合成纤维混凝土材料的发展与应用_周明耀VIP免费

第1卷第4期2003年12月水利与建筑工程学报JournalofWaterResourcesandArchitecturalEngineeringVol.1No.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:TU59文献标识码:A文章编号:1672—1144(2003)04—0001—04DevelopmentandApplicationofSyntheticFiberConcreteZHOUMing-yao1,2,YANGDing-yi1,WANGYang2(1.YangzhouUniversity,Yangzhou,Jiangsu225009,China;2.HehaiUniversity,Nanjing,Jiangsu210089,China)Abstract:Thispaperintroducesthedevelopmentandapplicationofsyntheticfiberreinforcedconcreteandthebasicpropertiesofseveralkindsofit.Itdiscussesthetechniquecharactersofpolypropylenefiberconcrete.Thefuturedevelopmentofthissyntheticfiberconcreteissuggested,andtheapplicationofitincanalseepagecontrolisprospected.Keywords:syntheticfiber;flyash;concrete;canalseepagecontrol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(CFRC),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Porter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(PVA)纤维、芳香聚酰胺(Kevlar)纤维、聚丙烯腈(PAN)纤维、纤维素纤维(Cellulos)、聚丙烯(PP)纤维.这些聚...