合成纤维混凝土材料的发展与应用_周明耀
混凝土新材料的研发与应用
混凝土新材料的研发与应用一、引言混凝土是建筑中最基本的材料之一，它的强度和耐久性直接影响着建筑物的安全性和使用寿命。
近年来，随着科技的不断进步，混凝土新材料的研发和应用也日益增多。
本篇文章将从混凝土新材料的研发和应用两个方面进行阐述，以期为相关领域的研究提供一定的参考。
二、混凝土新材料的研发1.高性能混凝土高性能混凝土是一种具有高强度、高耐久性、高流动性和高可塑性的混凝土，通常采用高强度水泥、高性能粉煤灰、矿渣粉等掺合材料，以及超级塑化剂和高效减水剂等添加剂进行调配。
高性能混凝土的研发和应用能够提高建筑物的抗震性、耐久性和使用寿命，广泛应用于高层建筑、大型桥梁、隧道等重要工程。
2.自修复混凝土自修复混凝土是一种能够在受损处自行修复的混凝土，通常采用微生物、纳米材料、自修复胶凝材料等添加剂进行调配。
当混凝土受到损伤时，这些添加剂就会在混凝土中发挥作用，形成自修复效应。
自修复混凝土的研发和应用能够提高建筑物的耐久性和使用寿命，减少维修费用和工期。
3.高性能减震混凝土高性能减震混凝土是一种具有高强度、高耐久性和高减震性能的混凝土，通常采用高强度水泥、高性能粉煤灰、矿渣粉等掺合材料，以及高效减震剂和超级塑化剂等添加剂进行调配。
高性能减震混凝土的研发和应用能够提高建筑物的抗震性能和人员安全性，广泛应用于地震多发区的建筑和桥梁工程。
三、混凝土新材料的应用1.高速公路桥梁工程高速公路桥梁工程是混凝土新材料的重要应用领域之一。
在高速公路桥梁的建设中，采用高性能混凝土、自修复混凝土、高性能减震混凝土等新材料，能够提高桥梁的抗震性能、耐久性和使用寿命，保障行车安全和公路运营的稳定性。
2.高层建筑工程高层建筑工程是混凝土新材料的另一个重要应用领域。
在高层建筑的建设中，采用高性能混凝土等新材料，能够提高建筑物的抗震性能和耐久性，减少建筑物的维修费用和工期，保障人员安全和建筑物的稳定性。
3.地下隧道工程地下隧道工程也是混凝土新材料的重要应用领域之一。
合成纤维材料的生产及应用研究
合成纤维材料的生产及应用研究随着科技的不断发展，合成纤维材料得到了越来越广泛的应用。
合成纤维是一种由合成纤维素、聚酯、聚酰胺等高分子化合物制成的纤维。
它们具有高强度、高弹性和耐磨损等特点，适合于制作各种织物、非织造布、滤材等材料。
本文将从生产和应用两个方面来探讨合成纤维的研究现状。
一、生产1. 合成纤维的制备方法目前常用的制备方法有溶液纺丝法、螺旋延伸法、熔融纺丝法等。
其中，溶液纺丝法是最常用的制备方法。
这种方法是将高分子溶液注入纺丝模板，使溶液在齿轮泵或气压泵的作用下流经溶液泵头，产生离子作用力，使得纤维在空气中拉伸，并在极端的拉伸条件下经过结晶定向，最终形成纤维。
螺旋延伸法和熔融纺丝法则分别是通过加热熔融高分子或是将其转化为半液态状态后再进行拉丝，从而形成纤维。
2. 生产工艺的发展随着科技不断进步，合成纤维的生产工艺也得到了不断的改进和完善。
如在纺丝过程中引入纳米技术，可大大提高合成纤维的加工性能和使用寿命。
高分子材料的表面处理也越来越重要，如采用化学修饰、表面缩微等方式可以增强其黏附强度和耐化学溶剂腐蚀性能。
同时，生产过程中对环境的污染也被更加关注。
一些环保型生产工艺也逐渐得到广泛应用，如溶剂回收、废气治理等。
二、应用1. 合成纤维在织物中的应用由于合成纤维具有轻质、高强度、高模量等特点，适合于制作各种纺织品。
常用于制作运动服、内衣、紧身衣、泳装、旗袍等。
此外，合成纤维还广泛用于工程纺织品、防弹材料、防护服装等领域。
2. 合成纤维在非织造布上的应用由于合成纤维密度低、柔软性好等特点，在制造非织造布上也得到广泛应用。
常用于制作洁面巾、卫生巾、胶带、滤材等产品。
3. 合成纤维在医疗卫生领域的应用合成纤维在医疗卫生领域的应用也越来越广泛。
如用高分子制成的人造骨和人造血管，可以为患者提供更好的治疗选择。
同时，医疗用具中的高分子耐磨、抗菌等性能也可以通过改变高分子结构来增强。
4. 合成纤维在汽车、飞机等工业制品中的应用合成纤维由于其轻质、强度高、刚性大、阻尼性好等优点，被广泛应用于汽车制造、造船业、飞机制造等重工业领域。
纤维增强混凝土国内外研究现状
纤维增强混凝土国内外研究现状司西安分公司, 西安710061纤维增强混凝土（Fiber Reinforced Concrete,以下简称FRC）是一种高韧性的混凝土，其设计思想早在民间便有，将稻草混合拌入砂浆中制造土胚或土墙，以改善土坯或墙体的延性，至于利用人造纤维来改善混凝土的性能，还是最近几十年才逐渐创造出来的思路和做法。
目前常用的几种纤维增强混凝土有：钢纤维混凝土（Steel Fiber Reinforced Concrete）、玻璃纤维混凝土（Glass Fiber Reinforced Concrete）、碳纤维混凝土（Carbon Fiber Reinforced Concrete）以及合成纤维混凝土（Synthetic Fiber Reinforced Concrete），如图1.1所示。
(a) 钢纤维 (b) 玻璃纤维(c) 碳纤维 (d) 合成纤维图1.1 纤维原材料钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。
这些乱向分布的钢纤维能够有效地阻止混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能，具有较好的延性。
国外，钢纤维混凝土的应用始于上世纪70年代，有美国的Battele公司开发的熔抽钢纤维技术为钢纤维混凝土的应用提供了条件，此后在加拿大、英国、瑞典、日本等国家也迅速进行这方面的应用研究。
我国是从上世纪70年代着手对钢纤维混凝土进行材料力学性能的实验研究，并相继颁发了有关钢纤维混凝土的设计与施工规程。
目前钢纤维混凝土在结构工程、铺面工程、地下结构及其他特种结构工程等领域得到了比较广泛的应用[1]。
玻璃纤维混凝土是将弹性模量大的抗碱玻璃纤维材料均匀地分布在水泥砂浆或混凝土中，用以增强基材物理性能的一种复合材料。
与其他纤维相比，玻璃纤维具有高强度、高弹性模量、不燃性及价廉等优点，其存在的缺点之一是耐碱性差，易被水泥水化产物所产生的游离碱所腐蚀，引起强度下降。
