纤维混凝土复合材料

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ECC混凝土(纤维水泥基复合材料)介绍

ECC混凝土(纤维水泥基复合材料)介绍

ECC混凝⼟(纤维⽔泥基复合材料)介绍什么是ECC?⼯程⽤⽔泥基增强复合材料(Engineered Cementitious Composite),简称为ECC,它是纤维增强⽔泥基复合材料,具有⾼延展性和严格的裂缝宽度控制。

为何选择ECC?传统的混凝⼟⼏乎是不可弯曲的,具有⾼度脆性和刚性,应变能⼒仅0.1%,ECC的应变⼒超过3%,因此更像是韧性⾦属,⽽不像脆性玻璃。

ECC的组成可弯曲混凝⼟由传统混凝⼟的所有成分减去粗⾻料组成,并掺⼊聚⼄烯醇纤维。

它含有⽔泥,沙⼦,⽔,纤维和外加剂。

聚⼄烯醇纤维覆盖着涂层,可防⽌纤维破裂,因此ECC⽐普通混凝⼟变形性能更强。

⼯作机制每当载荷增加超过其极限值时,PVA纤维与混凝⼟在⽔化过程中形成的强分⼦键可防⽌其开裂。

ECC的不同组分共同抵御载荷。

ECC混凝⼟的优点具有像⾦属⼀样弯曲的能⼒,⽐传统混凝⼟更坚固,更耐⽤,持续时间更长;它具有⾃我修复的特性,可以通过使⽤⼆氧化碳和⾬⽔来⾃我治愈;约⽐普通混凝⼟轻20-40%。

