料、0%－5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥，分和即国外通称的波特兰水泥。
一高强碳纤维材料的特性
碳纤维是一种由有机母体纤维（例如粘胶丝、聚丙烯腈或沥青）采用高温分解法在1000～3000度高温的惰性气体下去除碳以外的所有元素制成的新型非金属材料。具有高比强、高比模、耐疲劳、抗蠕变、比耐热钢还耐高温、比不锈钢还耐腐蚀、耐磨损、尺寸稳定、导电、导热、热膨胀系数小、自润滑和吸能抗震等一系列优异性能。另一重要特性就是比重小。
比重一般在1.6左右，是铝的二分之一，钢的五分之一。尽管碳纤维质量轻，但它强度高，有很高的“比强度”（比强度＝材料的强度极限/材料的单位重），碳纤维还有极好的纤度（纤度的表示法之一是9000米长的纤维的克数），一般仅约为19克；拉力高达300kg/mm2；目前几乎没有其他材料像碳纤维那样具有那么多的优异宝贵的电学、热学和力学性能。
碳纤维比重小，施工便捷，加固以后不影响外观和自重。碳纤维比重只有钢铁的1/4，厚度小于0.5mm，可以在基本不增加原结构自重及截面尺寸的状况下，发挥强大的补强加固效果。
补强功能全面，耐久性能好，还有优良的抗紫外线及抗环境老化性能。
碳纤维的密度在1.5—2.0g／cm3之间，这除与原丝结构有关外，主要决定于炭化处理的温度。一般经过高温(3000℃)石墨化处理，密度可达。
碳纤维的热膨胀系数与其他纤维不同，它有各向异性的特点。平行于纤维方向是负值(-0.72×10-6~0.
90×10-6)，而垂直于纤维方向是正值(32×10-6~22×10-6)。
碳纤维的比热容一般为7.12×10-1 kj／(kg·k)。
热导率随温度升高而下降。
碳纤维的比电阻与纤维的类型有关，在25℃时，高模量纤维为。
775μω／cm，高强度碳纤维为1500 μωcm 。
碳纤维的化学性能。
碳纤维的化学性能与碳很相似，它除能被强氧化剂氧化外，对。
一般碱性是惰性的。在空气中，温度高于400℃时则出现明显的。
氧化，生成co和co2。在不接触空气或氧化剂时，碳纤维具有。
突出的耐热性能，与其他材料相比，碳纤维要温度高于1500℃时。
强度才开始下降，而其他材料的晶须性能也早已大大的下降。
另外碳纤维还具有良好的耐低温性能，如在液氮温度下也不。
脆化，它还有耐油、抗放射、抗辐射、吸收有毒气体和。
减速中子等特性。
碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000mpa亦高于钢。因此cfrp的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000mpa/(g/cm3)以上，而a3钢的比强度仅为59mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。
热固性树脂基体在复合材料的固化和制造成型过程中，分子结构会产生一系列的物理和化学变化，由线形的分子结构转变成三维的网状交联结构，而树脂基体本身由黏流状态转变成不溶或不熔的坚实固体状态，将其中的纤维紧紧的固结在一起，形成一种新的多相的材料体系，纤维和树脂的作用是相辅相成的，正是由于树脂的固结和保护，纤维才能有效的发挥承载作用，复合材料也才能作为结构件使用。
树脂基体的性能在很大程度上关系到复合材料最终的使用性能，对结构复合材料而言，最重要的是最高使用温度、强度、刚度、疲劳、韧性和耐湿热老化等。
由于碳纤维布是一种柔性材料，在对试件加载时碳纤维布只承受环向拉力，径向承受压力，而不能承受纵向的压力，而钢管混凝土受力时径向和纵向都能受压力，而环向承受拉力。加之碳纤维材料没有类似于钢筋的屈服点，在达到极限抗拉强度之前，其应力～应变关系为线弹性。所以碳纤维加固桥墩模型从开始加载至试件破坏大致经历二个阶段：
①当应力较小时，混凝土的横向变形小，碳纤维布的受力也很小，其应变发展很慢，对混凝土的约束作用也不明显，对提高试件的抗压强度几乎不起作用，这一段的应力应变曲线非常接近直线；②当应力超过０.８时，碳纤维布的应变迅速增加，混凝土开始横向扩胀，使碳纤维布产生环向拉应力，混凝土的抗压强度得到提高，其应力应变曲线反映出与无约束混凝土的明显差别。碳纤维布加固柱式桥墩模型的破坏形式可能有二种：
一是粘贴不牢固，碳纤维布产生剥离后柱式桥墩模型被压坏；另一种就是碳纤维布的应变达到拉应变极限而被拉断后试件破坏。