纤维混凝土研究和应用(综述)
纤维混凝土研究和应用综述（作者：指导教师：）摘要：本文对纤维混凝土的诞生背景做了简要陈述，介绍了目前国内外研究和应用比较多的纤维混凝土种类和其特点，重点介绍了聚丙烯合成纤维的国内外研究应用状况，对目前有关纤维混凝土阻裂理论进行了简要介绍，最后提出纤维混凝土作为一种新型的复合材料在推广其使用过程中所面临的问题，同时也是纤维混凝土发展中需要解决的问题。
关键词：纤维混凝土，聚丙烯纤维混凝土，阻裂，发展，混杂纤维混凝土，趋势混凝土是土木建筑工程中最主要的材料，混凝土结构广泛应用于各种房屋，然而，在使用过程中混凝土的耐久性正在受到人们的不断重视。
耐久性问题在很大程度上影响了房屋的安全性能和使用功能，如混凝土屋面的渗水现象、严寒地区混凝土的冻融破坏、CL离子侵蚀对沿海建筑的破坏、混凝土碳化对承载力的损失、钢筋锈蚀造成的混凝土裂缝开展等。
这些问题不仅影响了人们的正常使用，缩短了建筑物的使用寿命，由于要经常进行大量维修加固，给经济造成了很大的损失。
为了提高混凝土的耐久性，人们研制出了抗裂能力强、抗渗性好、抗冻融的高性能混凝土，为了达到以上性能，人们往往的做法是在混凝土伴制过程中加入各种外添加剂，如减水剂、膨胀剂等，在一定程度上改善了混凝土的抗渗性，但是只能在局部阶段并在一定条件下才能发挥作用，而且有些外添加剂会对混凝土性能产生副作用。
一、纤维混凝土的诞生自1824年水泥问世及随之诞生的混凝土与钢筋混凝土以来，至今已有100多年的历史。
混凝土工程技术总是伴随着工程建设的需要和科学技术的发展而进步。
在开始阶段，人们使用高流动性混凝土，而获得的强度很低。
后来，配制成塑性和流动性混凝土，强度和使用都有所改善。
到20世纪中叶，水泥混凝土技术的进步和设备的进一步改进，使混凝土又向干硬性或半干硬性方向转变，配制的强度更高，施工难度也随之增加。
由于外加剂技术的进步，混凝土拌合物向塑性和流动性方向发展。
混凝土强度和流动度得以兼顾，工程质量和速度同时得到提高。
混凝土结构新材料的发展及应用讲诉
混凝土新材料及其结构的发展及应用混凝土新材料及其结构的发展及应用1.概述混凝土是有填充料、胶凝材料以及各种外加剂组成的复合材料。
并具有取材方便、常温下凝结固化、易于浇筑成型、经济实惠、耐高温性能好、水中生成强度、耐水性能好、维修要求低等优点，至今已成为世界上用量最大、用途最广的材料，成为现代工程结构首选材料。
同时也存在致命弱点，抗拉强度远小于抗压强度，在应用和解决问题的过程中，混凝土结构经历了素混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土，素混凝土被称为第一代混凝土而预应力混凝土则被称为第三代混凝土。
随着社会发展以及人们对资源、环境、施工、使用及性能更进一步的需求，例如恶劣环境、高层大跨重载化、经济合理等。
在不断的研究和实验过程中混凝土结构的材料在原有的基础上有了很大的发展。
2新材料及其结构的发展2.1纤维混凝土纤维混凝土的出现是现代建筑材料发展中的一大进步,它与钢筋混凝土、预应力混凝土的出现有同等的重大意义。
,把短纤维均匀地分散在混凝土中来改善普通混凝土的脆性。
纤维混凝土的抗拉强度要比普通混凝土高2/3。
最初使用的纤维材料是石棉纤维,近些年来又采用其它纤维材料,其中钢纤维和玻璃纤维性能最好,最有发展前途。
钢纤维作为增强材料时,其弹性模量比普通混凝土高4倍,其韧性可达一般普通混凝土的30倍以上。
而玻璃纤维的强度相当于高碳冷拔钢丝的强度,约为2500~2500MPa。
目前,各国除了研制纤维混凝土以外,又研究在纤维混凝土中再配以普通钢筋,这样除了明显地增强抗拉强度以外,对抗爆结构更有显著的效果,能大大提高混凝土的抗爆裂强度,并可减少混凝土的飞散速度。
纤维配筋混凝土构件,还可代替普通混凝土构件中的箍筋和辅助钢筋,这对立体结构、落壁空间结构极为有利。
2.1.1技术原理纤维混凝土是指掺加短钢纤维或合成纤维作为增强材料的混凝土，钢纤维的掺入能显著提高混凝土的抗拉强度、抗弯强度、抗疲劳特性及耐久性；合成纤维的掺入可提高混凝土的韧性，特别是可以阻断混凝土内部毛细管通道，因而减少混凝土暴露面的水分蒸发，大大减少混凝土塑性裂缝和干缩裂缝。
新型环保混凝土材料的研发与应用
新型环保混凝土材料的研发与应用在当今社会，环境保护和可持续发展已经成为全球关注的焦点。
建筑行业作为资源消耗和环境污染的大户，也在积极寻求创新和变革。
其中，新型环保混凝土材料的研发与应用成为了推动建筑行业绿色发展的重要力量。
混凝土作为建筑中最常用的材料之一，其生产和使用过程中对环境产生了诸多负面影响。
传统混凝土的生产需要消耗大量的水泥，而水泥的制造不仅会排放大量的二氧化碳，还会消耗大量的能源和自然资源。
此外，传统混凝土在废弃后难以降解，对土地和环境造成了长期的负担。
因此，研发新型环保混凝土材料具有重要的现实意义。
新型环保混凝土材料的研发主要集中在以下几个方面：一是利用工业废渣替代部分水泥。
工业废渣如粉煤灰、矿渣等，具有一定的胶凝性能，可以在混凝土中替代部分水泥，从而减少水泥的用量，降低二氧化碳排放。
同时，这些工业废渣的利用还可以减少废弃物的堆积，实现资源的再利用。
二是开发高性能混凝土。
高性能混凝土具有高强度、高耐久性和良好的工作性能，可以减少混凝土的用量和施工过程中的能耗。
通过优化混凝土的配合比，使用优质的骨料和外加剂，可以显著提高混凝土的性能，延长建筑物的使用寿命。
三是引入新型胶凝材料。
除了水泥之外，一些新型胶凝材料如地聚合物、硫铝酸盐水泥等逐渐受到关注。
这些材料具有更低的碳排放和更好的环保性能，为混凝土的绿色发展提供了新的途径。
四是添加纤维增强材料。
纤维如钢纤维、玻璃纤维、碳纤维等可以增强混凝土的抗拉强度和韧性，提高混凝土的抗裂性能和耐久性。
同时，一些天然纤维如植物纤维也在研究中，其具有可再生和环保的优势。
在新型环保混凝土材料的应用方面，已经取得了一些显著的成果。
在基础设施建设中，如桥梁、道路等，高性能混凝土的应用可以提高工程的质量和耐久性，减少维修和养护成本。
例如，一些大型桥梁采用了高性能混凝土，不仅减轻了桥梁的自重，还提高了其抗风、抗震性能。
在民用建筑中，环保混凝土材料的应用可以改善居住环境。
混凝土结构新材料的发展及应用.
