纤维增强的高延性混凝土——新型建筑材料

点击次数:更新时间:2017-07-05 14:07:27【打印】

  混凝土材料以其优越的性能在土木建筑行业有着不可动摇的地位,但众所周知,其抗拉性能却不好。能够解决裂缝发展与脆性这两个问题,那么混凝土的性能就会得到质的飞跃。科研学者们经研究发现,在混凝土拌合过程中,掺加一些纤维,可以大大改善混凝土的抗拉能力。
 
  纤维增强的高性能混凝土的发展历史
  纤维增强的高性能混凝土是在混凝土制作过程中工程纤维水泥基复合材料而制作成的。掺加纤维可以在一定程度上增强混凝土材料的抗拉强度、弯曲强度、抗剪强度等抗裂性指标。工程纤维增强水泥基复合材料(简称ECC)最早由美国密歇根大学的Victor.C.Li教授提出。在此基础上国际上又提出了应变硬化水泥基复合材料(简称SHCC)。为了制备低成本高性能的ECC,Li和Kanda将聚乙烯醇(简称PVA)用于纤维增强水泥基复合材料中,制成聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料。近几年的混杂纤维混凝土的研究也是科研工作者正在着手的热点。
 
  纤维增强的高性能混凝土的各种力学性能
  作为土建行业最广泛应用的材料,混凝土材料制作而成的各种构建必须满足安全性和耐久性的要求。这里我们主要从高性能纤维混凝土的力学状态与普通混凝土的力学状态对比进行分析来阐述纤维增强的高性能混凝土的优点。
 
  1.抗拉性能。目前拉伸试验是验证ECC各项性能参数的最直接有效的方法。通过拉伸试验我们可以直接得出拉伸弹性模量、开裂荷载、初始裂缝宽度、开裂应变、极限应变以及最大裂缝宽度等。通过延性增强混凝土单轴拉伸性能研究发现掺加不同PVA纤维纤维增强混凝土的拉伸试验,其抗拉强度最终取决于裂缝面上纤维最低的跨越裂缝的桥接作用。在掺有一定量的乱向纤维的纤维混凝土复合材料中,由于非连续的纤维随即在混凝土中分布,在裂纹开展到一定程度时,开裂区的纤维可以有效地起到桥接作用,从而阻止裂纹的开裂程度,约束裂纹继续发展,达到增强效应的目的。
 
  2.抗压性能。纤维增强的高性能混凝土在单轴受压的情况下,纤维的添加改善了受压应力作用下砂浆机体的压缩韧性,实验表明纤维的添加使得单轴受压的棱柱体和立方体的抗压强度都有所提高。
 
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