高韧性植物纤维增强水泥基材料单轴拉伸试验研究
第３８卷第１期 硅 酸 盐 通 报 Ｖｏｌ．３８ Ｎｏ．１ ２０１９年１月 ＢＵＬＬＥＴＩＮＯＦＴＨＥＣＨＩＮＥＳＥＣＥＲＡＭＩＣＳＯＣＩＥＴＹ Ｊａｎｕａｒｙ，２０１９ 高韧性植物纤维增强水泥基材料单轴拉伸试验研究
尚 君１，赵铁军１，王兰芹１，２，郭思瑶１，王鹏刚１
（１．青岛理工大学土木工程学院，青岛 ２６６０３３；２．山东建筑大学土木工程学院，济南 ２５０１０１）
摘要：从绿色经济角度出发，以获得较高韧性为目的，采用短切内掺及长纤维分层平铺两种制备工艺，通过单轴拉伸试验获得四种植物纤维增强水泥基材料的拉伸特性，并对材料成本进行分析。试验结果表明：内掺短切苎麻纤维与剑麻纤维试件虽表现出应变软化特征但在开裂后具有较好的应力水平保留率。竹原、大麻、剑麻及苎麻纤维分层平铺试件均表现出明显应变硬化特征且极限拉应变均达到２％以上，而剑麻纤维分层平铺试件拉伸性能优越且成本较低有利于进一步的研究与推广应用。
关键词：植物纤维；水泥基材料；单轴拉伸试验；应变硬化
中图分类号：ＴＵ５２８．５７２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１-１６２５（２０１９）０１-０２１８-０６ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＤｉｒｅｃｔＴｅｎｓｉｌｅＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｆＨｉｇｈＤｕｃｔｉｌｅＶｅｇｅｔａｂｌｅＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＣｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓ
ＳＨＡＮＧＪｕｎ１，ＺＨＡＯＴｉｅ-ｊｕｎ１，ＷＡＮＧＬａｎ-ｑｉｎ１，２，ＧＵＯＳｉ-ｙａｏ１，ＷＡＮＧＰｅｎｇ-ｇａｎｇ１
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＱｉｎｇｄａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６０３３，Ｃｈｉｎａ；
２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＪｉａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ２５０１０１，Ｃｈｉｎａ）
基金项目：国家自然科学基金重点国际（地区）合作研究项目（５１４２０１０５０１５）；国家重点基础研究发展计划“９７３”项目（２０１５ＣＢ６５５１００）；国
家自然科学基金青年基金（５１５０８２９３）；山东省自然科学基金（ＺＲ２０１６ＥＥＰ０１）
作者简介：尚 君（１９８６-），女，博士研究生．主要从事纤维增强水泥基复合材料研发与应用研究．
通讯作者：赵铁军，教授，博导．Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｒｏｍｔｈｅｐｏｉｎｔｏｆｖｉｅｗｏｆｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｇｒｅｅｎａｎｄｌｏｗｃｏｓｔｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｆｏｕｒｋｉｎｄｓｏｆｖｅｇｅｔａｂｌｅｆｉｂｅｒｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｂａｍｂｏｏｆｉｂｅｒ，ｓｉｓａｌｆｉｂｅｒ，ｈｅｍｐｆｉｂｅｒａｎｄｒａｍｉｅｆｉｂｅｒ，ｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｒｅｉｎｆｏｒｃｅｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｔｏｇｅｔｈｉｇｈｅｒｄｕｃｔｉｌｉｔｙ．Ｓｐｅｃｉｍｅｎｓｗｅｒｅｃａｓｔｅｄｗｉｔｈｒａｎｄｏｍｓｈｏｒｔｆｉｂｅｒａｎｄａｌｉｇｎｅｄｌｏｎｇｆｉｂｅｒ．Ｄｉｒｅｃｔｔｅｎｓｉｌｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｐｅｃｉｍｅｎｓｗａｓｔｅｓｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｌｓｏｔｈｅｃｏｓｔｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｓｐｅｃｉｍｅｎｓｗｉｔｈｓｈｏｒｔｒａｍｉｅａｎｄｓｉｓａｌｆｉｂｅｒｐｅｒｆｏｒｍｓｔｒａｉｎｓｏｆｔｅｎｉｎｇｂｕｔｂｅｔｔｅｒｓｔｒｅｓｓｒｅｔｅｎｔｉｏｎｒａｔｅａｆｔｅｒｃｒａｃｋｉｎｇ．Ｆｕｒｔｈｅｍｏｒｅ，ａｌｌｓｐｅｃｉｍｅｎｓｗｉｔｈａｌｉｇｎｅｄｌｏｎｇｆｉｂｅｒｐｅｒｆｏｒｍｓｔｒａｉｎｈａｒｄｅｎｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｔｈｅｕｌｔｉｍａｔｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒａｉｎｃａｎｒｅａｃｈａｂｏｖｅ２％．Ｉｎｐａｒｔｉｃｕｌａｒａｌｉｇｎｅｄｌｏｎｇｓｉｓａｌｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｓｐｅｃｉｍｅｎｓｓｈｏｗｅｘｃｅｌｌｅｎｔｔｅｎｓｉｌｅｐｒｏｐｅｒｔｙａｎｄｌｏｗｃｏｓｔ，ｗｈｉｃｈｗｏｕｌｄｂｅｍｏｒｅｆａｖｏｒａｂｌｅｔｏｆｕｒｔｈｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｅｇｅｔａｂｌｅｆｉｂｅｒ；ｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ；ｄｉｒｅｃｔｔｅｎｓｉｌｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｓｔｒａｉｎｈａｒｄｅｎｉｎｇ
１ 引 言
工程中广泛应用的水泥基材料（如砂浆、混凝土），其典型特征是抗压不抗拉，这一特征一定程度上限制
了其发展和应用。尽管在水泥基材料中掺入纤维后其断裂韧性得到明显提高［１-２］，但大多数纤维增强水泥基