ECC混凝⼟的缺点与传统混凝⼟相⽐,施⼯成本较⾼。

它需要熟练的劳动⼒来建造它。

它需要⼀些特殊类型的材料,在某些地区很难找到。

其质量取决于所⽤材料及其制造条件。

其抗压强度⼩于传统混凝⼟。

ECC的应⽤范围:抗震建筑:采⽤柔性混凝⼟制成的结构可承受更⼤的拉应⼒,不会因地震引起的振动⽽破坏。

在⽇本⼤阪,60层楼⾼的北滨⼤楼,就在建筑核⼼⽤了⼯程胶结复合材料,⽤于抗震。

桥⾯伸缩缝:桥⾯的伸缩缝经常堵塞。

ECC随着温度波动移动⽽实际扩展和收缩。

它消除了热胀冷缩相关的许多常见问桥⾯伸缩缝:题,例如连接处堵塞和裂缝,这导致⽔和除冰盐渗⼊联结处并腐蚀钢筋。

混凝⼟帆布:混凝⼟帆布也可以⽤柔性混凝⼟制成。

混凝⼟帆布⽐普通帆布更坚固耐⽤。

它可以⽤在军事领域。

混凝土梁中纤维增强复合材料的应用研究

混凝土梁中纤维增强复合材料的应用研究

混凝土梁中纤维增强复合材料的应用研究混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的材料。

然而,随着建筑结构的不断变化和要求的提高,传统的混凝土材料已经无法满足设计师和建筑师的需求。

为了解决这个问题,纤维增强复合材料(FRC)被引入到建筑领域中,以增强混凝土的性能。

本文将探讨FRC在混凝土梁中的应用研究。

一、FRC的定义和特点FRC是一种由混凝土和纤维组成的复合材料。

纤维的加入可以显著提高混凝土的强度、韧性和抗裂性能。

FRC的特点如下:1.高强度:纤维的加入可以增加混凝土的强度和刚度。

2.高韧性:纤维的加入可以提高混凝土的韧性和延展性,从而提高其抗震和抗裂性能。

3.耐久性:纤维可以防止混凝土表面的龟裂和破碎,从而提高其耐久性。

4.施工性好:FRC可以像普通混凝土一样施工,不需要特殊的设备和技术。

二、FRC在混凝土梁中的应用在混凝土梁中,FRC的主要应用包括以下几个方面:1.增加梁的强度和刚度:纤维的加入可以增加混凝土梁的强度和刚度,从而提高其承载能力。

据研究,纤维混凝土梁的弯曲强度和刚度可以比普通混凝土梁提高30%以上。

2.提高梁的韧性和延展性:纤维的加入可以提高混凝土梁的韧性和延展性,从而使其在受到外力时更加柔韧,减少龟裂和破碎的情况。

3.防止梁的开裂:纤维的加入可以有效地防止混凝土梁的开裂,从而提高其耐久性。

据研究,纤维混凝土梁的裂缝宽度可以比普通混凝土梁减少50%以上。

4.提高梁的抗震性能:纤维的加入可以提高混凝土梁的抗震性能,从而使其在地震等自然灾害中更加安全可靠。

5.减少梁的自重:纤维的加入可以减少混凝土梁的自重,从而减少建筑物的负荷,提高其承载能力。

三、FRC在混凝土梁中的研究现状目前,国内外已经有许多学者对FRC在混凝土梁中的应用进行了深入研究。

这些研究主要集中在以下几个方面:1.纤维类型的选择:不同类型的纤维对混凝土梁的性能有着不同的影响,因此学者们对纤维类型的选择进行了深入研究。

研究结果表明,钢纤维、玻璃纤维和聚丙烯纤维是常用的纤维类型,它们可以显著提高混凝土梁的性能。

混凝土结构中纤维增强复合材料的应用技术研究

混凝土结构中纤维增强复合材料的应用技术研究

混凝土结构中纤维增强复合材料的应用技术研究一、引言混凝土是建筑中普遍使用的材料,因其具有良好的压缩性能和耐久性而得到广泛应用。

但是,混凝土的受拉性能较差,易于开裂,降低了其使用寿命和安全性。

为了改善混凝土的受拉性能,纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)被引入到混凝土结构中。

近年来,纤维增强混凝土(Fiber Reinforced Concrete,FRC)已经成为一种重要的新型复合材料,其具有高强度、高韧性、耐久性好等优点。

本文将详细介绍混凝土结构中纤维增强复合材料的应用技术研究。

二、FRC的分类FRC是一种由纤维和混凝土组成的复合材料。

根据纤维种类的不同,FRC可以分为以下几类:1. 钢纤维混凝土:钢纤维混凝土是将钢纤维掺入混凝土中,以提高混凝土的韧性和抗裂性能。

钢纤维可以是钢丝、钢棒、钢纱等形式,其直径一般为0.2~1.0mm,长度为25~60mm。

2. 碳纤维混凝土:碳纤维混凝土是将碳纤维掺入混凝土中,以提高混凝土的强度和刚度。

碳纤维具有高强度、高模量、低密度等优点,但其价格较高。

3. 玻璃纤维混凝土:玻璃纤维混凝土是将玻璃纤维掺入混凝土中,以提高混凝土的韧性和抗裂性能。

玻璃纤维具有良好的耐碱性和耐腐蚀性,但其强度较低。

4. 天然纤维混凝土:天然纤维混凝土是将天然纤维掺入混凝土中,以提高混凝土的韧性和抗裂性能。

常用的天然纤维有木材纤维、竹子纤维、麻类纤维等。

三、FRC的性能FRC的性能主要取决于所使用的纤维种类、纤维含量、纤维长度和混凝土配合比等因素。

下面介绍FRC的一些基本性能:1. 强度:FRC的强度主要取决于所使用的纤维种类和纤维含量。

一般来说,钢纤维混凝土的强度较高,碳纤维混凝土次之,玻璃纤维混凝土最低。

2. 韧性:FRC的韧性主要取决于纤维的长度和含量。

纤维长度越长,韧性越好。

纤维含量越高,韧性越好。

3. 耐久性:FRC的耐久性主要取决于纤维的耐久性和混凝土配合比。

纤维改性混凝土

纤维改性混凝土

纤维改性混凝土混凝土是现代建筑中广泛使用的一种重要材料,但它也存在一些固有缺陷,如抗拉强度低、脆性大等。

为了改善这些性能,纤维改性混凝土应运而生。

纤维改性混凝土是在普通混凝土中掺入适量的纤维材料而形成的一种新型复合材料。

这些纤维可以是钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维等,它们的加入能够显著提高混凝土的性能,使其在工程应用中具有更广阔的前景。

首先,纤维的加入能够有效地提高混凝土的抗拉强度。

在混凝土受到拉伸作用时,纤维能够承担一部分拉力,从而延缓裂缝的产生和扩展。

这对于一些需要承受较大拉力的结构,如桥梁、隧道等,具有重要意义。

其次,纤维可以增强混凝土的抗裂性能。

混凝土在硬化过程中以及在使用过程中,由于温度变化、收缩等原因容易产生裂缝。

纤维的存在能够限制裂缝的宽度和长度,使混凝土更加密实,提高其抗渗性和耐久性。

再者,纤维改性混凝土的韧性也得到了明显改善。

普通混凝土在受到冲击或突然加载时容易发生脆性破坏,而纤维的掺入能够吸收能量,使混凝土具有更好的变形能力和耗能能力,从而提高其抗震性能。

在实际应用中,不同类型的纤维具有不同的特点和适用范围。

钢纤维具有较高的强度和刚度,能够显著提高混凝土的抗拉、抗弯和抗剪强度。

它适用于对抗拉强度要求较高的结构,如重载路面、工业厂房地面等。

然而,钢纤维的成本相对较高,且在搅拌过程中容易结团,影响混凝土的工作性能。

玻璃纤维具有良好的耐腐蚀性和电绝缘性,但其强度相对较低。

它常用于对耐腐蚀要求较高的环境,如化工厂、污水处理厂等。

聚丙烯纤维价格低廉,具有良好的化学稳定性和抗老化性能。

它主要用于控制混凝土的早期收缩裂缝,提高混凝土的抗渗性。

纤维改性混凝土的制备过程需要严格控制。

在搅拌过程中,要确保纤维均匀分散在混凝土中,避免出现纤维结团的现象。

同时,纤维的掺量也需要根据具体的工程要求和混凝土的性能进行合理设计。

如果纤维掺量过少,可能无法达到预期的改性效果;如果掺量过多,则会影响混凝土的工作性能和成本。

纤维复合材料在混凝土中的应用

纤维复合材料在混凝土中的应用

纤维复合材料在混凝土中的应用哎呀,今天咱们聊聊一个听起来有点高大上的话题——纤维复合材料在混凝土中的应用。

听名字就觉得有点拗口,但其实它和我们生活息息相关,真是一件挺有趣的事儿。

想象一下,咱们走在大街上,随处可见的建筑,都是靠这些材料撑起来的。

有时候你就会想,这些看似简单的混凝土,背后到底藏着多少秘密呢?纤维复合材料这个词,听上去像是从科幻片里跑出来的。

实际上,它就是把纤维和树脂结合在一起,形成一种新型的材料。

就像是给混凝土穿上了“防弹衣”,让它更加结实耐用。

你想啊,普通的混凝土如果遇上恶劣天气,或者大车压上去,可能就会开裂、掉落。

但加了纤维的混凝土就不一样了,抗拉、抗压能力都大大提升,简直就像给混凝土加了个“护身符”。

你肯定会想,这东西真的那么神奇吗?那可不止呢。

想象一下,很多建筑在建的时候都需要考虑到地震、风力等因素,这就好比打游戏时,要时刻关注敌人的攻击。

加了纤维的混凝土,就能帮助建筑更好地抵御这些“攻击”。

听起来是不是有点像超级英雄的感觉?对呀,建筑们也有自己的超级装备。

再说了,纤维复合材料可不是只为大楼服务,它在桥梁、隧道甚至是一些小型的构筑物中都能找到身影。

比如说,桥梁在交通高峰期承受着无数车辆的重量,平时看着安安静静的,但实际上就像个背负重担的老父亲。

而有了这些复合材料,桥梁的承载能力就能提升,保证了行车安全。

真是一个小小的改变,却能带来巨大的效果,简直就是小蝴蝶翅膀一扇,世界变了样。

说到应用,大家可能觉得这些材料价格是不是挺贵的。

确实,刚开始投入时可能有点小贵,但从长远看,它们的耐用性和减少维修成本,可是让人省下不少银子。

换句话说,虽然开始的时候有点小贵,但后期的省心和安全,真的是物超所值。

再说了,生活中不是常常有一句话吗,省小钱,花大心,看来这话在这里也适用呀。

还有一个好处,就是环保。

对的,你没听错!在这个提倡可持续发展的时代,纤维复合材料的使用,可以减少对自然资源的浪费。

这些材料可以用再生的资源制作,不仅能保护环境,还能降低二氧化碳的排放。

纤维混凝土复合材料的研究现状及发展前景

纤维混凝土复合材料的研究现状及发展前景

河南建材2021年第3期纤维混凝土复合材料的研究现状及发展前景姜赶超1陈玉21武汉市规划设计有限公司(430000)2重庆长厦安基建筑设计有限公司武汉分公司(430000)摘要:纤维混凝土是一种新型的复合材料,是当代混凝土改性研究的一个重要成果。

在混凝土中掺入细的、短切乱向均匀分布的纤维,可以明显起到防裂、增强和增韧效果。

由于纤维混凝土具有一系列优越的性能,因而受到国内外学者的极大关注,并广泛应用于工程领域。

文章简述了各类纤维混凝土的应用领域、增强机理、研究现状和发展前景。

关键词:纤维混凝土;钢纤维;碳纤维;玻璃纤维;合成纤维试研究1纤维混凝土的研究现状工程建设标准化协会于1992年批准颁布了由大连理工大学等单位编制的《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》(CECS38:92),对推广应用钢纤维混凝土起到了重要作用。

武汉东洲钢纤维发展有限责任公司、武汉理工大学及湖北省恩施州交通局等单位共同研究开发了一种上、下层布式钢纤维混凝土路面,在降低钢纤维混凝土路面造价和简化施工工艺方面取得了图2是纯贝壳粉及改性贝壳粉样品的XRD图。

