高性能纤维混凝土

在混凝土复合材料中增强纤维的种类

纤维增强混凝土复合材料中的纤维增强可分为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、钢纤维等。根据纤维长度的不同，可分为短纤维、长纤维、连续纤维等。

短纤维可称为短切纤维，一般为杂乱无章，常用于增强材料的综合性能。在混凝土中加入短纤维可以避免开裂，tigao韧性。

一般来说，长纤维是定项排序，用于增强材料在某一方面的特性，可以赋予其他材料更好的韧性。长纤维增强复合材料有明显的物理性能。

一般采用连续纤维织布，如碳纤维布，具有高韧性、耐热高压等特点，主要用于结构的加固加固。

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相关因素

复合材料的特性由复合材料的结构决定。纤维增强混凝土由三部分组成:纤维、混凝土配方和页面，因此上述三个原因都会危及混凝土的性能(见图5)。

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4.1纤维种类

4.1.1芳纶纤维

RajashekharSidappaTalikoti等研究表明，芳纶纤维可以作为混凝土结构构件的提升材料，因为它tigao了耐久性，延长了元件的使用寿命；与可控正方体试验相比，在受到酸腐蚀和热效应时，选用芳纶纤维两层包囊的混凝土正方体表现出较高的抗拉强度和较低的净重损伤；当温度上升到200℃时，持续1或2小时，如果用芳纶纤维包囊，样品的抗拉强度将tigao150。％；在阻燃性试验中，芳纶纤维的应用可以减少60%的样品净重％。

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混凝土方体失效模式a-无芳纶包囊；b-两层芳纶包囊

4.1.2碳纤维

美国Buffalo大学CHUMDDL等研究表明，在133.4kN的荷载下，通过碳纤维加强后梁妥协，而在129.6kN的荷载下，普通梁妥协出现；当荷载为196.4kN时，碳纤维梁被破坏，而普通梁在荷载为182.9kN时被破坏。不难看出，碳纤维在tigao钢筋混凝土整体性能方面是非常高效的，根据碳纤维对梁进行抗弯加固是一项合理的工程对策。

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碳纤维内部结构的碳原子具有类似蜂窝的六角形结构(见图6)。它们是标准堆叠或相互交错的排列结构，使碳纤维非常坚韧。即使保持高密度，也能获得很大的径向强度。由于其强大的耐疲劳性、耐腐蚀性和耐久性，它已经广泛应用于各个领域。

4.1.3玻纤

玻璃纤维混凝土在荷载作用中的应力-应变分为三个阶段：①线性生长环节，是弹性变形到构造初裂的过程；②缓慢提升环节，钢筋混凝土开裂后，结构负荷传递到玻璃纤维；③减少环节，部分纤维早就被破坏了，剩下的玻璃纤维仍然处于负荷状态，以致结构不被破坏。

4.1.4钢纤维

伴随着钢纤维体积分数的tigao(峰值25％)，随着混凝土抗裂和弯曲水平的不断tigao，钢纤维混凝土结构的正截面干裂和弯曲距离也受到钢纤维类型不同的影响。冯虎等研究发现，在荷载影响下，水泥混凝土叠层修补板表现出跨中断裂的脆性破坏，而钢纤维混凝土叠层修补板具有捕缝水平，因此在相同荷载的影响下，表现出跨中断裂的韧性破坏。

刘申永等实验研究表明，当荷载保持在1000kN时，与没有掺钢纤维的样品相比，掺入螺旋钢纤维的样品横向承载能力tigao了67.9。％；与普通构件横向承载力相比，掺加极细钢纤维的样品tigao了95.6％。可见钢纤维能显著tigao混凝土工程的承载能力。

我国目前的钢纤维混凝土制备方法是一种危害因素法。这种方法是将钢纤维的掺量作为一个重要的相关因素，但它的一个主要缺点是钢的使用量大，消耗量大。同样的规定，钢纤维的含量要比普通钢筋大得多，钢纤维的价格也要高于普通钢筋，这不仅造成了资源的浪费，也造成了经济消耗。