材料受拉作用达到峰值荷载后仍表现为应变软化，典型拉伸应力-应变曲线如图１（ａ）所示。由此，近二十年来，基于细观力学设计而具有拉伸应变硬化特性和多缝开裂特征的应变硬化水泥基复合材料（ＳｔｒａｉｎＨａｒｄｅｎｉｎｇＣｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，简称ＳＨＣＣ）得到快速发展。其拉伸应变可达３％以上，且裂缝宽度可控制在１００μｍ以内［３-４］，典型应力-应变曲线如图１（ｂ）所示。大量研究表明ＳＨＣＣ具有优异的力学性能与耐
久性能，并且在美国、日本及欧洲等国家地区逐渐应用于工程实际［５-７］，但由于ＳＨＣＣ常用增韧纤维为日产ＰＶＡ纤维，其价格高，产量低使得其在国内的发展和应用受到一定限制。较钢纤维、碳纤维及其他国产合成
万方数据
水泥基灌浆料的性能实验研究
水泥基灌浆料的性能实验研究 摘要：水泥基灌浆料是目前注浆工程中应用最广泛的浆材，泥基灌浆料与传统细石混凝土相比 , 具有流动性更好、强度更高和施工易于控制的特点 ; 与传统环氧砂浆相比 ,具有膨胀性好、施工简便快捷等特点。本文主要通过实验来研究水泥基灌浆料的流动性，竖向膨胀率，有效承载面，抗压强度性能。 关键字：水泥基灌浆料流动性竖向膨胀率有效承载面抗压强度 Experimental study on performance of cement-based grout Abstract：Cement-based grout grouting project is currently the most widely used pulp wood, clay-based grouting material compared to traditional fine aggregate concrete has better mobility, higher strength and construction features easy to control; with traditional epoxy mortar compared with the expansion is good, quick and easy construction and so on. In this paper, cement-based grout to study the mobility, vertical expansion through experiments, the effective bearing surface, compressive strength and properties. Key word：Cement-based grout Liquidity vertical expansion effective bearing surface compressive strength
植物纤维墙体材料的发展现状及前景展望
植物纤维墙体材料的发展现状及前景展望 环工1002班陈威101306218 摘要简要介绍了植物纤维墙体材料的发展状况，阐述了其对建材业节能环保的重要意义，并对植物纤维墙体材料的应用前景进行了 展望。 关键词植物纤维；墙体材料；节能环保 2l世纪以来，保护环境以及合理、高效地开发与利用资源已成为世界瞩目的热点在我国，随着工业化和城镇化的快速发展，作为典型资源依赖型工业的房屋建筑业在推动国 民经济迅猛发展的同时，由于消耗大量的资源能源，迫使其继续发展受到制约。各类建筑其建造和使用过程中直接消耗的能源占全社会总能耗的近30％。而墙体材料又是建材业的重要组成部分，其产值接近建材工业总产值的1／3，耗能占建材工业总耗能的1／2 左右因此，加速发展节能利废的新型墙体材料，不仅是调整建材_[业能源结构的重要措施而且对改善建筑功能，节约土地具有十分重要的意义。此外，使用新型墙体材料，能提高建筑中的能效，降低能耗，是我国高速发展国民经济的根本需要和实现住宅产业现代化加快城镇化建设的基本要求我国作为农业大国，随着农业连年丰收，秸秆产量也大幅度上升，产量大约为6．5 亿年。农作物废料秸秆等的处理已成为社会问题，除了少部分被当作饲料、肥料等开发利用外，大部分被付之一炬，不仅浪费资源，而且严重危害了自然生态环境。因此，废弃农作物的综合利用意义重大。植物纤维墙体材料的诞生恰好解决了废弃农作物的利用问题，同时又适应了国家建设节能型社会的需求，促进了可循环经济的发展加快了我国高效、低价、环保、实用的节能建筑产品的研发和应用。 1植物纤维墙体材料的特点及来源 植物纤维墙体材料是以植物纤维为原材料的一种新型节能环保生态建筑材料。其特点主要表现在：①原材料可以再生、废弃且无害。②节能利废，改善环境。生产该类材料将尽可能减少矿产资源的过度利用，降低生产能耗，并可大量利用农业废弃物作原料，减少由对其处理处置不当而引发的环境污染。③节约土地。既不毁地(田)取土作原料，又可增加建筑物的使用年限。④可实行清洁化生产。在生产过程中，减少废渣、废水、废气的排放，大幅度降低噪音，实现较高的自动化程度。⑤可再生利用。产品达到其使用寿命后，可再生利用而不污染环境。植物纤维来源广泛，可分为棉纤维、麻纤维、棕纤维、木纤维、竹纤维、草纤维。而用于墙体材料的植物纤维主要来源于木材、竹材和谷壳、秸秆、棉杆、高梁杆、甘蔗渣、玉米芯、花生壳等农作物废弃物。目前，利用农业废弃物生产的主要墙体材料包括麦秸均质板(图1)、纸面草板、植物纤维水泥板、麦秸人造板和秸秆镁质水泥轻质板等。 2植物纤维墙体材料的发展状况 2．1国内植物纤维墙体材料的发展状况与国外相比，我国对植物纤维墙体材料的研究起步较晚。20 世纪80 ～90 年代，利用蔗渣制造硬质纤维板、刨花板的工厂体系在我国南方逐步出现。随着我国建筑业的革新与进步以及建筑节能工作的深入开展，环保利废型墙体材料的生产和应用出现了快速增长的良好局面。以麦秸、稻秸、棉秆等非木质材料作为原料生产制造墙体材料的技术与工艺
水泥基灌浆材料试验规定