由图可知,贝壳粉在15。

耀60。

特征峰明显,主要成分为方解型CaCO3在29.7。

、39.9。

、48.3。

和57.5。

等位置分别对应方解型碳酸钙的(104)、(113)、(018)、(112冤晶面,同时还有部分为Ca(OH)2在27.5。

、33.8。

等位置分别对应氢氧化钙(001)、(011)晶面。

产生部分氢氧化钙可能是样品暴露在空气中与空气中的水蒸气反应的结果。

经过硅烷偶联剂以及钛酸酯偶联剂表面改性过的贝壳粉,其成分及晶型几乎没有发生改变,说明这两种偶联剂仅对贝壳粉的表面产生作用。

图3改性前后的SEM重要突破,属国内首创。

武汉理工大学的李卓球等于1998年首次提出了碳纤维混凝土的Seebeck效应,并于2001年系统地研究了碳纤维混凝土和素混凝土的力电机敏性,开展了基于力电效应的机敏混凝土结构应用研究[1]o2纤维混凝土的种类及其主要应用领域2.1钢纤维混凝土2.1.1简介钢纤维混凝土(STEEL FIBER REINFORCED图3为改性后贝壳粉的扫描电镜,贝壳粉边角变得圆润并且均匀分散,团聚现象明显减少。

聚丙烯纤维混凝土是复合材料吗

聚丙烯纤维混凝土是复合材料吗

聚丙烯纤维混凝土是复合材料吗
聚丙烯纤维混凝土是一种新型混凝土材料,由水泥、骨料、聚丙烯纤维和掺合料等组成,具有优异的抗裂性能和耐久性,被广泛应用于现代建筑工程中。

那么,聚丙烯纤维混凝土到底是不是一种复合材料呢?
首先,我们来看一下复合材料的定义。

复合材料是指由两种或两种以上的材料组成的材料,通过物理或化学方式结合在一起,具有优异的综合性能。

聚丙烯纤维混凝土正是由水泥和聚丙烯纤维这两种不同类型的材料组合而成,因此符合复合材料的定义。

其次,聚丙烯纤维混凝土的制作过程中,聚丙烯纤维在混凝土中的作用也是不可或缺的。

聚丙烯纤维作为一种增强材料,可以有效地抵抗混凝土的开裂和抗拉强度的提高,从而提高混凝土的整体性能。

这种材料间的协同作用和相互补充,使得聚丙烯纤维混凝土具有更加优异的性能表现,这也符合复合材料的特点。

最后,从应用的角度来看,聚丙烯纤维混凝土在工程中被广泛应用于桥梁、隧道、地铁等项目中,其抗裂性能和耐久性能被认可。

这种应用实践也证明了聚丙烯纤维混凝土作为一种复合材料的优越性能和可行性。

综上所述,聚丙烯纤维混凝土作为一种由水泥和聚丙烯纤维组成的材料,在结构上符合复合材料的定义,制作过程中具有材料间的协同作用,同时在实际工程应用中表现出良好的综合性能,因此可以被归类为一种复合材料。

纤维水泥复合材料

纤维水泥复合材料

纤维水泥复合材料
纤维水泥复合材料是一种由水泥、纤维和其他添加剂混合而成的新型建筑材料。

它具有优良的耐久性、抗拉强度和耐磨性,因此在建筑领域得到了广泛的应用。

本文将从材料特性、制备工艺和应用领域等方面对纤维水泥复合材料进行介绍。

首先,纤维水泥复合材料具有高强度和耐久性。

它采用纤维增强技术,使得材
料具有较高的抗拉强度和抗压强度,能够有效地抵抗外部力的作用,延长材料的使用寿命。

同时,纤维水泥复合材料还具有优异的耐磨性,能够在恶劣环境下长期使用而不受损坏。

其次,纤维水泥复合材料的制备工艺相对简单。

它采用水泥、纤维和添加剂等
原材料进行混合,通过挤压、模压或喷射等工艺形成成型,然后经过充分固化和养护,最终形成坚固耐用的建筑材料。

制备工艺简单可控,适用于工厂化生产,能够满足不同规格和形状的需求。

此外,纤维水泥复合材料在建筑领域有着广泛的应用。

它可以用于墙体、地面、屋顶等建筑构件的制作,也可以用于室内装饰、家具制作等领域。

由于其优良的性能和多样的形状,纤维水泥复合材料被广泛应用于高层建筑、地铁隧道、桥梁等工程中,为建筑行业的发展提供了重要支持。

总的来说,纤维水泥复合材料具有优良的性能和广泛的应用前景,是建筑领域
中一种非常有潜力的新型材料。

随着科技的不断进步和工艺的不断完善,相信纤维水泥复合材料将在未来得到更广泛的应用,并为建筑行业带来更多的发展机遇。

纤维增强复合材料加固混凝土结构基本力学性能和长期受力性能研究共3篇

纤维增强复合材料加固混凝土结构基本力学性能和长期受力性能研究共3篇

纤维增强复合材料加固混凝土结构基本力学性能和长期受力性能研究共3篇纤维增强复合材料加固混凝土结构基本力学性能和长期受力性能研究1传统的混凝土结构在使用过程中会出现裂缝、变形等问题,降低了结构的承载能力和使用寿命。

为了加强和修复这些受损的混凝土结构,通常采用纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)加固技术。