混凝土新材料及其结构的发展及应用混凝土新材料及其结构的发展及应用1.概述混凝土是有填充料、胶凝材料以及各种外加剂组成的复合材料。
并具有取材方便、常温下凝结固化、易于浇筑成型、经济实惠、耐高温性能好、水中生成强度、耐水性能好、维修要求低等优点，至今已成为世界上用量最大、用途最广的材料，成为现代工程结构首选材料。
同时也存在致命弱点，抗拉强度远小于抗压强度，在应用和解决问题的过程中，混凝土结构经历了素混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土，素混凝土被称为第一代混凝土而预应力混凝土则被称为第三代混凝土。
随着社会发展以及人们对资源、环境、施工、使用及性能更进一步的需求，例如恶劣环境、高层大跨重载化、经济合理等。
在不断的研究和实验过程中混凝土结构的材料在原有的基础上有了很大的发展。
2新材料及其结构的发展2.1纤维混凝土纤维混凝土的出现是现代建筑材料发展中的一大进步,它与钢筋混凝土、预应力混凝土的出现有同等的重大意义。
,把短纤维均匀地分散在混凝土中来改善普通混凝土的脆性。
纤维混凝土的抗拉强度要比普通混凝土高2/3。
最初使用的纤维材料是石棉纤维,近些年来又采用其它纤维材料,其中钢纤维和玻璃纤维性能最好,最有发展前途。
钢纤维作为增强材料时,其弹性模量比普通混凝土高4倍,其韧性可达一般普通混凝土的30倍以上。
而玻璃纤维的强度相当于高碳冷拔钢丝的强度,约为2500~2500MPa。
目前,各国除了研制纤维混凝土以外,又研究在纤维混凝土中再配以普通钢筋,这样除了明显地增强抗拉强度以外,对抗爆结构更有显著的效果,能大大提高混凝土的抗爆裂强度,并可减少混凝土的飞散速度。
纤维配筋混凝土构件,还可代替普通混凝土构件中的箍筋和辅助钢筋,这对立体结构、落壁空间结构极为有利。
2.1.1技术原理纤维混凝土是指掺加短钢纤维或合成纤维作为增强材料的混凝土，钢纤维的掺入能显著提高混凝土的抗拉强度、抗弯强度、抗疲劳特性及耐久性；合成纤维的掺入可提高混凝土的韧性，特别是可以阻断混凝土内部毛细管通道，因而减少混凝土暴露面的水分蒸发，大大减少混凝土塑性裂缝和干缩裂缝。
混凝土材料研究与应用进展
混凝土材料研究与应用进展混凝土是一种常见的建筑材料，它由水泥、砂、骨料和水混合而成。
作为一种重要的材料，混凝土在建筑和基础设施工程中得到了广泛应用。
随着科技的发展，混凝土的研究和应用不断进步，不仅在强度和耐久性方面有所提高，而且在环保和可持续性方面也有了很大突破。
一、混凝土材料的研究进展1. 新型水泥水泥是混凝土的基础材料，其性质直接影响混凝土的强度、耐久性、可塑性等特性。
目前，一些新型水泥已经问世，例如复合水泥、高性能水泥等。
复合水泥是指将不同种类的水泥进行混合而成的一种水泥，其强度和耐久性相对于普通水泥更高。
高性能水泥是指在水泥中添加一定量的矿物掺合料，如粉煤灰和硅灰，从而提高混凝土的强度和耐久性。
2. 新型掺合料掺合料是混凝土中的一种辅助材料，它的添加可以改善混凝土的性能。
现在，新型掺合料的研究也取得了一定进展，如粉煤灰、硅灰、矿渣、膨胀珍珠岩等。
这些掺合料的添加可以有效提高混凝土的抗渗、抗冻、抗裂等性能。
3. 新型纤维材料纤维混凝土是一种特殊的混凝土，它在混凝土中添加了纤维材料，如钢纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维等。
这些纤维材料可以有效地提高混凝土的抗拉强度和抗冲击性能。
近年来，一些新型纤维材料也被研究出来，如碳纤维、硅酸盐纤维等。
这些新型纤维材料具有更好的强度和耐久性，可以提高混凝土的性能。
4. 新型加筋材料加筋混凝土是一种特殊的混凝土，它在混凝土中添加了钢筋等材料，从而提高混凝土的抗拉强度和抗冲击性能。
现在，一些新型加筋材料也被研究出来，如碳纤维加筋和玻璃纤维加筋等。
这些新型加筋材料具有更好的强度和耐久性，可以提高混凝土的性能。
二、混凝土材料的应用进展1. 环保建筑随着对环保的重视，环保建筑成为当前建筑的趋势。
混凝土作为建筑材料，也需要做出环保的贡献。
现在，一些新型环保混凝土被广泛应用，如高性能环保混凝土、绿色混凝土等。
这些混凝土具有更好的环保性能，如低碳、低排放、低能耗等，可以满足环保建筑的要求。
喷射合成纤维混凝土技术的研究及应用
［ 关键词］ 合成 纤维 ； 喷射混凝土 ； 港 口工程； 修补 ［ 中图分类号］ Ｔ ２ ．３ Ｕ５ ８５ ［ 文献标识码］ Ａ ［ 文章编号］ １０ —５０（０ ６０ —０ ５０ ０ ２３ ５一２ ０）７０ｏｆｓ ｕ ｄ ａｐ ｉａ ｉ ｈｏｔ ｒ ｔｎ ｗ ｉｈ ｓ ｔ ｔｃｆｂｅ ｃ ｅ ｉｇ ｔ ｙｎ ｈｅ ｉ ｉ ｒ
喷射合成纤维混凝 土技 术的研 究及应 用
李 俊 毅 ’ 刘 亚 平
（． 津 港 湾 工 程 研 究 所 ， １ 天 天津 ３０ ２ ２中 交 第一 航 务工 程 局 ， 津 ３ ０ ４ ） ０２２ ． 天 ０ ０ ２
［ 摘