水泥基灌浆材料试验规定 水泥基灌浆材料是由水泥、集料（或不含集料）、外加剂和矿物掺合料等原材料，经工业化生产的具有合理级配的干混料。加水拌合均匀后具有可灌注的流动性、微膨胀、高的早期和后期强度、不泌水等性能。用时只需加水搅拌便可成为均匀、稠度适宜、能满足施工要求的具有自流平性的高强无收缩灌浆料。 水泥基灌浆材料分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类和Ⅳ类。Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类的最大集料粒径为≤4.75mm，包括水泥净浆；Ⅳ类的最大集料粒径为＞4.75mm且≤16mm。 适用范围：地脚螺栓锚固、设备基础或钢结构柱脚底板的灌浆、混凝土结构加固改造及后张预应力混凝土结构孔道灌浆。 一、建筑工程的后张预应力混凝土结构孔道灌浆用水泥净浆 （不含骨料）的检测规定优先执行强制性标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）中6.5节的规定。 （一）材料检测 1、3h自由泌水率宜为0%，且不应大于1%，泌水应在24h内全部被水泥浆吸收； 2、水泥浆中氯离子含量不应超过水泥重量的0.06%； 3、当采用普通灌浆工艺时，24h自由膨胀率不应大于6%；当采用真空灌浆工艺时，24h自由膨胀率不应大于3%。 检测频次：同一配合比检查一次。 （二）施工过程检测 试件抗压强度检验应符合下列规定：
1、组批原则：每工作班留置一组试件； 2、试件尺寸及每组试件数量：70.7mm的立方体试件，6个； 3、试件养护方式和龄期：标准养护28d； 4、强度计算：试件抗压强度应取6个试件的平均值；当一组试件中抗压强度最大值或最小值与平均值相差超过20%时，应取中间4个试件强度的平均值。 5、结果评定：现场留置的灌浆用水泥浆试件的抗压强度不应低于30MPa。 二、含或不含粗骨料的水泥基灌浆材料的检测规定可以执行推荐标准《水泥基灌浆材料应用技术规范》（GB/T 50488-2008）。 1、原材料的进场检测每200t为一个取样单位，不足200t也按一批论。 （1）常温季节和常规的施工环境，检测参数为：流动度、竖向膨 胀率、抗压强度、钢筋锈蚀和泌水率； （2）冬季施工期间，在（1）基础上，增加规定负温（-5℃、-10℃）下的抗压强度比（R7、R-7+28和R-7+56）； （3）用于高温环境的，在（1）基础上，增加抗压强度比和热震性。 2、施工过程的检测 （1）试块留置灌浆施工时，每50t作为一个检验批，不足50t也按一批论。每一检验批均应留置抗压强度试件，其中 ①标准养护条件下的试件不少于3组，分别检验1d、3d和28d强度； ②同条件养护试件的数量根据实际需要确定； ③冬季施工尚应增加抗冻临界强度试件，抗冻临界强度为5.0MPa。 （2）试块规格
植物纤维墙体材料的发展现状以及前景展望
植物纤维墙体材料的发展现状以及前景展望- 绿色环保摘要：简要介绍了植物纤维墙体材料的发展状况,阐述了其对建材业节能环保的重要意义,并对植物纤维墙体材料的应用前景进行了展望。 关键词：植物纤维;墙体材料;节能环保 21世纪以来,保护环境以及合理、高效地开发与利用资源已成为世界瞩目的热点。在我国,随着工业化和城镇化的快速发展,作为典型资源依赖型工业的房屋建筑业在推动国民经济迅猛发展的同时,由于消耗大量的资源能源,迫使其继续发展受到制约。各类建筑在其建造和使用过程中直接消耗的能源占全社会总能耗的近30%[1]。而墙体材料又是建材业的重要组成部分,其产值接近建材工业总产值的1/3,耗能占建材工业总耗能的1/2左右,因此,加速发展节能利废的新型墙体材料,不仅是调整建材工业能源结构的重要措施,而且对改善建筑功能,节约土地具有十分重要的意义。此外,使用新型墙体材料,能提高建筑中的能效,降低能耗,是我国高速发展国民经济的根本需要和实现住宅产业现代化和加快城镇化建设的基本要求。 我国作为农业大国,随着农业连年丰收,秸秆产量也大幅度上升,产量大约为6.5亿t/年[2]。农作物废料秸秆等的处理已成为社会问题,除了少部分被当作饲料、肥料等开发利用外,大部分被付之一炬,不仅浪费资源,而且严重危害了自然生态环境。因此,废弃农作物的综合利用意义重大。植物纤维墙体材料的诞生恰好解决了废弃农作物的利用问题,同时又适应了国家建设节能型社会的需求,促进了可循环经济的发展,
加快了我国高效、低价、环保、实用的节能建筑产品的研发和应用。1植物纤维墙体材料的特点及来源 植物纤维墙体材料是以植物纤维为原材料的一种新型节能环保生态建筑材料。其特点主要表现在:①原材料可以再生、废弃且无害。②节能利废,改善环境。生产该类材料将尽可能减少矿产资源的过度利用,降低生产能耗,并可大量利用农业废弃物作原料,减少由于对其处理处置不当而引发的环境污染。③节约土地。既不毁地(田)取土作原料,又可增加建筑物的使用年限。④可实行清洁化生产。在生产过程中,减少废渣、废水、废气的排放,大幅度降低噪音,实现较高的自动化程度。⑤可再生利用。产品达到其使用寿命后,可再生利用而不污染环境。 植物纤维来源广泛,可分为棉纤维、麻纤维、棕纤维、木纤维、竹纤维、草纤维。而用于墙体材料的植物纤维主要来源于木材、竹材和谷壳、秸秆、棉杆、高粱杆、甘蔗渣、玉米芯、花生壳等农作物废弃物。目前,利用农业废弃物生产的主要墙体材料包括麦秸均质板(图1)、纸面草板、植物纤维水泥板、麦秸人造板和秸秆镁质水泥轻质板等。 2植物纤维墙体材料的发展状况 2.1国内植物纤维墙体材料的发展状况 与国外相比,我国对植物纤维墙体材料的研究起步较晚。20世纪80~90
超高韧性水泥基复合材料耐久性能研究
超高韧性水泥基复合材料耐久性能研究 摘要：超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)是一种新型建筑材料，它既具有优良的抗拉与抗压能力，同时又具有良好的耐久性能。本文通过两个关于超高韧性水泥基复合材料耐久性的实验，证明了该水泥在工程耐久性能方面具有独特的优势。 关键词：超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)；耐久性；抗裂缝能力；抗冻融能力 Abstract:Ultra high toughness cementitious composites is a new kind of construction material with excellent tensile and compression resistance and excellent durability. Based on two experiments of the durability of ultra high toughness cementitious composites, the unique advantage of this mateial in durability is proved. Key words: ultra high toughness cementitious composites; durability; anti-crack performance; anti-freeze performance 1 引言 为减少乃至消除混凝土早期收缩裂缝、减小荷载裂缝、提高材料的抗冻性，近年来纤维混凝土材料得到了广泛的应用[1]，如聚丙烯纤维混凝土、钢纤维混凝土等的使用都取得了良好的效果。