纤维增强复合材料是一种由纤维与基体材料复合而成的材料,具有轻质、高强、耐腐蚀、耐疲劳等优点,在工程结构的加固中得到了广泛的应用。

FRP加固技术将FRP片、FRP筋等材料加在混凝土结构受力位置,使得受损的混凝土结构得到了加固和修复,提高了结构的抗震性能和使用寿命。

然而,在进行FRP加固时,需要考虑的问题很多,如FRP加固材料的选择、加固方式的选择、加固数量、加固长度、加固局部施加程度等问题。

因此,在进行FRP加固之前,需要进行充分的基础试验和计算分析,为实际施工提供科学依据。

FRP加固混凝土结构的基本力学性能可以通过多种试验进行研究,如拉伸试验、弯曲试验、剪切试验、压缩试验等。

拉伸试验是最基本的一种试验方法,能够测定FRP加固材料的抗拉强度、弹性模量、玻璃化温度、断裂伸长率等基本性能。

弯曲试验能够模拟混凝土结构在受外力作用下的变形情况,测定FRP加固后结构的抗弯承载力、变形性能等。

剪切试验主要用于测定FRP加固结构在受剪切作用下的抗剪强度、剪切模量等性能。

压缩试验用于研究FRP加固结构在受压作用下的抗压试验、变形性能等。

通过这些试验,可以评估FRP加固材料的力学性能,为混凝土结构的加固提供科学的依据。

FRP加固混凝土结构的长期受力性能也是需要研究的重要问题。

长期受力下,FRP加固结构的性能有可能发生变化,如水解、脱粘等问题,影响加固效果。

因此,在进行FRP加固混凝土结构时,需要进行长期的试验研究,以确定FRP加固的可靠性和耐久性。

长期受力下的FRP加固混凝土结构的性能研究可以采取多种试验方法。

混凝土复合材料的设计与应用实例

混凝土复合材料的设计与应用实例

混凝土复合材料的设计与应用实例一、混凝土复合材料的概述混凝土复合材料是由混凝土和纤维复合材料(如钢纤维、玻璃纤维、碳纤维等)组成的一种新型材料。

它具有高强度、高韧性、高抗裂性、耐久性好、抗震性能强等特点,能够有效地满足工程结构的需求。

近年来,混凝土复合材料在桥梁、隧道、地铁、码头、机场、高层建筑等领域得到了广泛的应用。

二、混凝土复合材料的设计(一)材料的选择混凝土复合材料的性能取决于混凝土和纤维复合材料的性能。

在选择材料时,应考虑以下因素:1.纤维复合材料的类型:不同类型的纤维复合材料具有不同的性能,应根据工程的具体情况选择合适的纤维复合材料。

2.纤维复合材料的含量:含量过低会影响混凝土的性能,含量过高则会影响混凝土的工作性能。

3.混凝土的配合比:应根据工程的具体情况选择合适的混凝土配合比,以确保混凝土复合材料的性能。

(二)设计原则在混凝土复合材料的设计过程中,应遵循以下原则:1.强度设计原则:确保混凝土复合材料的强度满足设计要求。

2.韧性设计原则:确保混凝土复合材料在受力过程中具有良好的韧性,能够有效地吸收能量。

3.耐久性设计原则:确保混凝土复合材料在长期使用过程中具有良好的耐久性。

4.施工和维护性设计原则:确保混凝土复合材料的施工和维护工作能够顺利进行。

三、混凝土复合材料的应用实例以某高层建筑为例,该建筑采用混凝土复合材料进行结构设计,具体应用如下:(一)设计方案1.采用碳纤维复合材料作为增强材料,混凝土采用高强度C80混凝土。

2.设计采用双向网格布加固,网格布间距为100mm,网格布厚度为1.2mm。

3.设计采用预应力技术,预应力张拉力为2000kN。

(二)施工方案1.混凝土浇筑前,应预先安装好网格布,并进行拉伸固定。

2.采用自卸式混凝土搅拌车进行混凝土的搅拌和运输。

3.混凝土浇筑时,应采用振捣器进行振捣,以确保混凝土的密实性。

(三)效果评估1.经过实际应用,该建筑的结构牢固,抗震性能良好。

基于纤维复合材料的混凝土结构加固技术探索

基于纤维复合材料的混凝土结构加固技术探索

基于纤维复合材料的混凝土结构加固技术探索混凝土结构在长期使用、自然灾害或者结构老化等因素的作用下,可能会出现裂缝、弯曲、强度下降等问题,导致结构安全性和使用寿命的下降。

为了解决这些问题,基于纤维复合材料的混凝土结构加固技术应运而生。

本文将从加固材料的选择、加固设计原则、施工方法和实际应用等方面探索该技术的发展和应用前景。

首先,基于纤维复合材料的加固技术,在选择加固材料时,通常采用碳纤维布、玻璃纤维布和增塑剂等材料。

碳纤维布具有高强度、刚度和耐腐蚀性能,适用于加固混凝土结构的强度提升。

玻璃纤维布具有较高的抗碱性和柔性,适用于裂缝加固。

增塑剂可增强混凝土的延性和粘结强度,提供更好的加固效果。

通过合理选择加固材料,可以满足不同加固需求。

其次,在加固设计原则方面,需根据混凝土结构的具体情况和加固目的进行设计。

一般来说,加固设计原则包括选定合适的加固材料、确定加固布局和计算加固强度等。

加固材料应根据混凝土结构的损坏程度和要求的加固效果来选择。

加固布局需根据结构的受力情况和损坏位置进行合理布置,以获得最佳的加固效果。

加固强度的计算需根据结构的强度需求和加固材料的特性进行合理计算,确保加固效果符合设计要求。

然后,在施工方法方面,基于纤维复合材料的加固技术通常包括表面加固和内部加固两种方法。

表面加固是将纤维复合材料与混凝土表面粘结,通过提供增强的抗张强度来加固结构。

内部加固则是将纤维复合材料嵌入混凝土内部,以提供加固效果。

施工过程中,需注意加固材料与混凝土表面的粘结性能,采取合适的预处理措施以提高粘结强度。

此外,施工过程中还应注意纤维复合材料的质量和尺寸的一致性,确保加固效果的稳定性。

最后,基于纤维复合材料的混凝土结构加固技术已经在实际应用中取得了广泛的应用和良好的效果。

例如,在桥梁、楼房、地下工程和水利工程等领域中,该技术被广泛用于加固受损混凝土结构、提升结构承载能力和延长结构使用寿命。

该加固技术具有成本低、施工便捷、加固效果持久等优势,成为一种可靠有效的加固方式。

混凝土结构中纤维增强复合材料的应用技术规程

混凝土结构中纤维增强复合材料的应用技术规程

混凝土结构中纤维增强复合材料的应用技术规程一、前言纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)是一种具有高强度、高刚度、低密度、耐腐蚀、耐久性好等优点的新材料。

它已经成功地应用于航空航天、轨道交通、能源、民用建筑等领域,并取得了显著的经济效益和社会效益。

本文旨在探讨FRP在混凝土结构中的应用,提供一份全面的技术规程。

二、FRP材料的特点1. 高强度:FRP材料的强度比传统的钢材高出很多,可以满足很多结构的强度要求。

2. 轻质:FRP材料密度小,比重约为1/4-1/5的钢材,可以减轻结构的自重。

3. 耐腐蚀:FRP材料不会因为受到环境的影响而发生腐蚀,可以在恶劣的环境条件下使用。

4. 高耐久性:FRP材料具有优异的耐久性,可以使用很长时间而不会发生疲劳。

5. 施工方便:FRP材料可以现场加工制作,方便施工。

三、FRP在混凝土结构中的应用1. 增强混凝土结构:FRP可以增强混凝土结构的强度、刚度和耐久性,提高结构的承载能力和抗震能力。

2. 修复混凝土结构:FRP可以修复混凝土结构的损伤和裂缝,提高结构的使用寿命和安全性。

3. 新建混凝土结构:FRP可以用于新建混凝土结构中的加固和增强。

四、FRP在混凝土结构中的具体应用技术规程1. FRP增强混凝土结构(1)设计阶段:a. 确定结构的强度等级和受力状态,确定FRP增强的位置和方式。

b. 根据结构的几何形状和受力特点,选择适合的FRP材料和型号。

c. 根据FRP材料的特性,确定FRP增强的厚度和层数。

d. 制定FRP增强的施工方案,确定施工的工艺和方法。

(2)FRP材料的加工和制作:a. 在现场对FRP材料进行加工和制作,制成符合设计要求的FRP板。

b. 对FRP板进行质量检验,确保质量符合要求。

(3)FRP增强的施工:a. 在混凝土结构表面涂刷底漆,使其表面粗糙,增加与FRP板的附着力。

b. 在混凝土结构表面涂刷粘结剂,将FRP板粘贴在混凝土结构表面。

纤维混凝土

纤维混凝土

纤维混凝土是一种新型的复合材料,是当代混凝土改性研究的一个重要领域,近年来,以钢纤维、合成纤维、碳纤维及玻璃纤维为代表的纤维,在混凝土中应用得到了迅速的发展,纤维混凝土是继钢筋混凝土、预应力混凝土之后的又一次重大突破。