要］ 喷射混凝土施工工艺无疑是最令人满意的结构混凝土修补方法 之一。为在 水运工程中推广应用喷射混 凝土施工工艺 ， 针对 提高喷射混凝 土耐久性及喷射混凝土施工工艺的适用性开展 了试验研 究工 作。本文介绍 了喷射合成 纤维混凝土的性能 、 特 点和施 工工 艺以及在修复加 固工程 中的应用实例 。
ａ ａ ｔ ｉｔ ｆ ｅ ｈ ｔｒｔ ｇｔｃ ｏｏ ． ｈ ｒｐ ｒ ｅ ， ｈ ｒｃｅ ｓｉ ， ｅ ｈ ｏｏ ｉ ｌ ｒ ｃ ｓ ｆ ｈ ｔｒｔ ｇｗｉ ｎｈ ｔ ｂ ｒ ｄｔｅｃ ｓｓ ｄ ｐａ ｌ ｏ ｏ ｃｅｉ ｈ ｌｇ Ｔ ｅｐ ｏ ｅｔ ｓ ｃ ａａｔｒ ｔ ｓ ｔ ｎ ｌｇｃ ｏ ｅｓ ｏｃ ｅｉ ｔ ｓ ｔｅｉ ｆ ｅ ａｅ ｂｉ ｙ ｈ ｔ ｓ ｎ ｅｎ ｙ ｉ ｉ ｃ ｃ ａｐ ｏｓ ｎ ｈ ｙ ｃｉ ｎ ａ ｈ
Ｋｅ ｏｒ ： ｓ ｔｅｉ ｂ ｒ ｓ ｏ ｃｅｅ； ｐ ｒｅ ｇｎ ｅ ｎ ； ｒｐ ｉ ｙｗ ｄｓ ｎ ｙ ｈ ｔ ｆ ｅ ； ｈ ｔｒｔ ｃｉ ｏ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｅ ａｒ ｔ ｉ
０ 前 言
钢纤维—合成纤维混凝土的不同应用及其原理
钢纤维与合成纤维混凝土的应用领域及其原理孙斌董帅(上海贝卡尔特-二钢有限公司)摘要：本文针对目前市场上应用最广泛的钢纤维和合成纤维的技术性能进行了对比分析，对比了两种材料的物理参数、增强机理、徐变特征、防火、耐腐蚀性和耐久性。
分析结果表明，钢纤维与合成纤维在技术性能上存在较大差异，应合理应用在不同的工程领域。
关键词：钢纤维；合成纤维0．概况经过30多年的技术研究与工程实践，纤维对混凝土性能的改善或增强已获得国内外土木工程界人士普遍的认可。
但是由于对不同纤维的具体技术性能的优劣不了解，使得人们对不同类型的纤维产生混淆，在不同的工程应用领域该用什么类型的纤维产生了困惑。
本文针对目前工程中应用广泛的钢纤维和合成纤维的性能进行了对比分析，为工程中合理应用纤维增强混凝土提供一些建议。
1.材料及相应参数混凝土用纤维因其颜色，形状，大小和材料的不同而有多种种类。
目前主要分为以下三大类：钢纤维（steel fibre）；细合成纤维（micro-synthetic）；粗合成纤维（macro-synthetic）。
各种纤维的性能及参数见表1[1,2]。
2.纤维对混凝土的增强作用纤维混凝土是纤维和混凝土构成的复合材料，其增强机理是纤维在混凝土裂缝处吸收了应力，抑制了裂缝的形成和开展，也就是说纤维只有在混凝土产生裂缝时才能发挥作用，纤维的加固能力取决于纤维与混凝土的粘结锚固能力，抗拉强度和杨氏模量。
合成纤维主要是聚丙烯纤维（polypropylene fibre），其杨氏模量一般只有3-5GPa，长度和直径都比较小。
目前又出现了新的聚合物纤维(macro-synthetic fibre)，其尺寸要大于细合成纤维，杨氏模量也能达到5GPa-10GPa。
对于这两种合成纤维，由于其本身较低的杨氏模量，对于抑制混凝土的早期裂缝非常有效，尤其是细合成纤维与混凝土之间有很好的粘结锚固性能，效果更加明显。
但是随着混凝土强度的发展，由于杨氏模量较低不能承受较大的位移，导致混凝土结构产生较大的裂缝和变形。
混凝土预制构件中纤维增强材料的应用研究
混凝土预制构件中纤维增强材料的应用研究一、引言混凝土是建筑工程中常用的材料之一，其优点在于强度高、耐久性好、成本低等。
然而，混凝土材料在弯曲、抗拉等方面的性能较差，为了改进混凝土的力学性能，人们采用了添加纤维增强材料的方法。
本文旨在探讨纤维增强材料在混凝土预制构件中的应用研究。
二、纤维增强材料的种类1. 钢纤维钢纤维是混凝土中常用的纤维增强材料之一，其优点在于强度高、硬度大、耐腐蚀等。
钢纤维可以增加混凝土的抗拉强度、抗冲击性能等，广泛应用于工业建筑、桥梁、地下工程等领域。
2. 碳纤维碳纤维是一种高强度、高模量的纤维增强材料，具有轻质、耐腐蚀、耐高温等特点。
碳纤维可以用于增强混凝土的抗拉、抗弯强度，适用于桥梁、隧道、机场跑道等领域。
3. 玻璃纤维玻璃纤维是一种轻质、高强度的纤维增强材料，具有良好的绝缘性能、耐酸碱性等。
玻璃纤维可以用于增强混凝土的抗拉、抗弯强度，适用于房屋、桥梁、隧道等领域。
三、纤维增强混凝土的性能纤维增强混凝土可以提高混凝土的力学性能，包括抗拉强度、抗弯强度、抗冲击性能等。
同时，纤维增强混凝土可以改善混凝土的耐久性和抗裂性能。
四、纤维增强混凝土的制备方法纤维增强混凝土的制备方法包括手工搅拌、机械搅拌、喷射法等。
其中，机械搅拌是常用的制备方法，可以提高混凝土的均匀性和质量。
五、纤维增强混凝土预制构件的应用纤维增强混凝土可以用于制作各种类型的预制构件，例如板、梁、柱等。
纤维增强混凝土预制构件具有强度高、重量轻、抗震性能好等特点，特别适用于建筑和桥梁等领域。
六、纤维增强混凝土预制构件的优点1. 抗震性能好。
纤维增强混凝土预制构件具有较好的抗震性能，能够保证建筑物在地震中的安全性。
2. 节省成本。
纤维增强混凝土预制构件可以减少施工现场的浪费和粉尘污染，同时可以提高施工速度，节省施工成本。
3. 提高质量。
纤维增强混凝土预制构件的制作过程受到严格的质量控制，可以提高构件的质量和可靠性。