但这些纤维混凝土在荷载作用下仍然无法有效控制裂缝宽度，在直接拉伸荷载作用下仍表现出应变软化特性，在展示高于普通混凝土韧性的同时通常以较宽的有害裂缝为代价，同时抗冻融循环的能力也不明显。这些都极大地限制了纤维混凝土材料的推广应用。 2006年，针对以上普通纤维混凝土材料在耐久性的问题，我国研发出了超高韧性水泥基复合材料(Ultra High Toughness Cement itious Composite，简称UHTCC)，该材料能有效控制裂缝宽度和提高混凝土的抗冻能力。 2 超高韧性水泥基复合材料的耐久性研究 2.1 超高韧性水泥基复合材料的抗裂缝能力 在钢筋混凝土结构中，氧气和水穿越裂缝到达钢筋表面是钢筋发生锈蚀的必要条件[2-4]，而侵蚀性物质则一般是随着水迁移到钢筋混凝土构件内部的。Tsukamoto的研究[5]表明，水向混凝土内部渗透的速率与裂缝宽度的三次幂成正比，并且当裂缝宽度小于一定临界值后便不会有水可以渗入到混凝土内部，并且纤维的掺入还可以进一步降低渗透速率，对应素混凝土的临界裂缝宽度为0.1 mm，掺 1.7%聚丙烯腈纤维的混凝土为0.14 mm，掺1%钢纤维的混凝土为0.155mm。 2003年Maalej和Li[6]研究利用具有约5.4%拉应变能力的UHTCC替换受拉
水泥混凝土路面设计参数(有用)
1、水泥混凝土路面的力学及工作特点 （1）水泥路面的力学特征 ①混凝土的强度及模量远大于基层和土基强度和模量； ②水泥混凝土本身的抗压强度远大于抗折强度； ③板块厚度相对于平面尺寸较小，板块在荷载作用下的挠度（竖向位移）很小； ④混凝土板在自然条件下，存在沿板厚方向的温度梯度，会产生翘曲现象，如受到约束，会在板内产生翘曲应力； ⑤荷载重复作用，温度梯度反复变化，混凝土板出现疲劳破坏。 （2）水泥混凝土路面的力学模式 ①弹性地基上的小挠度薄板模型； ②弹性地基：因为混凝土板下的基层与土基的应力应变很小，不超过材料的弹性区域； ③弹性板：因为板的模量高，应力承受能力强，一般受力不超过弹性比例极限应力，挠度与板厚相比很小。 ④水泥混凝土路面设计理论：弹性地基上的小挠度薄板理论。 （3）水泥混凝土路面的工作及设计特点 ①抗弯拉强度低于抗压强度，决定路面板厚度的强度设计指标是抗弯拉强度； ②车轮荷载作用主要的影响是疲劳效应； ③温度差造成板有内应力，出现翘曲变形及翘曲应力，也有疲劳特性； ④板的使用还受限于支承条件，不均匀支承及板底脱空对板内应力的分布影响极大。 2、水泥路面的主要破坏类型与设计标准 （1）水泥路面的主要破坏类型 ①断裂 ②唧泥 ③错台
④拱起 ⑤接缝挤碎 （2）水泥路面的荷载作用 重载作用 （3）水泥路面的设计标准 ①结构承载能力 控制板不出现断裂，要求荷载应力与温度应力的疲劳综合作用满足材料的设计抗拉强度，即： ； ②行驶舒适性 控制错台量，要求设置传力杆（基层及结构布置满足） ③稳定耐久性 控制唧泥与拱胀，要求基层水稳定性好，板与基层联结。 3、水泥路面结构设计的主要内容 （1）路面结构层组合设计； （2）混凝土路面板厚度设计；
水泥基灌浆料修补方案
中晨大厦工程混凝土缺陷 水泥基灌浆料处理方案 墙、柱、砼施工中存在的少量蜂窝、麻面、胀模等缺陷，经公司生产施工部、监理及甲方领导组织人员进行原因分析，特制定此处理施工方案： 一、施工准备 1、拟修补墙、柱的砼蜂窝、麻面、胀模等缺陷部位，大小标记清晰。 2、对施工过程中使用的架子、锤子、抹子、电动工具、灰桶等准备好。 3、施工员对操作施工人员进行施工技术、安全的交底。 4、施工员负责对施工人员进行技术指导和检查监督工作。 5、灌浆前24h，混凝土表面应充分湿润，灌浆前1h，清除积水。 二、劳动力准备：施工人员根据缺陷存在的数量，由施工员合理安排。 三、施工方法 1、首先对待修补部位的松散混凝土进行凿除，做到小锤细凿，避免损伤结构钢筋。 2、对凿除部位用毛刷刷干净，并用水冲洗，使其无松动石子及粉尘。 3、对于小面积的蜂窝、麻面，先在修补处涂刷一层界面剂加强其附着力，用1:2干硬水泥砂浆掺微膨胀剂，用手捏成小团按进孔内，然后用小锤锤实。 4、对于较大一点的蜂窝进行支模，要求模板支设牢固，并留设浇筑
口，模板与墙、柱、模板与模板间的接缝处用水泥浆、胶带等封缝，达到整体模板不漏水的程度。混凝土梁、板、柱的加固应符合《混凝土结构加固技术规范》的要求。 四、材料配制 1、采用机械搅拌方式，搅拌时间一般为1-2分钟， 2、每次搅拌量应视使用量多少而定，以保证30分钟内将料用完。 3、现场使用时，严禁在灌浆料中掺入任何外加剂、外掺料。 五、灌浆施工方法 1、灌浆时，应从一侧向另一侧进行灌浆，直至从另一侧溢出为止，以利于灌浆过程中的排气。不得从四侧同时进行灌浆。 2、灌浆开始后，必须连续进行，不能间断。并尽可能缩短灌浆时间。 3、在灌浆过程中严禁振捣。必要时可用灌浆助推器沿灌浆层底部推动灌浆料，严禁从灌浆层中、上部推动，以确保灌浆层的匀质性。 4、灌浆距离大于1.5m时，应使用高位灌浆漏斗法，利用重力差原理辅助灌浆。 六、养护 终凝前表面压光，喷洒养护剂，加盖湿草袋或洒水养护，保持湿润状态，至少3天。 七、清理：对修凿的砼等垃圾，及时清扫干净。 天泰建工潍坊分公司 中晨大厦项目部 2013-11-22
水泥基灌浆料专项施工方案
水泥基灌浆料专项施工方案 四季花城17#楼在2015年11月28日混凝土施工过程中，由于现场工人在施工时的疏忽误将粉煤灰倒入梁模板中且我司现场管理人员未及时发现并清理，导致第24层16轴a~f跨KL14梁以及a轴11~16跨KL55梁出现粉煤灰误入梁结构的情况，位置于梁底部，厚度约3cm。现场图片见下图。 经几方研究特制定此施工方案。 灌浆料自身具有自流性好，快硬、早强、高强、无收缩、防水、微膨胀；无毒、无害、不老化、对水质及周围环境无污染，自密性好、防锈等特点。在施工方面具有质量可靠，降低成本，缩短工期和使用方便等优点。 一、施工准备 1.对施工过程中使用的架子、锤子、抹子、电动工具、灰桶等准备好。 2.施工员对操作施工人员进行施工技术、安全的交底。
3.施工员负责对施工人员进行技术指导和检查监督工作。 4.灌浆前24h，混凝土表面应充分湿润，灌浆前1h，清除积水。 二、劳动力准备 施工人员根据缺陷存在的数量，由施工员合理安排。 三、施工方法 1.首先对待修补部位的松散混凝土进行凿除，做到小锤细凿，避免损伤结构钢 筋。 2.对凿除部位用毛刷刷干净，并用水冲洗，使其无松动石子及粉尘。 3.搭设底模以及侧模，在另一方向侧模上设置入料斜口。灌浆时采用人工在底 模敲击方式进行水泥基灌浆料的引导，保证灌浆料流入，灌浆料完成面高于梁损坏层，以便填补孔洞缝隙。模板与墙、柱、模板与模板间的接缝处用水泥浆、胶带等封缝，达到整体模板不漏水的程度。 剖面示意图 入料口示意图