由于纤维和混凝土的共同作用,使混凝土具有一系列优越的性能,因而受到国内外工程界的极大关注和青睐,并广泛应用于各工程领域。

但是,它却存在抗拉强度低、脆性大和易开裂的缺点。

纤维混凝土作为一种新型的复合增强材料在不断发展,形成了以下几种极具优势的新型高性能纤维混凝土材料。

一、分类:纤维增强混凝土(FRC,Fiber Reinforced Concrete)简称纤维混凝土,它是以水泥浆、砂浆或混凝土为基体,以金属纤维、无机非金属纤维、合成纤维或天然有机纤维为增强材料组成的复合材料。

通常,纤维是短切、乱向、均匀分布于混凝土基体中。

但是有时采用连续的纤维(如单丝、网、布、束等)分布于基体中,称为连续纤维增强混凝土.为了获得需要的纤维混凝土特性和较低成本,有时将两种或两种以上纤维复合使用,称为混杂(或混合)纤维混凝土。

混合纤维混凝土是指用两种或两种以上不同尺寸或不同品种的纤维,适量掺入混凝土组分材料中,按一定程序经混合搅拌而成整体的混凝土。

混合纤维混凝土可分为两种:同一种类(相同品种、质量)但不同尺寸的混合纤维混凝土和不同种类的混合纤维混凝土,如在混凝土中掺入不同尺寸的钢纤维,构成混合钢纤维混凝土。

不同种类纤维混凝土又可分为尺寸相同的纤维、尺寸不同的纤维、作用不同的纤维构成的混合纤维混凝土,如其尺寸相近和尺寸不同的钢纤维和合成纤维构成的混合纤维混凝土。

组合纤维混凝土是指用两种或两种以上作用和功能不同的纤维,其中有的纤维掺入主要是为了增强和增韧,有的纤维主要是为了阻裂。

纤维有的与混凝土各组分材料混合搅拌,有的纤维并不与混凝土各组分材料混合搅拌,而是将纤维分布于不同结构层次,将不同功能的纤维组合应用,并与混凝土拌合料结合,构成整体的纤维混凝土,称为组合纤维混凝土。

纤维增强混凝土的原理

纤维增强混凝土的原理

纤维增强混凝土的原理一、引言纤维增强混凝土(Fiber Reinforced Concrete,简称FRC)是一种应用广泛的混凝土材料,它是通过在混凝土中加入一定比例的纤维来增强混凝土的力学性能和耐久性能。

FRC的力学性能和耐久性能在很大程度上取决于所使用的纤维的类型、长度、含量以及混凝土的配合比等因素。

本文将详细介绍纤维增强混凝土的原理。

二、纤维增强混凝土的定义和特点纤维增强混凝土是一种由混凝土和纤维组成的复合材料。

它具有以下特点:1.有很高的抗裂性能:纤维能够有效地抵抗混凝土的开裂和断裂,从而提高混凝土的抗裂性能。

2.有很高的韧性:纤维的加入可以使混凝土具有很高的韧性,从而提高混凝土的抗震性能。

3.有很高的耐久性能:纤维可以有效地改善混凝土的耐久性能,从而延长混凝土的使用寿命。

三、纤维增强混凝土的分类根据纤维的类型和形状,纤维增强混凝土可以分为以下几类:1.钢纤维增强混凝土:钢纤维是一种常用的纤维,它可以有效地提高混凝土的抗拉强度和韧性。

2.玻璃纤维增强混凝土:玻璃纤维具有很高的强度和刚度,可以有效地提高混凝土的抗拉强度和耐久性能。

3.聚丙烯纤维增强混凝土:聚丙烯纤维具有很高的韧性和耐久性,可以有效地提高混凝土的抗裂性能和耐久性能。

4.碳纤维增强混凝土:碳纤维具有很高的强度和刚度,可以有效地提高混凝土的抗拉强度和韧性。

四、纤维增强混凝土的原理纤维增强混凝土的原理可以分为以下几个方面:1.纤维的作用纤维的加入可以有效地提高混凝土的抗裂性能、韧性和耐久性能。

纤维能够有效地抵抗混凝土的开裂和断裂,从而提高混凝土的抗裂性能。

纤维的加入可以使混凝土具有很高的韧性,从而提高混凝土的抗震性能。

纤维可以有效地改善混凝土的耐久性能,从而延长混凝土的使用寿命。

2.纤维的分布纤维的分布对纤维增强混凝土的力学性能和耐久性能有很大的影响。

纤维的分布应该均匀,不能聚集在某些局部区域。

纤维的分布对混凝土的开裂和断裂有很大的影响。

混凝土科学技术-纤维混凝土

混凝土科学技术-纤维混凝土
250 2.0×105
550 ~1250 550 ~1750 3500 ~5600
420 (1.5~2.8)×105
R冲(kg/cm)
4.8
13.8
除表中所示的性能外,由于所掺钢
纤维性能明显不同,以及不同掺量的影 响, SFRC的抗拉强度也有不用程度的提 高。钢纤维掺量为1%时,抗拉强度可提 高19%~79%,掺量为2%时,抗拉强度 可提高32% ~92%。
在标准养护室养护28 d, 温度( 20±3) ℃, 相对湿度 95%, 以纤维掺量和类型不同共设计12 组, 见表2。
表3 普通混凝土配合比
3.3.3 实验结果
纤维不同掺量对混凝土抗折、抗压强度影 响见图1、2。
图6 纤维混凝土7、28 d 抗压强度
图7 纤维混凝土7、28 d 抗折强度
表4 纤维不同掺量对混凝土抗折、抗压强度影响
耐碱玻璃 2.7~2.8 纤维
直径/㎜ 抗拉强度/MPa 4~15 1500~80
弹性模 量/GPa
63~80
极限延伸 率
2~8
纤维品种 耐碱玻璃纤维
表7 抗腐蚀性能
100℃和Ga(OH)2溶液浸泡4 80℃ 浸泡24h

(成分Ga(OH)2,NaOH
66.2~88.1
54.3~84.3
玻璃纤维有着轻质、高强度、高弹性模量、和易性好,
3.2 纤维对基体的增强作用
增强作用主要为抗拉强度的提高,相应地以 主拉应力为控制破坏的,如抗折强度,抗剪强度 等也随之提高。
均匀而任意分布的纤维对混凝土抗拉强度的 增强机理,目前存在2种解释模型:
(1)复合材料机理; (2) 纤维间距机理。
合成纤维混凝土的早期抗裂机理