七、纤维增强混凝土预制构件的应用案例1. 江苏南京明发商业广场该项目采用纤维增强混凝土预制构件，共使用了超过1500块板、梁、柱等预制构件，总面积达到10万平方米。
新型混凝土材料的研究与应用
新型混凝土材料的研究与应用近年来，新型混凝土材料在建筑领域得到了广泛的研究和应用。
新型混凝土材料不仅具有传统混凝土的优点，如强度高、耐久性好，还拥有更多的特点，例如自愈合、高耐酸、耐碱等。
这些特性在工程建设中非常实用，对提高建筑品质、降低建筑成本、改善城市环境等方面产生了深刻的影响。
本文将介绍新型混凝土材料的研究与应用。
第一节：智能混凝土智能混凝土是一种由具有高度敏感性的传感器、控制器和自适应材料构成的混凝土。
这种混凝土能够实现动态的自我监测、诊断和控制系统，以及自我修复、防护和适应性。
因此，智能混凝土拥有不同以往混凝土材料没有的功能和优势。
常见的应用领域包括建筑物、桥梁和隧道等。
智能混凝土的研究重在将传感器和控制器集成在混凝土内。
由于混凝土具有特殊的化学和物理性质，因此传感器和控制器需要考虑到混凝土的机械性能、杆件性能和变形等方面。
因此，开发与混凝土相同的热膨胀系数、弹性模量等参数的传感器和控制器成为了智能混凝土研究的重点之一。
第二节：高性能混凝土高性能混凝土是一种浆体，具有高强度和高耐久性。
它通常被用于制造建筑中的构造体，如柱子、墙壁和基础。
高性能混凝土由于具有卓越的工程性能，广泛应用于高层建筑、桥梁和水坝等工程中。
在工程实践中，高性能混凝土不仅消耗少、耐久性强、施工方便，而且能够有效地提高工作效率和减少建筑成本。
高性能混凝土在自由水膨胀性、抗裂性和抗压强度等方面都表现出色。
在研发高性能混凝土时，研究人员通常使用新型的化学和材料，以及改进、优化混凝土成分的配比。
通过对混凝土材料的研究和改进，高性能混凝土的强度和耐久性不断提升，成为应对各类建筑要求的优选材料。
第三节：自愈合混凝土自愈合混凝土是一种具有自我修复功能的混凝土，在构建建筑、桥梁和路面等工程时，这种材料可以降低修复成本，提高工程的可维护性和可靠性。
自愈合混凝土的研究是将微观化学性质引入混凝土材料中，例如将自愈合材料与混凝土均匀混合，从而使混凝土产生自愈合作用。
混凝土装饰材料的开发与应用
混凝土装饰材料的开发与应用一、前言混凝土是一种常见的建筑材料，因其结构稳定、强度高、耐久性好等特点，被广泛应用于建筑领域。
近年来，随着人们对美观、环保、节能等方面要求的提高，混凝土装饰材料得到了越来越多的关注和应用。
本文将探讨混凝土装饰材料的开发和应用。
二、混凝土装饰材料的分类1. 水泥基装饰材料水泥基装饰材料是指以水泥为主要原料，加入适量矿物掺合料、填料和化学添加剂等，经过混合、制备、加工而成的一种新型建筑装饰材料。
水泥基装饰材料具有抗压强度高、硬度高、抗冻融性好、施工简单等特点，可以制作出各种颜色和形状的装饰构件，广泛应用于外墙、内墙、地面、屋顶等建筑构件的装饰。
2. 石材质混凝土装饰材料石材质混凝土装饰材料是指以天然石材或人造石材为骨料，通过水泥、石灰、石膏等材料的粘结剂将其粘结成一体的装饰材料。
石材质混凝土装饰材料具有天然石材的美观和耐久性，又具有混凝土的强度和施工便利性，广泛应用于建筑外墙、内墙、地面等装饰。
3. 金属质混凝土装饰材料金属质混凝土装饰材料是指以金属材料为骨料，通过混凝土或水泥基材料作为粘结剂，制成的一种新型建筑装饰材料。
金属质混凝土装饰材料具有金属质感和混凝土的强度和耐久性，可以制作出各种形状和颜色的装饰构件，广泛应用于建筑外墙、内墙、屋顶等装饰。
4. 玻璃质混凝土装饰材料玻璃质混凝土装饰材料是由玻璃骨料、水泥、石灰和化学添加剂等组成的一种新型建筑装饰材料。
玻璃质混凝土装饰材料具有玻璃的透明度和混凝土的强度和耐久性，可以制作出各种颜色和形状的装饰构件，广泛应用于建筑外墙、内墙、屋顶等装饰。
三、混凝土装饰材料的开发1. 透明混凝土的开发透明混凝土是指通过在混凝土中加入光纤或其他透明材料，使混凝土具有一定的透明度。
透明混凝土可以用于建筑外墙、内墙、屋顶等装饰，可以使建筑内部充满自然光线，同时也能起到隔热、隔音的作用。
2. 彩色混凝土的开发彩色混凝土是指通过在混凝土中加入颜料或采用染色剂，使混凝土具有各种颜色。
胶凝材料的过去现在和将来
胶凝材料的过去现在和将来
沈卫国;周明凯;吴少鹏
【期刊名称】《建筑节能》
【年(卷),期】2004(032)001
【摘要】新石器的前陶器时代人们就开始使用天然材料粘土和姜石,并在9000年前开始使用最早的人造胶凝材料--石灰.公元前2500～3000年,人们就开始使用石膏--石灰类胶凝材料.公元初期,石灰--火山灰水硬性材料开始应用.现代波特兰水泥是在18世纪末19世纪初随着水硬性石灰的发展而发展起来的.现代波特兰水泥的最大特点是水化反应速度快,但也反映出较差的耐久性和环境协调性.未来的混凝土应该具有更好的耐久性,更适合于采用低价位的原料,更适合于回收利用,适合清洁生产的要求.发明于1957年的碱硅酸盐水泥及上世纪70年代末的土聚水泥的耐久性和环境协调性能满足上述要求.