四、原材料及材料配制 1.水泥基灌浆料需满足GB/T20448-2008规定的材料主要性能要求。 2.采用机械搅拌方式，拌合时先加入2/3的水拌合约3min，然后加入剩余水量 拌合至均匀。 3.每次搅拌量应视使用量多少而定，以保证30分钟内将料用完。 4.现场使用时，严禁在灌浆料中掺入任何外加剂、外掺料。 五、灌浆施工方法 1.灌浆时，应从高处向下灌浆，直至入料斜口溢出为止。 2.灌浆开始后，必须连续进行，不能间断。并尽可能缩短灌浆时间。 3.在灌浆过程中严禁振捣。必要时可用灌浆助推器沿灌浆层底部推动灌浆料， 严禁从灌浆层中、上部推动，以确保灌浆层的匀质性。 4.灌浆过程中如发现表面有泌水现象，可布撒少量CGM干料，吸干水份。 5.拌和地点宜靠近灌浆地点。 6.模板必须支设严密、稳固，以防松动、漏浆。 六、特点 ▲早强高强 浇后1-5天强度高达30Mpa以上，缩短工期。 ▲自流态 现场只需加水搅拌，直接灌入，施工免振，确保无振动、长距离的灌浆施工。▲微膨胀 浇注体长期使用无收缩，保证与砼紧密接触。 ▲抗油渗 在机油中浸泡30天后其强度提高10%以上，成型体、密实、抗渗、适应机座油污环保。 ▲防水性 此产品具有自身防水性能。 ▲耐久性 200万次疲劳试验，50次冻融环境试验强度无明显变化。 ▲耐侯性好 -40℃～600℃长期安全使用 ▲低碱耐蚀 严格控制原材料碱含量，适用于碱-集料反应有抑制要求的工程。 七、拆模 当强度达到设计要求时，方可拆模 八、养护及检查 终凝前表面压光，喷洒养护剂，洒水养护，保持湿润状态，至少10天。对修凿的砼等垃圾，及时清扫干净。修补一周后混凝土应从外观上做一次全面的验收与检查，检查是否方正、表面平整。并初步判定是否外光内实。
水泥夹芯复合板(轻质隔墙)施工方案设计
目录 1、编制依据 (2) 2、工程概况 (2) 3、施工前准备 (4) 4、施工部署 (5) 5、施工工艺及方法 (6) 6、现场文明施工措施 (12) 7、质量保证措施 (13) 8、施工安全措施 (13)
1、编制依据 序 号 类别名称编号 1 南区科技楼工程施工图纸/ 2 南区科技楼工程施工组织设计/ 3 本工程的设计变更、洽商、合同/ 4 主要 规范 规程 标准工程测量规范GB50026-2007 5 建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2001 6 混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002（2011版） 7 建筑施工高空作业安全技术规范JGJ80-91 8 建筑施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2005 9 内隔墙轻质条板（一）10J113-1 10 PRC复合隔墙板11BJZ87 11 地方 标准建筑工程资料管理规程DBJ11/T695-2009 12 建筑结构长城杯工程质量评审标准DBJ/T01-69-2003 13 建设工程监理规程DBJ01-41-2002 14 建设工程安全监理规程DB11/382-2006 15 建设工程施工现场安全资料管理规程DB11/383-2006 16 其它北京市建设工程施工现场文明安全施工 管理暂行规定 / 17 北京市建设工程安全生产管理标准化手 册 / 2、工程概况 2．1工程简介 本工程位于北京市海淀区学院路37号北京航空航天大学校内，
学院路和知春路相交的路口，东临学院国际大厦，西侧为坤讯大厦，北侧为北航校园。总建筑面积 224976m2，地上 166433 m2，地下58543m2。主体建筑：地下4层，地上分别为24层，建筑檐高约99.0m。本工程建筑基础均为筏形基础，基础埋深-19.250m，主体结构为框架剪力墙结构。 2.2设计概况 1 建筑 面积 总建筑面积224976㎡地下层面积58543㎡ 占地面积 2.24公顷标准层面积166433㎡ 2 层数地下4层地上24层 3 层高地下 地下4、3层 3.8m 地下2层 4.2m 地下1层 5.1m 地上 1-3层 5.4m 4-24层 3.9m 4 板厚75mm 90mm 2.3墙体部位介绍 聚苯颗粒水泥条板内隔墙具有重量轻、防火、保温、隔声性能好、施工方便等优点。 2.2.1、地上外墙局部为聚苯颗粒水泥夹芯复合条板隔墙，墙厚为100mm，外保温材料为玻璃棉复合板。 2.2.2、内墙: 1）在各层核心筒内，所有管井、竖井隔墙均采用聚苯颗粒水泥夹芯复合条板内隔墙，厚度为75mm（空气隔声≥35dB，耐火极限≥2小时），2）核心筒卫生间等部位采用 90mm此墙体（空气隔声≥40dB，耐火极
高性能水泥基复合材料的性能分析及应用研究概述
高性能水泥基复合材料的性能分析及应用研究概述 发表时间：2019-04-02T11:08:48.373Z 来源：《防护工程》2018年第35期作者：夏春强 [导读] 关系到整个建筑的施工和质量。本文主要针对水泥基复合材料的性能和应用进行分析。 胜利油田营海集团山东东营 257087 摘要:我国建筑业正处于快速发展时期，为提高建筑施工质量，保障建筑使用性能，各种新材料和新工艺不断引入到建筑行业，水泥是建筑施工中使用最多的材料之一，关系到整个建筑的施工和质量。本文主要针对水泥基复合材料的性能和应用进行分析。 关键词：水泥基复合材料；性能；应用 引言 21世纪以来，科学技术高速发展，社会时代飞速进步，伴随着环境恶化、资源紧缺和能源危机问题日益凸显。这些问题的出现对人类的可持续发展提出了新的挑战，同样也对我们材料科学提出了更高的要求。因此，高性能水泥基复合材料的出现和应用将会存在巨大潜力。 1水泥基复合材料的发展 混凝土作为一种力学性能优良的建筑材料，已广泛应用于在土木工程的各个领域。但其仍存在以下两方面的问题:1)由混凝土开裂引起的耐久性问题。结构中的混凝土往往处于裂缝状态。裂缝的形成会引起钢筋锈蚀，降低混凝土的承载能力。同时，外界的有害影响也会侵入结构部件内部，降低结构的耐久性能。2)极端荷载条件下的脆性破坏问题。已有的研究工作表明，在爆炸与冲击等高速动荷载作用下，混凝土材料往往呈现脆性破坏模式，导致结构破坏具有突然性，不利于人员避险。同时混凝土材料失效时会产生飞散的破片从而对结构内部的人员与设备造成伤害。