混凝土中纤维增强复合材料的加固技术研究

混凝土中纤维增强复合材料的加固技术研究

混凝土中纤维增强复合材料的加固技术研究一、引言混凝土作为一种广泛应用于建筑、桥梁、道路等工程领域的材料,具有良好的耐久性和承载力。

然而,随着时间的推移和外部环境的影响,混凝土结构可能会出现裂缝、变形、疲劳等问题,从而影响其使用寿命和安全性。

为了解决这些问题,人们不断探索新的加固技术,其中纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)被广泛应用于混凝土结构的加固中。

二、纤维增强复合材料的概述纤维增强复合材料是一种由纤维和基体组成的复合材料。

其中,纤维是复合材料中的主要增强成分,可以是碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等,具有高强度、高模量、轻质等优点;基体则是纤维的粘合剂,可以是环氧树脂、聚酰亚胺等。

FRP材料具有优异的力学性能和化学稳定性,可以应用于各种工程领域。

三、混凝土中纤维增强复合材料的加固方法1.外贴法外贴法是指在混凝土表面粘贴一层FRP材料,通过FRP材料对混凝土的约束作用,提高混凝土的受力性能。

这种方法适用于混凝土受力较均匀的情况下,可以提高混凝土的抗弯、抗剪和抗拉强度。

外贴法的施工简单、成本低,但存在着对基底粘结强度不足的问题,需要对基底进行预处理。

2.内贴法内贴法是指在混凝土内部埋设一根或多根FRP材料,通过FRP材料对混凝土内部的裂缝进行约束,提高混凝土的整体受力性能。

这种方法适用于混凝土内部存在多个裂缝或者受力不均匀的情况下,可以提高混凝土的整体受力性能。

内贴法的施工相对复杂、成本较高,但可以提高混凝土的耐久性和抗震性能。

3.加筋法加筋法是指在混凝土内部埋设FRP材料,同时在混凝土表面增加一层加筋钢板或FRP板,通过FRP材料和加筋钢板或FRP板的共同作用,提高混凝土的整体受力性能。

这种方法适用于混凝土受力不均匀的情况下,可以提高混凝土的整体受力性能。

加筋法的施工相对复杂、成本较高,但可以提高混凝土的耐久性和抗震性能。

四、纤维增强复合材料的选择及施工注意事项1.纤维增强复合材料的选择选择合适的FRP材料是保证加固效果的关键。

纤维混凝土

纤维混凝土
(4)捣实。不同的捣实方法,对纤维的取向有很大的影响。
作用
制造纤维混凝土主要使用具有一定长径比(即纤维的长度与直径的比值)的短纤维。但有时也使用长纤维 (如玻璃纤维无捻粗纱、聚丙烯纤化薄膜)或纤维制品(如玻璃纤维格布、玻璃纤维毡)。其抗拉极限强度可提 高30~50%。
纤维在纤维混凝土中的主要作用,在于限制在外力作用下水泥基料中裂缝的扩展。在受荷(拉、弯)初期, 当配料合适并掺有适宜的高效减水剂时,水泥基料与纤维共同承受外力,而前者是外力的主要承受者;当基料发 生开裂后,横跨裂缝的纤维成为外力的主要承受者。
钢纤维混凝土一般使用425号、525号普通硅酸盐水泥,高强钢纤维混凝土可使用625号硅酸盐水泥或明矾石 水泥。使用的粗骨料最大粒径以不超过15mm为宜。为改善拌和物和易性,必须使用减水剂或高效减水剂。混凝土 的砂率一般不应低于50%,水泥用量比普通未掺纤维的应高10%左右。
(2)掺量。为保证纤维能均匀分布于混凝土,长径比不应大于100,一般为30~80。对每种规格的纤维都有一 最大掺量的限值,一般为0.5%~2%(体积率)。
材料介绍
纤维混凝土(fiber reinforced concrete)是纤维和水泥基料(水泥石、砂浆或混凝土)组成的复合材料 的统称。水泥石、砂浆与混凝土的主要缺点是:抗拉强度低、极限延伸率小、性脆,加入抗拉强度高、极限延伸 率大、抗碱性好的纤维,可以克服这些缺点。
纤维混凝土(2张)所用纤维按其材料性质可分为:①金属纤维。如钢纤维(钢纤维混凝土)、不锈钢纤维 (适用于耐热混凝土)。②无机纤维。主要有天然矿物纤维(温石棉、青石棉、铁石棉等)和人造矿物纤维(抗 碱玻璃纤维及抗碱矿棉等碳纤维)。③有机纤维。主要有合成纤维(聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、尼龙、芳族聚 酰亚胺等)和植物纤维(西沙尔麻、龙舌兰等),合成纤维混凝土不宜使用于高于60℃的热环境中。

纤维复合材料在土木建筑工程中的应用

纤维复合材料在土木建筑工程中的应用

纤维复合材料在土木建筑工程中的应用摘要:近几年来,随着科技的不断进步和发展,纤维复合材料逐渐在建筑工程领域得到推广和应用。

在土木建筑工程中,对建筑材料的要求不断提高。

在实际工作中,除了满足施工的基本要求之外,还要对建筑工程的整体质量进行控制。

将纤维复合材料应用到土木建筑工程中,可提高土木建筑工程的质量,增强建筑工程的性能。

本文主要对纤维复合材料在土木建筑工程中的应用进行探究分析。

关键词:纤维复合材料;建筑工程;应用前言现阶段,在土木建筑工程中,对建筑材料的要求不断提高。

在实际工作中,除了满足施工的基本要求之外,还要对建筑工程的整体质量进行控制。

将纤维复合材料应用到土木建筑工程中,可提高土木建筑工程的质量,增强建筑工程的性能。

1概述纤维复合材料是指以合成纤维和无机非金属材料为增强材料的复合材料,又称为碳纤维复合材料。

这种材料具有较好的力学性能,由于其强度高、质量轻、耐腐蚀、抗老化、耐高温等特点,已经被广泛应用于土木建筑工程中,尤其在土木工程结构的加固补强中有很好的应用。

纤维复合材料属于一种新兴复合材料,相对于传统的混凝土材料,它具有诸多优点,如强度高、耐腐蚀等。

2纤维复合材料在土木建筑工程中应用的现状从纤维复合材料的应用角度分析,现阶段,我国的建筑材料和技术不断发展,人们对建筑工程的要求也越来越高。

随着土木建筑工程的不断发展,在土木建筑工程中应用纤维复合材料也面临着新的挑战。

现阶段,我国的土木建筑工程中,采用传统材料进行施工设计时存在着一些问题。

纤维复合材料虽然具有较强的性能,但价格较高。

在实际工作中,施工人员要根据实际情况选择合适的材料。

同时,纤维复合材料也存在一些问题,如制作工艺相对复杂、耐久性差等。

为了提高纤维复合材料在土木建筑工程中应用的效果,相关工作人员需要采取相应的措施3纤维复合材料在土木建筑工程中的应用3.1结构抗裂在结构受力后容易产生裂缝,其主要原因是混凝土结构内部存在着大量的微裂缝。

