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国内外织物增强混凝土的发展现状

2012-07-20 来源:www.ecofine.cn 浏览次数:0 网友评论 0

易可纺官网技术资料:国内外织物增强混凝土的发展现状

尽管纤维能够提高混凝土的强度和韧性,大大提高其抗裂性能,阻止裂缝的产生与扩展。

但由于短纤维的随机分布和连续纤维的单方向分布,混凝土某方向上的增强效率受纤维分布的方向性而受到限制,因而用织物来增强混凝土的方法应运而生。织物增强砂浆或混凝土是指:以水泥砂浆或者混凝土为基体材料,以织物为增强体,两者混合而成的水泥复合建筑材料。织物按形态分二维的平面状织物和三维的空心状和实体状织物;按织造方法分为针织、机织和非织造三类。

织物相对于乱向分布的短纤维,其纱线有着明确的受力方向,对混凝土的增强效果更佳;也比单向分布的连续纤维的增强效果好,这可能是由于经纬纱线之间的相互挤压和相互作用的原因,它结合了钢筋混凝土和纤维增强混凝土的优点。钢筋混凝土中的钢筋受环境中的氯离子侵蚀会发生锈蚀,为了防止增强筋锈蚀,常要覆盖厚25mm以上的混凝土作保护层,因此增强混凝土的最小厚度约60~70mm。由于织物不会发生锈蚀,织物增强混凝土厚度可以自由设计,这是钢筋混凝土所不能做到的。

织物尤其是机织物,其拉伸强度和模量较大,断裂伸长小,具有较好的应力-应变关系;织物中的经纬纱相互挤压,阻止织物受力作用时的变形,尺寸稳定性好,有着纤维无法比拟的特性。正因为织物有着更好的性能,许多发达国家早开始对织物增强混凝土力学性能进行了研究。欧美国家部分科学家成立的织物增强混凝土协会,标志着该领域的存在和开始。德国混凝土协会(the DeutscherBeton2Verein E. V DBV) 在1998 年为此做了一个专门的报告,该报告引用许多专家及工程师的观点,证明了织物增强混凝土的可行性。从1999年开始,在德国研究联合会DFG 资助下,亚深工业技术大学和德理斯顿工业技术大学所做的工作,标志着人类已经在该领域走出了第一步。之后,以色列人对各种织物在混凝土中的粘结性能做了基础性的试验研究工作,斯图加特大学的H.W.Reinhardt教授开始了预应力织物增强混凝土薄板的初步研究工作。荀勇教授在该校做访问学者期间参与了Reinhardt教授的研究项目。希腊Patrasda 大学的Thaanasis C.Triantafillou Catherine G..Papanicolaou 研究了织物增强混凝土,实验表明随着织物包裹层数的增加,混凝土梁的剪切强度随着增加,包裹两层,梁的剪切强度增加了60KN,一层的增加了40KN。法国G..Pons M.Mouret J.L.Granju,韩国SOO-JIN PARK.WON-BAR ARK.JAE-ROCK LEE 研究三维织物复合材料,结果表明厚度方向的纱线长度对材料的抗冲击性能起了重要作用。

尽管作为增强材料的织物在20世纪80年代处就开始被研究,但是发展非常的慢。在最近五年中,研究组织付出相当的努力研究增强水泥用织物,但该研究非常有限,缺乏创见性。Peled等人在1997年研究平面织物增强水泥基复合材料的拉伸试验和两者之间的界面特征;在2004年,比较两种不同的制作工艺对其力学性能的影响。俞巧珍,俞洪良研究了机织物增强水泥基复合材料的力学性能,分析碳纤维织物、玻璃纤维织物和尼龙纤维织物的对水泥砂浆的韧性、抗折强度和断裂能的影响,结果表明低弹性模量纤维能大大地增加水泥砂浆的韧性,对抗折强度和断裂能影响不大,中等弹性模量的纤维能较大地提高水泥砂浆的抗折强度和断裂能,高弹性模量的纤维能极大地改善水泥砂浆的韧性和抗折强度和断裂能。孙子明、项明等人研究了尼龙纤维网对水泥基层压复合材料抗折性能的影响,结果表明在一定范围内纤维层数越多,对水泥材料的韧性改善作用越大,但层数不宜过多,否则会降低材料的强度和断裂能。

德同的德累斯顿科技大学的研究人员研制开发了一种可以替代钢筋增强混凝土的织物片。这种织物片由直径l5μm的细玻璃纤维或碳纤维构成,400~800根这样的细丝结合在一起形成一束纤维。

由这些纤维编成片,织物片的厚度约l mm,纤维束间距5~7mm,以便织物和混凝土粘结。


注:本文来自“http://www.ecofine.cn/2012/0720/4733.html

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