混凝土材料在正常工作荷载下的开裂及在高速动荷载作用下的破碎与剥落的原因在于其本身断裂韧性和抗拉强度的不足。因此，有必要采用一定的方法改善和优化混凝土材料的力学性能，增加其断裂韧性，从而提高其抗拉强度。 近年来，国内展开了对水泥复合材料材料的研究，徐世烺团队的研究成果具有代表性，该团队定义了一种超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)，使用的纤维体积掺量不超过2．5%，并且硬化后具有应变-硬化的特性。UHTCC在直接拉伸荷载条件下可以观察到多条细小的裂纹，通过测量可发现达到峰值应力时，对应的裂缝宽度能稳定在100μm以内，对应极限拉应变达到3%以上。对纤维体积掺量为2%的PVA-水泥复合材料进行单轴抗压应力-应变曲线分析。结果显示，PVA-水泥复合材料的极限压缩应变(强度下降到峰值应力的20%时对应的应变)是混凝土的5～10倍，峰值应变是混凝土的4～7倍，由此可显示出PVA-水泥复合材料极强的压缩韧性;通过单轴抗拉伸试验，三点/四点弯曲试验和单轴压缩试验探究了UHTCC的力学性能，试验结果证实了UHTCC在不同破坏荷载作用下会通过产生多缝消散能量，具有明显的延性，不会发生脆性破坏，具有良好的整体性。此外，对低收缩率的水泥复合材料单轴抗拉伸、抗压缩性能、弹性模量及极限压缩应变等进行研究，试验结果表明该种水泥复合材料在拉伸时表现出明显的塑性变形，其极限应变、裂缝宽度都有明显的改善;采用快速冻结法将高韧性水泥复合材料与混凝土和砂浆的抗冻融性能进行对比，并且还深入探究了国产PVA纤维与进口PVA纤维对水泥复合材料抗冻融性能的影响，通过300次冻融循环试验，发现国产PVA-水泥复合材料的质量损失率要比进口PVA-水泥复合材料高1%左右。 2水泥基复合材料基本性能 纤维增强水泥基材料一般可划分为变形硬化和变形软化两类，其中变形硬化材料又可细分为应变硬化和应变软化。应变硬化材料具有裂缝形成后的材料强度会大于初裂强度，试件应变均匀且多缝开裂的典型特点。UHTCC材料在直接拉伸和弯曲荷载作用下均表现出应变硬化材料的受力和变形特点。 水泥基复合材料在单轴拉伸试验过程中表现出应变硬化的本构特性，极限抗拉强度可稳定达到6.0MPa，峰值拉应变接近3.6%；且该材料裂缝无害化分散能力突出，即便在峰值荷载作用下，裂缝宽度仍可以有效控制在100μm以内，有些甚至可以控制在50μm以内。 水泥基复合材料的压缩性能试验研究表明，在水泥基体材料中添加适当比例的纤维能改善材料的应力应变关系，使其具有的开裂后的荷载承受能力、压缩韧性和塑性变形性能明显优于混凝土。水泥基复合材料和混凝土的多轴压缩试验发现，与普通混凝土相比，在侧向压力存在的情况下，强度和延性改善幅度更明显。 水泥基复合梁构件承受横向荷载作用时表现出应变硬化和多缝开裂的特点，但与直接拉伸性能并不完全相同。试件受弯出现第一条裂缝后，裂缝宽度可以稳定在非常细窄的水平，此时材料的开裂强度与单向开裂强度几乎相等。随荷载增加，在梁截面弯矩作用较大的范围内先后出现与初始裂缝宽度相当的大量细微裂缝，载荷达到峰值后，某条微裂缝开始局部扩展导致试件失效破坏，破坏时刻材料的极限抗弯强度约为开裂强度的五倍。 3水泥基复合材料研究现状 3.1对矿物掺合料的研究 矿物掺合料，是为了改善混凝土工作性能，节约用水量，调节混凝土强度等级，而在混凝土拌合时掺入天然的或人工的能够改善混凝土力学性能和工作性能的粉状矿物质。活性掺合料是在掺入减水剂的情况下，能够增加新拌混凝土的工作性能，并能提高混凝土的力学性能和耐久性。在高强混凝土中掺入适量的硅灰，在一定程度上增强了混凝土的抗压强度和抗折强度。硅灰能够显著改善混凝土的工作性和耐久性，过量的硅灰的自收缩性大，会降低混凝土的抗压强度。超细石灰石粉具有微集料效应，微显核效应等，能够促进C3S的水化，显著提高混凝土抗压强度。超细高含硅质矿粉增强了集料与胶结料界面的粘结力。通过研究指出，掺10%粉煤灰或矿渣粉不会影响低水胶比浆体的水化进程，粉煤灰对水化进程的延缓效果要优于同等掺量的矿渣粉。双掺超细磨粉煤灰和硅灰能够显著提高混凝土的早期强度。以上研究表明，不同的矿物掺合料单掺、双掺和三掺作用机理不一样，对抗压强度的影响也就会产生不同。矿物掺合料的掺入可以替代部分水泥，降低成本，最根本的是可以降低水化热，优化孔洞结构，增强各相间的粘结，从而提高强度。矿物掺合料在降低水泥水化热的同时，也对水泥水化起到一定促进作用。 3.2对纤维掺量的研究 通过纤维技术与混凝土技术结合，可研制出能够改善混凝土力学性能，提高土建工程质量的高性能混凝土。不同纤维对于混凝土的作用不同，影响程度也不同。例如，钢纤维对于机场、大坝、高速公路等工程可起到抗渗、防裂、抗冲击和抗折性能，合成纤维可以起到预
5植物资源学-第七章纤维植物资源(简)
第六章纤维植物资源 ?一、纤维植物资源的概念 ?纤维植物资源: 是指植物体内含有大量纤维组织的一群植物。 ?二、植物纤维 ? 1 定义：植物纤维是植物各器官中普遍存在的一种机械组织，它是一种二端尖细、端尖、壁厚、腔小的细长死细胞。 ? 2 组成：由纤维素、半纤维素、果胶、木质素、蛋白质、脂肪、蜡质和水分等组成。 ?决定纤维性能的主要成分是纤维素。木质素越高，纤维的韧性、弹性、伸长度都较差，反之则较好。 3 植物纤维的类别（按存在部分可分为）：?（1）、韧皮纤维：主要指双子叶植物茎干韧皮部的纤维，这种纤维通常采用剥皮法获得。 ?（2）、木材纤维：主要指裸子植物和双子叶植物树干中的木质纤维，用加工木材的方法获得。 ?（3）、叶纤维及茎秆纤维：主要指存在于单子叶植物叶和茎中的纤维。 ?（4）、根纤维：指存在丰于根部的韧皮纤维。 ?（5）、果壳纤维：指存在于果壳中的纤维。 ?（6）、种子纤维：指存在于种子表面的纤维。 ?（7）、绒毛纤维：指存在于植物体表面的纤维，通常以绒毛方式出现。
?4 对植物的用处： ?使植物体具有韧性和强度 ? 5 植物纤维的采收处理和一般提取方法 ?植物种类和纤维用途不同，采收处理和提取方法也不同。 ?（1）干剥：是指不经其他处理而进行直接剥皮的方法。 ?（2）湿剥： ?主要采用浸水脱胶的方法 ?①工艺流程：原料→选料捆扎→浸料→剥皮→洗晒→成品 ?②操作要点 ?③适用范围：一般麻类，如苎麻、大麻、亚麻、黄麻、茼麻等。 ?原料含胶质较多难以用浸水脱胶法时可采用石灰水煮脱胶方法： ?工艺流程：选料捆扎→浸料→熬煮→捶打→洗晒→产品 ?三、我国的植物纤维资源概况 ?可用利用的纤维植物1000多种，已广泛的有100多种。 ?植物纤维的利用：造纸、纺织、编织、化工应用。 ?造纸术也是我国的四大发明之一。纸张的发明和应用，对人类文明的进步起到了很大的推动作用。纸张不仅是书写的理想材料，也是印刷的理想材料，因此，纸张的发明为印刷术的发明提供了良好的条件。 ? 古今中外，公认为东汉初期的宦官蔡伦是造纸术的发明人。蔡伦造纸使用的原材料是树皮、麻头、旧布、渔网等价格低廉的物料，这样造出的纸成本低，很快就得到了推广应用。公元105年，蔡伦所造的纸已经能满足书写的要求，对于蔡伦来说，造纸的目的就是用来取代木牍、竹简、缣帛等书写、记录文字的材料，由于纸质轻，价格低等优点，得到了广泛的应用。