纤维改性混凝土

纤维改性混凝土

纤维改性混凝土在建筑领域,混凝土一直是不可或缺的重要材料。

然而,随着建筑工程对材料性能要求的不断提高,传统混凝土的某些局限性逐渐显现出来。

为了改善混凝土的性能,纤维改性混凝土应运而生。

纤维改性混凝土,顾名思义,就是在普通混凝土中掺入纤维材料而得到的一种新型复合材料。

这些纤维可以是钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维等。

它们的加入,为混凝土带来了一系列显著的性能提升。

首先,纤维的掺入能够显著提高混凝土的抗拉强度。

混凝土本身是一种抗压性能较好,但抗拉性能较弱的材料。

在承受拉力时,容易出现裂缝和破坏。

而纤维的存在能够有效地约束混凝土内部微裂缝的扩展,分担一部分拉力,从而大大提高了混凝土的抗拉能力。

这使得纤维改性混凝土在一些需要承受拉力的结构中,如桥梁的受拉部位、地下室的侧墙等,表现出更优异的性能,减少了裂缝的产生,提高了结构的耐久性。

其次,纤维改性混凝土的抗冲击性能也得到了明显改善。

在实际应用中,混凝土结构可能会受到各种冲击作用,如车辆的撞击、重物的掉落等。

纤维的加入能够增加混凝土的韧性和能量吸收能力,使其在受到冲击时不容易破碎和剥落。

这对于保障人员和设备的安全具有重要意义,例如在工厂车间、停车场等场所的地面应用中,纤维改性混凝土能够更好地承受频繁的冲击和磨损。

此外,纤维改性混凝土还具有更好的抗裂性能。

混凝土在硬化过程中以及在使用过程中,由于温度变化、收缩等原因,容易产生裂缝。

纤维可以桥接这些裂缝,阻止裂缝的进一步扩展,从而提高了混凝土的抗裂性能。

这对于一些对防水要求较高的工程,如水池、地下室等,能够有效地减少渗漏问题的发生。

在纤维改性混凝土的制备过程中,纤维的种类、长度、直径、掺量等因素都会对其性能产生影响。

例如,钢纤维的强度较高,但成本也相对较高;聚丙烯纤维的价格相对较低,但增强效果可能不如钢纤维显著。

因此,在实际应用中,需要根据具体的工程要求和经济条件,选择合适的纤维种类和掺量。

同时,纤维在混凝土中的分散均匀性也是影响其性能的一个关键因素。

混凝土中纤维增强复合材料的加工工艺研究

混凝土中纤维增强复合材料的加工工艺研究

混凝土中纤维增强复合材料的加工工艺研究一、引言混凝土作为一种广泛应用于建筑、桥梁、道路等领域的材料,受到了越来越多的关注。

然而,普通混凝土的强度、韧性等性能往往难以满足实际工程的要求,因此需要进行增强改性。

纤维增强复合材料是一种常用的增强材料,其通过在混凝土中加入纤维,可以提高混凝土的强度、韧性、抗裂性等性能。

因此,混凝土中纤维增强复合材料的加工工艺研究具有重要的意义。

二、纤维增强复合材料的种类及特点1. 碳纤维增强复合材料碳纤维增强复合材料是一种高性能的增强材料,其具有轻质、高强、高模量、耐腐蚀等特点。

在混凝土中加入碳纤维可以提高混凝土的抗拉强度、抗裂性、抗冲击性等性能。

2. 玻璃纤维增强复合材料玻璃纤维增强复合材料是一种常用的增强材料,其具有价格低廉、易加工、耐腐蚀等特点。

在混凝土中加入玻璃纤维可以提高混凝土的抗拉强度、抗裂性、耐久性等性能。

3. 金属纤维增强复合材料金属纤维增强复合材料是一种高强度、高刚度、高韧性、高温耐久性的增强材料。

在混凝土中加入金属纤维可以提高混凝土的抗拉强度、抗裂性、抗冲击性等性能。

三、混凝土中纤维增强复合材料的加工工艺1. 纤维的选择和预处理纤维的选择是影响混凝土性能的重要因素。

在选择纤维时需要考虑其材料、形状、长度等因素。

同时,为了提高纤维与混凝土的结合力,需要对纤维进行预处理,如表面处理、涂覆等。

2. 混凝土的配合比设计混凝土的配合比设计是影响混凝土性能的另一个重要因素。

在设计配合比时需要考虑纤维的类型、数量、长度等因素,并进行合理的配比。

同时,需要对混凝土进行适当的掺合料调整,以提高混凝土的性能。

3. 混凝土的制备混凝土的制备需要注意以下几点:(1)混凝土的搅拌时间应控制在适当的范围内,以保证混凝土的均匀性和稳定性。

(2)在搅拌混凝土时需要注意纤维的分散均匀,避免纤维的聚集和堆积。

(3)混凝土的震实时间应控制在适当的范围内,以提高混凝土的密实度和耐久性。

4. 混凝土的养护混凝土的养护是影响混凝土性能的重要因素。

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纤维复合材料理论与应用综述
一论述纤维复合材料中,结构复合材料和功能复合材料的应用与发展趋势。

混凝土是一种多相复合材料,由于各组成材料性质的差异和施工养护的影响,混凝土内部不可避免地存在大量的微裂缝,这些裂缝的存在,影响了混凝土的性能,特别是降低了混凝土抗拉强度,这也是混凝土呈脆性破坏的主要原因。

通过加人掺合料和化学外加剂实现混凝土的密实性和强度的提高,是制备高性能混凝土的主要途径。

但是,混凝土的抗拉强度与抗压强度之比仅为6%,仍存在拉压比低、韧性差与收缩大等缺点。

随着抗压强度的提高,混凝土脆性表现得愈明显,而纤维具有抑制混凝土收缩、提高混凝土抗拉强度、增加混凝土韧性的作用,能够解决高强高性能混凝土中出现的拉压比低、韧性差和收缩大的问题,也能适应现有施工水平和设备条件口。

因此,纤维混凝土是当今混凝土技术发展的重要趋势。

1钢纤维混凝土
在普通混凝土中掺入适量钢纤维配制而成的混凝土,称为钢纤维混凝土或钢纤维增强混凝土。

与普通混凝土相比,其抗拉强度、抗弯强度、耐磨、耐冲击、耐疲劳、韧性、抗裂和抗爆等性能都得到很大提高。

早期混凝土工程中采用的钢纤维主要品种有:用细钢丝切断生产的圆直型钢纤维,用熔抽法生产的钢纤维,用薄钢板剪切生产的平直型或扭曲型钢纤维。

随着混凝土应用技术的发展,人们对钢纤维性能的认识不断深入。

根据试验研究和工程应用实际情况,钢丝切断圆直型纤维与基体的粘结性能差,碳钢熔抽型纤维在高温冷却过程中表面往往会形成氧化皮,从而严重降低了纤维与基体的粘结性能。

因而这几种类型的钢纤维在工程中被逐渐淘汰。

相应的高强钢丝切断端钩型纤维、钢锭铣削端钩型纤维、剪切异型纤维、低合金钢熔抽型纤维,因其增强了与混凝土基体的粘结力,对混凝土的阻裂、增强、增韧的效果显著,在工程中逐渐得以广泛应用。