【总页数】4页(P11-14)
【作者】沈卫国;周明凯;吴少鹏
【作者单位】武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室,湖北,武汉,430063;武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室,湖北,武汉,430063;武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室,湖北,武汉,430063
【正文语种】中文
【中图分类】TU528.044
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喷射合成纤维混凝土在修复中的应用-李其廉
喷射合成纤维混凝土在修复加固工程中的应用李其廉赵士永王平边智慧(河北省建筑科学研究院)一、引言自从1824年Joseph Aspdin获得波特兰水泥的专利权起，混凝土作为十分广泛的建筑材料发展到今天，种类繁多，应用领域遍及建筑、水工、交通、土木工程等，许多力学性能也有不同程度的改善，但是，混凝土材料本身的孔隙及其他缺陷，使其存在抗拉强度低，延性差，在很大程度上限制着混凝土材料力学性能和进一步应用。
同时混凝土在抗冻融循环、抗收缩等性能方面也存在着弱点；为适应现代工程对混凝土性能的要求，必须从根本上改变混凝土这种优良抗压材料在抗拉、阻裂及延性等方面的不足；在混凝土中掺入三维分布的合成纤维就是改善混凝土性能的一种有效方法。
喷射合成纤维混凝土是以压缩空气为动力，将掺有三维短向合成纤维的混凝土喷射到岩石面或建筑物的表面，并与其紧密的粘连在一起，且能填充其面层的裂缝和凹坑，把岩层和建筑物加固成完整并且稳定的具有一定强度的结构，从而使岩石或结构物得到加强和保护。
在实际工程中，砼结构往往由于设计、施工的疏忽、材质不良、环境变化或使用情况改变等原因而出现各种质量事故，需要加固和补强；同时，建筑物的老化失效需要维修和加固改造；建筑物遭受自然灾害或人为损坏等也需要加固处理，这是近年来建筑工程界越来越重要的任务之一。
因此，建筑物加固处理技术的研究已经受到了结构工程师的重视。
二、喷射合成纤维混凝土的特点1、喷射混凝土的特点喷射混凝土借助喷射机械，利用压缩空气或其他动力，将按一定比例配合的拌合料，通过管道输送并高速喷射到受喷面（岩面、模板、旧建筑物）上凝结硬化而成的一种混凝土。
它不是依赖振动来捣实砼，而是在高速喷射时，由水泥与集料的反复连续撞击而使混凝土压实，同时又可采用较小的水灰比（0.4~0.5），因而它具有较高的力学强度和良好的耐久性。
特别是与混凝土、砖石、钢材有很高的粘结强度，可以在结合面上传递拉应力和剪应力。
喷射法施工还可以在拌合料中加入速凝剂，使水泥在10min 内终凝，使砼喷射后能立即获得强度。
合成纤维种类对水泥基材料干缩开裂形态的影响_封志辉
第23卷 第4期V ol 123 N o 14材 料 科 学 与 工 程 学 报Journal of Materials Science &Engineering总第96期Aug.2005文章编号:10042793X (2005)0420578204收稿日期:2004210210;修订日期:2004212217基金项目:上海市科技攻关重点项目资助(N o.032112059).作者简介:封志辉(1980-),女,硕士研究生,E 2mail :fzh19801212@合成纤维种类对水泥基材料干缩开裂形态的影响封志辉,姚 武(同济大学材料科学与工程学院,上海 200092) 【摘 要】 研究了相同体积掺量下(均为0.5%),聚丙烯(PP )纤维、尼龙单丝(Nycon RC )纤维和尼龙网状(MultiMesh )纤维对水泥基材料干缩开裂形态的影响。
通过圆环法的对比实验,发现纤维表观形状和纤维直径对水泥基材料抗干缩开裂性能和裂缝分布有显著影响。
基准水泥基材料呈现单一裂缝破坏模式,而合成纤维水泥基材料呈现了双缝或多缝开裂模式。
结合SE M 微观测试,分析了合成纤维与水泥基材料的界面性能,探讨了不同纤维种类限制水泥基干缩开裂的作用机理。
【关键词】 合成纤维;圆环试验法;水泥基材料;干缩中图分类号:T Q172.79 文献标识码:AI nfluence of Synthetic Fiber C ategories on the Dry 2shrinkageCracking Mode of Cement 2based CompositesFENG Zhi 2hui ,YAO Wu(School of Materials Science and E ngineering ,Tongji U niversity ,Sh angh ai 200092,China)【Abstract 】 The effect of three kinds of synthetic fibers with the same addition (0.5%in v olume fraction )on the dry 2shrinkagecracking m ode of cement 2based com posites was studied.The fibers considered in this paper are polypropylene (PP )fiber ,nylon m onofilament fiber (Nycon RC )and nylon multimesh fiber (MultiMesh ).By means of contrast experiment of ring 2type test ,it was found thatthe resistance to dry 2shrinkage and shrinkage cracks distribution of cement 2based com posites was obviously affected by apparent shape and diameter of the synthetic fibers.Only one crack was detected for the control specimen ,while double or m ore cracks were discovered for the specimens containing synthetic fibers.Based upon SE M photography ,the inter face properties between fibers and matrix were analyzed ,and the effect of different types of fibers on restricted dry 2shrinkage of cement based com posites was discussed.【K ey w ords 】 synthetic fiber ;ring 2type test ;cement 2based com posite ;dry 2shrinkage1 前 言混凝土的早期开裂是工程中普遍存在的一种现象,其中限制状态下的干燥收缩是导致混凝土早期开裂的主要因素。
土木工程材料在绿色建筑中的应用周明