纤维增强水泥基复合材料
纤维增强型水泥基复合材料 一、纤维增强型水泥基复合材料的概述 纤维增强型水泥基复合材料是以水泥与水发生水化、硬化后形成的硬化水泥浆体作为基体，以不连续的短纤维或连续的长纤维作增强材料组合而成的一种复合材料。 普通混凝土是脆性材料，在受荷载之前内部已有大量微观裂缝，在不断增加的外力作用下，这些微裂缝会逐渐扩展，并最终形成宏观裂缝，导致材料破坏。 加入适量的纤维之后，纤维对微裂缝的扩展起阻止和抑制作用，因而使复合材料的抗拉与抗折强度以及断裂能较未增强的水泥基体有明显的提高。 二、纤维增强型水泥基复合材料的力学性能 在纤维增强水泥基复合材料中，纤维的主要作用在于阻止微裂缝的扩展，具体表现在提高复合材料的抗拉、抗裂、抗渗及抗冲击、抗冻性等。 ? 2.1 抗拉强度 ?在水泥基复合材料受力过程中纤维与基体共同受力变形，纤维的牵连作用使基体裂而不断并能进一步承受载荷，可使水泥基材料的抗拉强度得到充分保证；当所用纤维的力学性能、几何尺寸与掺量等合适时，可使复合材料的抗拉强度有明显的提高。 ? ? 2.2 抗裂性
在水泥基复合材料新拌的初期，增强纤维就能构成一种网状承托体系，产生有效的二级加强效果，从而有效的减少材料的内分层和毛细腔的产生； 在硬化过程中，当基体内出现第一条隐微裂缝并进一步发展时，如果纤维的拉出抵抗力大于出现第一条裂缝时的荷载，则纤维能承受更大的荷载，纤维的存在就阻止了隐微裂缝发展成宏观裂缝的可能。 ? 2.3 抗渗性 纤维作为增强材料，可以有效控制水泥基复合材料的早期干缩微裂以及离析裂纹的产生及发展，减少材料的收缩裂缝尤其是连通裂缝的产生。另外，纤维起了承托骨料的作用，降低了材料表面的析水现象与集料的离析，有效地降低了材料中的孔隙率，避免了连通毛细孔的形成，提高了水泥基复合材料的抗渗性。 2.4 抗冲击及抗变形性能 在纤维增强水泥基复合材料受拉（弯）时，即使基体中已出现大量的分散裂缝，由于增强纤维的存在，基体仍可承受一定的外荷并具有假延性，从而使材料的韧性与抗冲击性得以明显提高。 2.5 抗冻性 纤维可以缓解温度变化而引起的水泥基复合材料内部应力的作用，从而防止水泥固化过程中微裂纹的形成和扩散，提高材料的抗冻性；同时，水泥基复合材料抗渗能力的提高也有利于其抗冻能力的提高。 ?纤维的纤维掺量对混凝土强度的影响很大 ?合成纤维可有效地控制由混凝土内应力产生的裂缝，使混凝土早期收缩裂缝减少50～90%，显著提高混凝土的抗渗性和耐久性，使混凝 土内钢筋锈蚀时间推迟2.5倍。除抗裂外，合成纤维还能提高混凝土的粘 聚性和抗碎裂性。 ?以聚丙烯合成纤维为例 ?掺入聚丙烯合成纤维后，混凝土的性能将发生变化，当纤维含量适当时，混凝土抗压强度、抗弯强度等均有不同程度的提高。纤维掺量对混凝土强 度的影响见下表。 三、几种主要增强型水泥基复合材料的应用现状
发泡水复合板施工技术
一、工程概况 中国北车北京轨道交通装备产业园项目（一期）建设地点位于北京市房山区窦店高端现代制造产业基地03街区及以北地块，总用地面积574317.90m2, 建设用地面积386154.53 m2,建设用地外面积188163.37 m2，建筑物总面积265970 m2，含地下建筑面积（7488 m2）。厂区内单位工程包括调试联合厂房、组装加工联合厂房、零部件加工厂房、涂装加工联合厂房、钢结构厂房、机车厂房、备料厂房及相关配套设施集体宿舍、员工中心、技术中心等。 本工程厂房为单层钢排架结构，屋架为梯形钢屋架结构形式;辅房为二层钢筋混凝土框架结构。厂房部分屋面采用发泡水泥复合板，传统的彩钢板屋面容易出现不抗风，易结露、施工速度稍慢等问题，而发泡水泥板能够克服以上不足。施工现场通过梁上增加垫块调整屋面板的高度，每块发泡水泥复合屋面板和屋面钢架不少于3点的焊接连接。 二、发泡水泥复合板特点 2.1材质特点 1)轻质:容重小于600kg/m3，整板自重只有传统混凝土材料的 约30%。 2)高强:采用轻钢骨架及高强度无机无机轻质芯材的组合结构， 虽然是轻质板，却保持了传统钢筋混凝土重型板承载力大、 安全度高的特点。既可满足均布荷载要求，又具有较强的集 中承载能力，是替代传统混凝土屋面板、楼板的理想材料。 3)耐久:选材和构造作法的精心设计组合，使得产品设计使用年
限可达50年： 4)保温隔热:板材具有优良的保温性能，材料导热系数低，整板 传热系数最低可达0.3w/m2k ，满足高寒地区的建筑保温节能要求；板材具有优异的隔热性能，板外侧升温至900℃时，板内侧温度仅为50℃，是高温地区理想的建筑隔热材料。 5)防水:发泡水泥复合板出厂时自带专用的无机复合抗渗涂层， 配合屋面整体防水作法形成了可靠的复合防水体系，解决了一般轻质板材易渗漏的问题。 6)节能环保:发泡水泥复合板主要材料均为天然无机材质，不释 放有毒有害物质，且板材透气性好，居住健康舒适；发泡水泥复合板生产中可利用部分工业废料，属于资源综合利用产品。 7)使用方便:发泡水泥复合板安装速度快，施工环节少，大大缩 短了建筑工期；发泡水泥复合板外形、规格可按客户要求订制，可以满足开洞、吊挂物件等使用要求；发泡水泥复合板为采光天窗、风机设备、避雷系统及二次装修等配套施工提供了方便合理的解决方案。 8)维护简单:发泡水泥复合板正常使用中无需特别维护，使用成 本低；局部损坏可以现场直接修复，如有更换必要时，亦可单板更换，不影响整体结构 2.2工法特点 屋面板质量轻，采用小型起重机械即可安装就位。
高性能纤维增强水泥基复合材料的研究