2碳纤维混凝土
碳纤维混凝土是将碳纤维均勾地分散在水泥基体中,用以增加混凝土的物理力学性能的一种复合材料。

碳纤维混凝土的主要特征具有普通增强型混凝土所不具备的优良机械性能、防水渗透性能、耐自然温差性能,在强碱环境下具有稳定的化学性能、持久的机械强度和尺寸的稳定性。

用碳纤维取代钢筋,可消除钢筋混凝土的盐水降解和劣化作用,使建筑构件重量减轻,安装施工方便,缩短建筑工期。

碳纤维还具有震动阻尼特性,可吸收震动波,使防震能力和抗弯强度提高十几倍。

碳纤维混凝土具有很高的抗拉性、抗弯性、抗断裂性、抗蚀性等特点。

由于碳纤维的较小的膨胀系数,碳纤维混凝土的耐热性较好,温度变形也较小。

碳纤维混凝土中碳纤维主要作用是:阻止混凝土内部微裂缝的扩展并阻止宏观裂缝的发生及发展。

因此对于其抗拉强度和主要由主拉应力控的抗剪、抗弯、
抗扭强度等均有明显改善;同时具有高基体的抗变形能力,从而改善其抗拉、抗弯和冲击韧性。

碳纤维体积分数为1.18%时,试件劈拉强度提高1.2%。

,按复合规则,碳纤维的增强作应随水泥中纤维含量的增大而增加,在碳纤维的重量百分含量小于5%时,这个关系几乎是线性的,含量再增加时,碳纤维难以在基体中分散均匀,不能起到增强效果,甚至使碳纤维混凝土抗拉强度降低。

此外,碳纤维混凝土还具有良好的耐腐蚀性、抗渗透性、耐磨性、耐干缩性及耐久性。

3玻璃纤维混凝土
玻璃纤维混凝土是将弹性模量较大的抗碱玻璃纤维,均勾地分布于水泥砂浆、普通混凝土基材中而制得的一种复合材料。

近20年来,玻璃纤维混凝土在英国、美国、日本等40多个国家巳开始大量应用。

它将轻质、高强和高韧性优点集于一体,在建筑领域中占有独特地位。

特别自20世纪90年代以来,低碱度水泥和超抗碱玻璃纤维的相继出现,把玻璃纤维混凝土技术引向新的发展阶段。

由于玻璃纤维的直径仅为 5 ~ 20μm,几乎与水泥的颗粒相接近,使用玻璃纤维时,所用的结合材料为水泥浆,或者在其中掺入细砂来使用,几乎不使用粒径较大的粗骨料。

所以,用这种素材制作而成的复合材料,又称为增强补强水泥。

采用玻璃纤维混凝土是建筑工程今后发展方向,它不仅可以弥补普通混凝土制品自重大、抗拉强度低、耐冲击性能差等不足,而且还具有普通混凝土所不具有的特性。

玻璃纤维混凝土制品较薄,质量较轻。

由于采用抗拉强度极高的玻璃纤维作增强材料,因而其抗拉强度很高。

玻璃纤维均匀分布于混凝土中,可以防止混凝土制品的表面龟裂,由于在破坏时能大量吸收能量,因而耐冲击性能优良、抗弯强度较高。

此外,玻璃纤维混凝土制品脱模性好、加工方便,易做成各种形状的异型制品。

4聚丙烯纤维混凝土
聚丙烯纤维混凝土是将切成一定长度的聚丙烯纤维,均勾地分布在水泥砂浆或普通混凝土的基材中,用以增强基材的物理力学性能的一种复合材料。

这种纤维混凝土具有轻质、抗拉强度高、抗冲击和抗裂性能等优点,也可以以聚丙烯纤维代替部分钢筋而降低混凝土的自重,从而增加结构的抗震能力。

聚丙烯纤维混凝土是研究与应用最多的混凝土。

根据纤维形状和构造不同,聚丙烯纤维可分为单丝纤维、并行的原纤化纤维束和薄膜纤维。

单丝纤维有较高的长径比,并行的原纤化纤维束能方便地在水泥基体中分散,虽化学键连接有限,但机械粘结好,可使纤维受力时不被拔出。

聚丙烯纤维的抗拉强度虽然比普通混凝土高,但其弹性模量却比较低,在较高应力情况下,混凝土易达到极限变形。

但在掺加适量聚丙烯纤维时,这种复合材料的抗冲击性能比普通混凝土要大得多,这为荷载不高但要求耐冲击、高韧性构件的制作,找到了一条很有发展前途的路子。

此外,聚丙烯纤维不锈蚀,其耐酸、耐碱性能也好。

目前纤维混凝土的发展主要有以下三个方向:①通过化学或物理的方法改性纤维,通过物理或化学的方法对纤维进行改性,改善纤维与水泥基之间的界面粘结,增加纤维与水泥基的粘结力,可以提高纤维的作用效果。

②不同类型纤维的混杂,混凝土具有多相、多组分,在多尺度层次上复合的
非均质结构特征。

不同尺度和不同性质的纤维混合增强,可在水泥基中充分发挥各种纤维的尺度和性能效应,并在不同的尺度和性能层次上相互补充、取长补短。

③纤维新品种的研究开发和研究,新型玄武岩纤维和水镁石纤维混凝土是新近研究开发很有发展前景的新型混凝土,具有优异的综合性能和性价比。

二选择钢纤维或聚丙烯纤维混凝土中的一种,论述混凝土中掺加乱向三维分布的纤维后,混凝土综合性能得到改善的机理。

下面以钢纤维为例介绍纤维混凝土性能增强机理。

目前,对于钢纤维混凝土的增强机理,存在着两种不同的解释。

一种是美国Rmualdi提出的纤维间距机理;一种是英国Swamy、Mangat等人提出的复合材料机理。

下面我们主要用纤维间距机理进行分析。

纤维间距机理是基于线弹性断裂力学的基础上来说明纤维对于裂缝发生和发展的约束作用的。

该机理认为,在混凝土内部原来就存在缺陷,欲提高这种材料的强度,就必须尽可能地减小缺陷的程度,提高韧性,降低内部裂缝端部的应力集中系数。

该模型假定纤维在混凝土拉应力方向呈棋盘状分布(间隔S),裂缝(半径为a)存在于4根钢纤维所围住的中心,此时,由于拉伸应力所引起的粘结应力分布(τ)产生于和纤维相邻近的裂缝端部附近,起着约束裂缝开展的作用。

如果
设拉伸应力引起的内部裂缝端部应力集中系数为,而与裂缝端部相邻近的粘
结应力分布τ产生的具有相反意义的、起约束作用的应力集中系数为,则总的应力系数就将减小,即:
所以初裂强度得以提高。

可见,单位面积内的纤维数(n)越多,纤维间距愈小,强度提高的效果就越好;且纤维的弹性模量越大,抗裂效果越好。

抗裂效果好了,其抗弯强度、抗冲击强度、抗疲劳强度、延展性韧性等力学性能也相应的提高。

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