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经编增强结构复合材料在建筑上的应用

来源:中国经编技术信息网 发布时间:2012年06月06日

2. 建筑用经编增强混凝土复合材料

将上述经编织物与混凝土基质、石灰、钢筋等按照一定层次进行浇铸即可以制得建筑用经编增强混凝土复合材料。经编增强混凝土的压缩载荷由混凝土吸收,而拉伸载荷则由经编结构中的纤维吸收,在经编增强混凝土受到拉伸载荷时,韧性和延伸性也得到了增加。就体积而言,经编增强结构混凝土材料体积比钢增强结构材料要小,因此能够适用于较薄的墙壁厚度。经编增强混凝土复合材料是建筑行业中一个崭新的应用领域,有很大的发展潜力。

2.1 经编增强混凝土复合材料中增强织物的原料和结构

在经编增强混凝土复合材料中,经编增强结构可以使用短纤维、高强长丝纤维、玻璃纤维等作为增强结构的原料。使用较多的一般是玻璃纤维,而且是一种特殊的耐碱玻璃纤维( AR玻璃纤维),这是因为普通的玻璃纤维在混凝土环境中很快就会被破坏。

当然也可以使用碳纤维来代替玻璃纤维。碳纤维的承载能力约为玻璃纤维的两倍,但由于碳纤维的价格较高,为玻璃纤维的 3到4倍,因此就性价比而言,一般建议选用玻璃纤维。

高性能的玻璃纤维可以加工成各种形式的经编增强结构以满足不同承载条件的要求,一般加工成网孔格栅状。组织的类型对织物结构的特性有很大的影响,纱线的缩率、增强纱连接处的强度,成圈纱的使用比例以及增强纱层的铺层次序都可以在很大范围内变化。这将影响增强结构的形成和松弛特性,从而影响织物的应力 /应变特性。在建筑物中,复合板材受到两个轴向的压力,所以,以双轴向的增强织物来达到双向增强的方式很符合这种目的。实际应用中,双轴向与多轴向结构都有一定的使用。不管使用何种经编结构,纤维材料都是沿载荷方向取向。

2.2 经编增强混凝土复合材料的性能测试方法

由于必须用于建筑行业,所以在使用之前必须对增强结构的原料、混凝土复合材料做大量的试验。

2.2.1 玻璃纤维长丝的性能测试

目前一般以国际标准 ISO 3341为基准来研究长丝的应力/应变行为,包括确定AR玻璃纤维长丝的性能以及测试 AR 玻璃纤维长丝的干强和湿强。

测试长丝性能的测试装置如图 5所示。利用光学方法记录长丝的伸长变化来确定应力,这里不能采用常规的机械法来做这样的试验,因为测试长度较短时可能会使测得的应变值不准确,而且不能记录每一个可能发生的断裂。

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