第24卷 第6期2002年6月 武 汉 理 工 大 学 学 报 JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY V ol.24 No.6 Jun.2002 文章编号:1671-4431(2002)06-0015-04 高性能纤维增强水泥基复合材料的研究 王悦辉 谢永贤 林宗寿 涂成厚 (武汉理工大学) 摘 要: 介绍了在高性能蒸养水泥中掺入钢纤维制备出高性能水泥基复合材料的研究结果。研究了水灰比(W/C)、砂灰比(S/C)、钢纤维掺量对水泥基复合材料性能的影响;并用XRD 、SEM 分析其微观结构和形貌。试验结果表明:将钢纤维掺入到高性能蒸养水泥中并采用适当的工艺,可制备出抗压强度达133M Pa ,抗折强度达24.5M Pa 的高性能水泥基复合材料。 关键词: 高性能蒸养水泥; 钢纤维; 复合材料中图分类号: T U 5 文献标识码: A 收稿日期:2001-11-20.作者简介:王悦辉(1974-),女,硕士;武汉,武汉理工大学材料学院(430070). 高性能混凝土是当今混凝土材料的发展趋势,降低混凝土结构物能源、资源的消耗,减少污染以获得可持续发展的环境,也正成为混凝土界关注的热点。虽然高性能混凝土的抗压强度比普通混凝土成倍提高,但抗折强度却提高很少,表现为脆性显著增大。为了改善混凝土的脆性,通常在混凝土中掺入钢纤维,制成钢纤维混凝土,改善混凝土的脆性。钢纤维混凝土具有抗拉、抗折强度高,弯曲韧性、抗冲击耐疲劳、阻裂限缩能力优异等特点,在工程中得到广泛的应用,取得了良好的技术经济效果。 钢纤维混凝土是以混凝土为基体,非连续的短纤维作为增强材料所构成的水泥基复合材料,钢纤维在混凝土中各向随机分布,跨越混凝土中存在的微细裂隙,并对裂隙产生约束作用,阻止裂隙扩展,从而达到增强的作用。其增强效果主要取决于钢纤维的尺寸,基体的粘结强度及掺量。前两者可由选用的钢纤维原材料来确定,钢纤维的掺量太小增强效果不明显,太大则不易搅拌分散。钢纤维虽然能大大提高混凝土的抗拉强度和韧性,但对混凝土的抗压强度影响较小。而由本试验制得的高性能水泥基材料,在水泥中掺入超细矿渣,具有良好的火山灰效应和微粒充填效应,能改善混凝土的密实性,提高抗压强度和抗渗性。在实验中应用以下基本原理配制超高性能混凝土: (1)去除混凝土中原有的粗骨料,从而消除粗骨料和水泥浆体之间的薄弱界面,增加了整个基体的均质性;(2)以多元粉体细颗粒优化级配,提高整个基体的堆积密度;(3)通过掺加微细的钢纤维,增强韧性;(4)优化搅拌、成型和养护制度;(5)采用外掺硬石膏的蒸养水泥,进一步提高制品强度。 1 试验研究 1.1 试验原材料 (1)水泥 试验用水泥采用作者已研究开发的高性能蒸养水泥[1]。其最佳配比如表1所示。(2)细集料 标准砂,粒径0.25～0.65mm 。(3)减水剂 采用UNF5高效减水剂,掺量为1.0%。(4)钢纤维 选用东洲钢纤维发展公司生产的冷板型钢纤维,见表2。试验用配比见表3、表4、表5、表6。1.2 试件制备 钢纤维在水泥砂浆中的分散、搅拌工艺:采用先干后湿的搅拌工艺,水和高效减水剂混合均匀,按配比将水泥、砂、钢纤维加入到水泥胶砂搅拌机内干搅2min;加入水和高效减水剂湿拌10min,达到钢纤维在水泥砂浆中均匀分散的目的。这种方法可避免钢纤维尚未分散即被水泥砂浆包裹成钢纤球现象。
超高韧性纤维增强水泥基复合材料基本力学性能
2009年9月 水 利 学 报 SH UI LI X UE BAO 第40卷 第9期 收稿日期:2008212212 基金项目:国家自然科学基金重点项目(50438010);南水北调工程建设重大关键技术研究及应用(J G ZX JJ2006213) 作者简介:徐世 (1953-),男,湖北人,博士,教授,主要从事混凝土断裂力学基本理论与工程应用、新型材料与结构、超高韧性水泥 基复合材料和非金属纤维编织网增强混凝土结构研究。E 2mail :slxu @https://www.360docs.net/doc/266876220.html, 文章编号:055929350(2009)0921055209 超高韧性纤维增强水泥基复合材料基本力学性能 徐世 ,蔡向荣 (大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室结构分室,辽宁大连 116024) 摘要:研制了采用高强高弹模聚乙烯醇纤维作为增强材,以精制水泥砂浆为基体的超高韧性水泥基复合材料。本文通过单轴拉伸试验、四点弯曲试验、单轴抗压试验、三点弯曲断裂试验研究了这种新型材料的抗拉、抗弯、抗压和抗裂性能。试验结果表明,该材料在拉伸和弯曲荷载作用下具有假应变硬化和多缝开裂特性,以及高延性、高韧性和高能量吸收能力。极限荷载时的最大裂缝宽度在50μm 左右。拉伸和弯曲试验测得的极限拉伸应变在3%以上,平均裂缝间距1mm 左右。其抗压强度类似于混凝土,抗压弹性模量较低,但受压变形能力比普通混凝土大很多。通过三点弯曲断裂试验证明,该材料的峰值荷载及其对应变形都较基体有明显的提高。缺口拉伸试件和缺口梁试件均证明,该材料可以将单一裂缝细化成多条细裂缝,同时该材料具有对小缺口不敏感的特性。4种试验的结果证明该材料在各种破坏荷载作用下均能保持良好的整体性,不发生碎裂破坏。 关键词:超高韧性水泥基复合材料;假应变硬化;多缝开裂;高延性;高韧性;高能量吸收能力中图分类号:T U5281572 文献标识码:A 1 研究背景 水利工程是我国的一项基础产业工程,目前我国正在大规模、高速度地进行水利开发,2008年第四 季度国家新增200亿元中央水利建设投资加快水利基础设施建设。水利工程建设耗资巨大,如果水利工程结构耐久性不足,将增加建筑物使用过程中的修理与加固费用,影响或限制结构的正常使用功能并缩短结构的使用年限,影响效益和安全,不仅造成经济损失,而且严重浪费资源,引发社会问题。因此有必要全方位、多渠道地提高水工混凝土的质量和耐久性,延长工程使用寿命,确保国家可持续发展战略在水利建设开发过程中的有效实施。 裂缝是影响水工混凝土质量和耐久性的首要因素,如何有效地控制水工混凝土裂缝的产生和扩展是目前解决水工混凝土结构耐久性问题的关键之一。从材料的角度来讲,控制裂缝的方法主要是减少水泥用量、使用外加剂和添加纤维。其中纤维的添加可以更为有效地控制混凝土裂缝的形成和扩展,提高混凝土的延性和韧性,能较好的解决由于荷载作用或其他变形作用引起的混凝土开裂,成为提高水工混凝土结构耐久性的有效方法之一。 目前各种纤维混凝土的研究和应用已经取得了丰硕的成果,尤其是高性能纤维混凝土的研究和应用在较大程度上解决了混凝土的开裂问题[1-4] 。但是普通的高性能纤维混凝土通常采用较大的钢纤维体积掺量,不仅成本增加,重量大,施工困难,而且其裂缝控制宽度一般在几百个微米,尤其当应变超过 115%时基本上不能再控制裂缝宽度[5] 。根据国内外设计规范及有关试验资料,混凝土最大裂缝宽度的控制标准大致为:无侵蚀介质无防渗要求时013～014mm ;轻微侵蚀、无防渗要求时012～013mm ;严重侵蚀、有防渗要求时011～012mm 。为了能更好的控制混凝土在各种荷载和变形下的裂缝宽度,提高混凝 — 5501—