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纤维让混凝土和砂浆都可以具有高韧性

2022-05-14 09:17:15

混凝土是一种脆性材料,当混凝土开裂时,混凝土会直接从表面裂到底部,因此在很多应用中对混凝土的增韧就变得非常重要。当前工程上对混凝土增韧的常见方式有三种:一、使用钢筋网片;二、使用钢纤维;三、使用结构合成纤维。虽然这三种方式都可以增韧,但是在具体性能和增韧机理上,是有本质区别的,因此需要根据具体工程情况来选择合适的增韧方式。

钢筋网片,可以有效提高混凝土的刚度和整体性,通过减小混凝土的变形,来提高混凝土的抗裂性、承载力和韧性。钢纤维,可以有效提高混凝土的抗压、抗拉和抗折强度,也就是说提高混凝土的初裂强度,即让混凝土抵御第 一条裂纹产生的能力有了很大的提高。合成纤维对混凝土抗压、抗拉和抗折强度的贡献并不明显,远不如钢纤维,但是合成纤维赋予了混凝土更高的韧性、延性和安全性,就像把普通玻璃变成钢化玻璃一样,可以让混凝土产生很多裂纹,也可以让混凝土有很大的变形能力,最终变成一种“可弯曲的混凝土“。

并不是所有合成纤维都可以让混凝土产生韧性,时科新材料多名海归博士,经历十余年不懈的研究,才制备出可以让混凝土和砂浆产生高韧性的纤维。这里指出高韧性的混凝土必须具有:试块多点开裂、抗弯曲线曲挠强化的特点。纤维增强混凝土,不仅仅是简单的把某种纤维加入到混凝土中就可以产生高韧性,不同强度等级的混凝土需要不同的纤维。时科博士团队针对性的开发了纤维增韧体系,可以让各种强度等级的混凝土和砂浆都可以具有高韧性。

下面是时科增韧纤维增强的混凝土长条、高延性混凝土ECC砂浆试块和超高性能混凝土UHPC砂浆试块的抗弯性能。

 

(请点击播放)上图是时科TMA20纤维增强高延性混凝土ECC长条,纤维用量为14kg每吨干粉,条长40mm,跨距30mm,条厚10mm。此条产生了很大的弯曲变形,在承载力被释放掉后,条还可以回弹了一部分。

 

(请点击播放) 上图是使用时科TMA20纤维增强的高延性混凝土ECC的长条,长条厚度20mm,可以看出长条产生了明显的多点开裂现象。

 

(请点击播放)白水泥制备的超高性能混凝土UHPC也可以具有高韧性。上图UHPC试块,使用的时科纤维,型号为TMA12,用量15kg每吨干粉。试块为水泥砂浆试块,尺寸40*40*160mm,同样产生了多点开裂和曲挠强化的效果。

 

(请点击播放) 上图为时科TMA20纤维增强高延性混凝土ECC试块的抗弯测试。试块产生了明显的多点开裂,曲线产生了明显了曲挠强化。

高韧性在抗冲击上也有非常大的作用,如下面视频所示,薄板最终都没有摔成散开的碎片。下面的薄板是使用时科TMA20纤维增强的UHPC做为基础层,面层进行水磨处理。

 

(请点击播放)磨匠摔不碎的无机石


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