土木工程材料在绿色建筑中的应用周明发布时间：2021-04-14T14:10:04.233Z 来源：《中国科技信息》2021年4月作者：周明[导读] 近年来，我国加大对于城镇建设的发展力度，经过不断努力，取得了非常不错的成就和成果。
我国经济社会持续进步帮助了土木工程项目的迅猛进步，可是相对提升的土木工程项目创建也出现了诸多的不足，比方说浪费资源、损耗、自然环境出现污染等等，建筑项目工程自身就是一项损耗能源较高的，由于资源匮乏和自然环境、生态问题愈发严重，大众对本身生活品质的有关问题更为看重，愈发多的人陆续接纳绿色建筑用材。
柳州工学院周明 545616摘要：近年来，我国加大对于城镇建设的发展力度，经过不断努力，取得了非常不错的成就和成果。
我国经济社会持续进步帮助了土木工程项目的迅猛进步，可是相对提升的土木工程项目创建也出现了诸多的不足，比方说浪费资源、损耗、自然环境出现污染等等，建筑项目工程自身就是一项损耗能源较高的，由于资源匮乏和自然环境、生态问题愈发严重，大众对本身生活品质的有关问题更为看重，愈发多的人陆续接纳绿色建筑用材。
关键词：土木工程材料；绿色建筑；应用引言能源节约和环境保护是我国整体经济建设快速发展之方向，是我国各行业不断进步之动力，全球的不可再生资源有限，为了保证各行业的持续发展，各行各业都必须致力研究绿色环保，从节能减排的角度出发，我国建筑行业在施工中所使用的材料大部分都属于非环保材料，不仅会对环境造成污染也会对人们带来健康问题。
如果想要降低土木工程材料对环境带来的污染就必须考虑使用绿色建筑材料。
1注重建筑设计随着土木工程与绿色建筑材料融合效果的不断改善，强调绿色建筑材料建筑设计才能提升房屋建筑性能，达到较高目的。
应用建筑设计是绿色建筑材料的基础运用，对提升工程的整体质量有着较大的影响，要保持关注度。
基于土木工程性质，明确各个环节的施工目标，了解所需要的建筑材料，从而利用材料的选择标准进行严格控制，确保绿色建筑材料的作用得以发挥。
粗合成纤维混凝土力学性能及加载后损伤的研究的开题报告
粗合成纤维混凝土力学性能及加载后损伤的研究的开题报告一、研究背景和意义粗合成纤维混凝土是利用高性能合成纤维增强混凝土的一种新型混凝土，它在普通混凝土的基础上通过加入粗合成纤维（例如钢纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维等）来改善混凝土的力学性能和耐久性。
粗合成纤维混凝土因其优异的性能，如高强度、高韧性、高抗裂性、防爆性和耐久性等，被广泛应用于建筑、交通和水利工程等领域。
但是由于其特殊的结构和性能，粗合成纤维混凝土在加载过程中常常会产生一些内在损伤，这种损伤有可能引起混凝土的失效，进而危及工程安全。
因此，对粗合成纤维混凝土的力学性能及其加载后损伤的深入研究成为必要的工作，这有助于提高其应用的可靠性和安全性，进而推动该新型混凝土的广泛应用。
二、研究内容和方法本研究主要针对粗合成纤维混凝土的力学性能及加载后损伤，将主要开展以下内容：1. 粗合成纤维混凝土的基本性质和力学性能测试；2. 粗合成纤维混凝土的内部结构和损伤模式分析；3. 粗合成纤维混凝土在静态和动态荷载下的力学行为和失效机制分析；4. 粗合成纤维混凝土的数值模拟及实验验证。
本研究将采用多种实验方法，如力学测试、显微结构观察和图像分析等，同时采用有限元模拟等数学模型进行研究分析，以全面深入地探究粗合成纤维混凝土的力学性能及其加载后损伤的特点和机理。
三、预期研究结果和贡献通过本研究，可以全面了解粗合成纤维混凝土的基本性质和力学性能，揭示其内部结构和损伤模式，深入分析其静态和动态荷载下的力学行为和失效机制。
同时，在数值模拟和实验验证的基础上，进一步提高粗合成纤维混凝土的性能和可靠性，推动其在工程领域的广泛应用。
本研究成果可为粗合成纤维混凝土相关研究提供参考，对混凝土工程的可靠性和安全性提供指导和保障。
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第1卷第4期2003年12月水利与建筑工程学报Journal of W ater Resources a nd Architectural EngineeringV ol.1N o.4Dec.,2003 合成纤维混凝土材料的发展与应用周明耀1,2,杨鼎宜1,汪洋1(1.扬州大学水利与建筑工程学院,江苏扬州225009;2.河海大学,江苏南京210089)摘 要:本文介绍了国内外纤维增强混凝土的开发应用情况和目前几种常用合成纤维混凝土的基本性能,其中着重论述了聚丙烯纤维混凝土的技术特点。
提出了这种混凝土新材料今后的研究方向,并对在渠道防渗工程中的应用前景进行了展望。
关键词:合成纤维;粉煤灰;混凝土;渠道防渗中图分类号:T U59 文献标识码:A 文章编号:1672—1144(2003)04—0001—04Development and Appl ication of Synthetic Fiber ConcreteZHOU Ming-yao1,2,YAN G Ding-yi1,W ANG Yang2(1.Yangzhou Universit y,Yangzhou,J iangsu225009,China; 2.Hehai Universit y,N anjing,J iangsu210089,China)Abstract:This paper introduces the dev elopment and application of synthetic fiber reinfo rced concrete and the basic properties of se v eral kinds of it.It discusses the technique characters of polypropylene fiber concrete.The future developm ent of this sy nthetic fiber concrete is sug gested,and the application of it in canal seepage control is prospected.Keywords:synthetic f iber;fly ash;concrete;canal seepage control 混凝土材料是当今世界上最大的人造材料,全世界水泥年产量已超过15亿t,我国到1997年已经达到5.1亿t,为世界总产量的1/3。
据此推算,水泥基材料总量在案60～70亿t左右,这其中绝大部分为水泥混凝土材料。
估计所消耗的主要资源为优质石灰石15亿t、沙石集料40亿m3、排放的CO2达12亿t以上,还有其他有害气体和大量粉尘,严重污染环境。
所以,世界各国都在努力依靠科技进步,大力节约能源资料,保护环境,寻求减少用量、延长寿命、增强功能、降低环境负荷压力的水泥混凝土材料可持续发展之路[1]。
水泥混凝土合成纤维增强技术应运而生,成为近年来材料科学研究的热点问题。
1 纤维增强混凝土材料的发展历程纤维增强混凝土自石棉水泥到20世纪50年代的玻璃纤维水泥混凝土(GRC),60年代的钢纤维水泥混凝土(SFRC),80年代的碳纤维水泥混凝土(C FRC),以至后来的纤维增强聚合物水泥混凝土,力学性能不断提高,用途不断扩大[2]。
