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行业关注IIIIndustry Focus 1136 CHINA CONCRETE 2012.09 NO.3936 CHINA CONCRETE 2012.09 NO.39刚柔相济韧性十足超强韧性纤维混凝土异军突起本刊记者 魏洁36 CHINA CONCRETE 2012.09 NO.3936 CHINA CONCRETE 2012.09 NO.39奇葩独放随着丁程建设和科学技术日益发展的需要,混凝 土作为一种建筑材料,自问肚以来一直历经着不断的发 展和进步。19世纪中叶后,伴随着钢铁的生产发展,钢筋混凝上 作为新型复合建筑材料开始崭露头角。钢筋可承受拉力, 混凝上可承受圧力,二者结合充分发挥各自优势,初步克 服J"混凝土抗拉强度低、用途受限制的不足。20世纪30 年代,预应力混凝土以其结构的抗裂性能、刚度和承载 能力人大超过钢筋混凝土结构而略胜一筹,它的出现大 大拓宽了混凝土的应用范围和应用领域,使土木工程进 入了钢筋混凝土和预应力混凝土领导的历史时期,并产住 了新的结构设i:计算理论和新的施工丁艺技术,进而使 上木建筑工程领域的技术发展完成了一次新的飞跃。混凝土发展至今,大蛍的试验研究和工程实践表 明,混凝土结构开裂几乎是不可避免的。尽管钢筋混凝 土和预应力混凝上取得了长足的进步,但是作为建筑材 料,混凝土在基础设施建设吋仍存在着一些固有的缺 点,如抗拉强度低(-般仅为抗压强度的1/10左右)、甸 性差,并且随着现代混凝土强度的提盛,这弱点愈加 突出。因此,实现混凝土的耐久性、提高其韧性、改善其 脆性又成为行业内所关注的和必须解决的问题。长期以 来许多&家学者不断探索着改善混凝土性能的各种方法 和途径.主要是提高其抗拉性能、增强切性和延性。其 中,纤维增强混讎土是近年来研究和应用最广的重要途 径之。纤维是堆强、阻裂和增甸最常使用的材料,可有 效改善混凝上的物理性能和力学性能,自问世以来一苴 受到国内外研究机构和学者的审视。但普通的纤维混凝 七在荷载作用下仍然无法有效地控制裂缝宽度的开展, 即使是高性能纤维水泥基复介材料,如砂浆渗浇钢纤维 混凝土和砂浆渗浇钢纤维网混凝土等,其裂缝宽度也仅 能控制在几百个“m量级内。如果只是-味地增加纤维体 积掺凰,不仅纤维的选择受到严格的限制,成本雅以控 制,而II需要特殊工艺才能加工成型,这些都极大地限 制了高性能纤维水泥基复合材料在实际匚程中的推广应 用,此外,-些研究人员也尝试使用连续纤维制备可产 -生多条裂缝的应变硬化水泥基复合材料,但仍存在着施 工操作困难等缺点,难以在工程中得到推广应用。而超强切性纤维混凝k (Engineered Cementitious Composites,简称“ECC” )仿佛纤维混凝土领域中的一 朵奇葩,以优良的抗拉性能、抗弯性能、抗剪性能、抗 冻融性能、裂缝宽度可控等性能优势绽放出其独特的 光彩,成为解决上述问题的右效办法C神奇的“可弯曲水泥”超强韧性纤维混凝土是基于微观物理力学原理优 化设计的具有应变硬化特性和多缝开裂恃征的一种新 型工程用水泥基复合材料,是20世纪90年代由美国密 歇根大学的Li Victor C首先提出来的设计理念。这种新 型的水泥基复合材料足以待殊的有机合成纤维为主要 材料之-,加上特殊的调配艺制成,具有比普通混凝36 CHINA CONCRETE 2012.09 NO.39
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