众所周知，混凝土破坏一般是脆性破坏，在受到碳纤维布箍的约束后，改善了它的弹性性质，在破坏时产生很大的塑性变形，即经碳纤维布加固柱式桥墩的延性得到较大程度的提高。试验结果表明：末经加固的柱式桥墩模型在竖向荷载保持不变，水平荷载反复作用下的破坏形式剪切裂缝发展较大，破坏屈服后很快产生压剪并伴随有粘贴破坏，延性较小，随着碳纤维加固量的增加，破坏形态延性较差的压剪破坏过渡为延性较好的正截面破坏。
一、制造水泥的组分材料
1、硅酸盐水泥熟料：凡适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的产物称为硅酸盐水泥熟料（简称熟料）。
2、石膏：包括天然石膏和工业副产石膏、质量必须符合标准。
3、活性混合材：系指具有火山灰性或潜在水硬性的混合材料。如高炉矿渣、火山灰和粉煤灰。
4.碳纤维环氧树脂。（合成材料）
制造水泥的组分材料
5、非活性混合材：系指活性指标不符合标准要求的潜在水硬性或火山灰的水泥混合材料，以及砂岩和石灰石。
6、窑灰：从水泥回转窑窑尾废气中收集下的粉尘。
7、助磨剂：水泥粉磨时允许加入起助磨作用而不损害水泥性能的助磨剂。其加入量不得超过水泥质量的1%。
国家标准中把硅酸盐水泥的标号设置为rrrrr几等。标号是根据水泥28d抗压强值确定的。
硅酸盐水泥的技术指标。
1、化学指标：是保证水泥质量和性能的重要依据。
（1）氧化镁含量：在水泥熟料中，常含有少量与其他矿物结合的游离氧化镁，它是高温时形成的方镁石，它水化为氢氧化镁的速度很慢，常在水泥硬化以后才开始水化，在水化时产生体积膨胀，可导致水泥石结构产生裂缝甚至破坏，因此，它是引起水泥安定性不良的原因之一。
因此，国家标准（gb175-1999）规定，水泥中氧化镁的含量不得超过5%。如果水泥经压蒸安定性试验合格，则水泥中氧化镁的含量允许放宽到6%。
（2）三氧化硫含量：水泥中的s03主要是在生产时为调节凝结时间加入石膏而带来的，也可能是煅烧熟料时加入石膏矿化剂而带入熟料的。适量石膏虽能改善水泥性能（如提高水泥强度、降低收缩性、改善抗冻耐蚀和抗渗性等），但石膏超过一定含量后，水泥性能会变差，甚至引起硬化水泥石膨胀，导致结构破坏。
因此水泥中s03的含量必须加以限制。
现行国家标准规定，水泥中s03的含量不得超过3.5%。
（3）烧失量：水泥煅烧不佳或受潮后，均会导致烧失量增加。烧失量测定是以水泥试样在950-1000℃下灼烧15-20min，冷至室温称量。
如此反复灼烧直至恒重，按下式计算烧失量：x＝（mo-m1）/mo×100
式中：x——烧失量%
mo——灼烧前试样质量g
m1——灼烧后试样质量g
普通水泥、矿渣水泥中的烧失量，回转窑厂不得大于5%，立窑大不得大于7%。
2、物理指标。
（1）细度：水泥细度是表示水泥磨细后的程度或水泥分散度的指标。它对水泥的水化硬化速度、水泥需水量、和易性、放热速率及强度都有影响。
水泥细度可用筛析法和比表面积法表示。现行标准规定，普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥，在0.08mm方孔筛上筛余量不得超过10%；硅酸盐水泥细度不少于300㎝2/g。
（2）凝结时间：是指水泥从加水开始，到水泥浆失去可塑性所需的时间。凝结时间分为初凝时间和终凝时间。
初凝时间是从水泥加水开始到水泥浆失去可塑性所需的时间；终凝时间是从水泥加水开始到水泥浆完全失去塑性的时间。我国标准规定，采用凝结时间测定仪来测定。标准规定，硅酸盐水泥初凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得迟于390分钟（6.
5小时）；普通硅酸盐水泥初凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得迟于10小时。
（3）安定性：安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。
水泥与水拌制成的水泥浆体，在凝结硬化过程中，一般都会发生体积变化。如果这种体积变化是在凝结硬化过程中，则对建筑的质量并没有什么影响。但是如果混凝土硬化后，由于水泥中某些有害成分的作用，在水泥石内部产了剧烈的、不均匀的体积变化时，在建筑物内部产生破坏应力，导致建设物强度降低，甚至会引起建筑物开裂，崩塌等严重事故。
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