从材料发展史来看,复合化是材料发展的主要途径,其中玻璃纤维增强塑料是复合化的最新成就,二战以后发展迅猛。
尽管高性能混凝土有诸如复合胶结料、复合胶结料细掺料、复合外加剂,但纤维增强在复合化中占有突出的地位。
根据纤维弹性模量高低可将纤维混凝土分为低弹模纤维混凝土和高弹模纤维混凝土。
低弹模纤维(有机纤维、尼龙、聚丙烯、聚乙烯等),只能提高混凝土的韧性、抗冲击性能、抗热爆性能等与韧性有关的物理性能。
而高弹模纤维(钢纤维、玻璃纤维、碳纤维等)则不仅能提高上述性能,还能使混凝土的抗拉强度和刚性有较大的提高。
钢纤维是发展最早的一种纤维,1910年美国Po rter就提出把钢纤维均匀地撒入混凝土中以强化混凝土的设想,1963年以后,美国学者发表了一系列研究成果从理论上阐述了钢纤维混凝土的增强机理。
我国在这方面的研究也早于其他几种纤维。
玻璃纤维已用于铺设混凝土路面,但因为玻璃纤维混凝土暴露于大气中一段时收稿日期:2003-07-01基金项目:水利部水利科技开发基金项目(97053)、江苏省水利科技重点项目(2002110)作者简介:周明耀(1958—),男(汉族),江苏阜宁人,博士,教授,主要从事节水灌溉理论及工程技术研究工作。
间以后,其强度和韧性均会大幅度下降,且耐碱性不过关,所以现在多数只限于结构加固。
碳纤维作为高性能纤维,自上世纪末60年代研制出来后,即用于混凝土增强,虽然碳纤维混凝土性能优越,但由于碳纤维生产成本较高,应用受到了一定的限制。
60多年前,国际上就对高分子改性混凝土进行了研究,直到近几年才被广泛应用[3]。
目前,应用最为广泛的是合成纤维增强混凝土,合成的聚合纤维来源于有机聚合物,通常所用的聚合物纤维有聚丙烯、尼龙(酰胺纤维)、聚脂和聚乙烯等,聚丙烯(PE)纤维、高强模聚丙烯醇(PV A)纤维、芳香聚酰胺(Kev lar)纤维、聚丙烯腈(PAN)纤维、纤维素纤维(Cellulos)、聚丙烯(PP)纤维.这些聚合纤维弹性模量均较低,属于低弹模纤维[4]。
近年来,作为高弹模聚乙烯醇纤维(PV A)开始用于混凝土增强,这种纤维具有较高的弹性模量和抗拉强度,其加入混凝土后的性能研究正处于起步阶段[5]。
2 聚合物纤维混凝土研究及应用现状2.1 尼龙纤维混凝土尼龙纤维混凝土是最早用于水泥及混凝土的聚合物纤维之一,价格相对较高,应用受到一定限制。
当混凝土中掺入少量尼龙纤维(0.052%)时,可使混凝土基体获得显著的非结构性能增强效果,大大减少混凝土塑性收缩裂缝,混凝土的抗冲击性能得到改善。
当掺量提高到0.26%时,混凝土抗冲击性能可大大增加[6]。
尼龙纤维可提高混凝土的抗冻性,抑制混凝土的能量损失、试件外观也得到改善。
2.2 聚乙烯增强混凝土聚乙烯纤维因其弹性模量低,至今还很少用于水泥复合材料,对其研究较少。
只有少部分人对聚乙烯纤维混凝土板进行冲击试验研究[7],研究结果表明掺入定量聚乙烯纤维的混凝土,其断裂能量值提高明显。
目前问题的关键是研制出弹性模量较高的聚乙烯纤维。
这种价格低廉的纤维在水泥复合材料的领域中将具有很大的发展潜力。
2.3 高弹性模量聚乙烯醇纤维(PV A)混凝土研究结果表明,纤维增强混凝土的抗拉强度在一个较大的体积掺量范围(0.05%～0.3%)内比同等条件下的素混凝土有所提高。
强度提高的程度受纤维规格、混凝土规格、搅拌工艺、养护条件等因素的变化而变化,一般情况纤维的长细比越大,强度越小[5]。
2.4 聚丙烯纤维增强混凝土从近年来的研究资料可知,聚丙烯纤维增强混凝土是目前研究最多应用最广泛的纤维增强混凝土材料。
国内外的研究集中在对纤维混凝土物理、力学性能的研究,涉及抗压、抗弯、韧性、抗渗性,热稳定性及收缩性和施工性能等。
研究结果表明,随着纤维体积率的增加(0%～15%),纤维混凝土的抗压强度变化不大,抗折强度则提高了12%～26%,韧性也随之增加[8～10]。
国外除了对聚丙烯纤维混凝土进行以上基本研究外,还对纤维混凝土梁进行了抗剪试验,试验结果发现:与素混凝土梁相比,抗剪强度、刚度(特别是在第一开裂期后)和韧性均有提高。
而不同纤维含量和不同支撑条件下的聚丙烯纤维混凝土板,其抗冲击性能随着纤维含量的增加逐渐提高,自振周期并无大的变化[11]。
现就聚丙烯及聚丙烯纤维增强混凝土的特性作以详细说明。
近年来,在美国、英国、日本和西欧等地,纤维混凝土的应用规模逐渐扩大,聚丙烯纤维混凝土最初是于20世纪末80年代初期用于美国的军事工程中,而后很快发展到民用工程[12]。
此前,主要是在板式结构中采用,如房建中的地坪、高速公路扶栏、铁路枕木、桥梁桩基、高楼建筑、地下建筑、水库、水坝、河流建筑、海底输油管道的增加水泥涂层、地下室底板和墙、路面、桥梁铺装层、机场路道、停机坪等。
在水利工程中,美国已在坝区、灌溉渠道衬砌、边坡防护等工程中应用。
随着聚丙烯纤维防静电改性生产工艺的国产化水平不断提高,目前国内厂家已能生产用于混凝土的特种聚丙烯短纤维,这为我国推广应用纤维混凝土提供了先决条件。
宁波市将聚丙烯纤维混凝土用于水库大坝面板、溢洪道进水渠底防护工程[13]。
黑龙江木兰县香磨山灌区采用聚丙烯防水砂浆制作薄壁U形槽,降低了成本且重量减轻,便于安装。
庆安县和平灌区在大型渠道衬砌中,所采用纤维混凝土防护层只有3cm,横向分缝间距增至3～4m。
做到了薄而不弱,遭受外力破坏时裂而不碎,有效地延长了使用寿命[14]。
吉林省纺织工业设计研究院研制开发的混凝土聚丙烯短纤维用于薄板混凝土渠道防渗工程,同样取得了良好的效果[15]。
广西结合达开水库灌区渠道防渗工程,对聚合物纤维混凝土拌和工艺及主要性能进行了试验研究,并将研究成果应用于该工程的填方渠道防渗衬砌中,在不增加工程投资情况下,渠道防渗混凝土的抗裂能力和抗渗能力显著提高,经济效益明显[16]。
2 水利与建筑工程学报 第1卷3 聚丙烯混凝土的特性3.1聚丙烯材料特性聚丙烯原材料从单体C3H6而得,是一种高分子碳氢化合物。
它的化学稳定性好,和大多数化学物质不发生作用,具有较高的能量吸收能力,拉伸方向强度高;表面疏水,具有100%的湿强保持率,不会被水泥浆浸湿;具有热粘、易燃性,致使聚丙烯混凝土的耐火性降低;目前用于混凝土的国产聚丙烯纤维通常都是经过特殊配方和生产工艺加工而成的改性材料,这种材料的防静电和物理力学性能比以往聚丙烯纤维均有所改善。
目前国内生产的聚丙烯纤维的性能一般为:无吸水;比重0.9t/m3;熔点160℃～170℃;燃点590℃;纤维长度12～15mm;弹性模量大于0.3～0.35M Pa,抗拉强度可达300～600M Pa;导热、导电性低;抗酸碱性高。
3.2 聚丙烯纤维应用方式聚丙烯纤维应用于混凝土生产中主要方式有:(1)所用纤维为短纤维,水利工程用量一般在0.6～ 1.2kg/m3,纤维长短视不同用途而定,水利工程通常较多使用的是短纤维,纤维长度在8～16 m m。
短纤维的目的在于改善纤维在水泥中的分散性,通过传递应力吸收高能量而有效地抗击冲击力和控制裂缝。
纤维含量及类型对加工敏感性的关系:Ln(t)=A+B%式中:A为与基质组分有关的系数;B为敏感性系数,与所用纤维有关;t为水泥混凝土流动到一定的参数线的时间。
(2)将短纤维制成铺网或机织物。
(3)纤维异形化技术,即制成V形或Y形纤维截面或带钩形纤维形态和PP纤维原纤化技术以增加纤维与增强基质的接触表面和物理接触力。