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CFRC的性能及工程应用.doc

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CFRC的性能及工程应用.doc

CFRC的性能及工程应用碳纤维混凝土(carbonfiberreinforcedconcrete),是一种集多种功能与结构性能为一体的复合材料,主要由普通混凝土添加少量一定形状碳纤维和超细添加剂(分散剂、去泡剂、早强剂等)组成。和普通混凝土相比,它不仅具有较好的力学性能,而且还具备很多优良特性。1结构性能及其应用1.1结构性能单向增强混凝土和普通混凝土受弯时应力应变曲线如图1所示。可以看出,相比普通混凝土,碳纤维增强混凝土不仅抗拉强度增加,而且表现出良好的韧性。这是因为纤维的拉出,需要吸收很多的能量。美国纽约大学的DDL.Chung等人通过大量的对比实验发现“,混凝土中掺加少量的碳纤维(质量百分含量为0.6%左右),材料的抗拉强度和抗拉延性分别提高30%和25%.当对掺人其中的硅粉和碳纤维进行表面处理(如臭氧处理,硅烷处理等)后,其强度可进一步增加。此外,掺人碳纤维后相同龄期的干缩值较普通混凝土明显降低,实验数据显示其28d的干缩值降低32%。1.2结构性能的利用CFRC具有耐磨性、耐干缩性、抗渗性和抗化学腐蚀性能好等优点,用作建筑材料的涂层和路面材料是很理想的,在实际建筑中使用有相当潜力。在建筑工程领域内,目前广泛应用的是短切沥青基碳纤维混凝土,主要制成各种假山、屋面、内外墙、地面及天花板的板材,也可用于承载构件。1982年,日本鹿岛建设公司率先开发轻质CFRC复合板,建成了巴格达AI—Shaheed纪念馆,开始了工程上的首次应用,此后又有40多个大型建筑中使用CFRC用作外墙墙板和幕墙材料。他们表现出耐高温、轻质高强、面积大、接缝少、柔韧性好、抗震抗风能力强、工期短等优点。当前,另外一种发展趋势就是PAN基碳纤维来增强水泥,性能上优于通用沥青基碳纤维。如加拿大1993年在Calgary建造了一座新的两跨度的公路桥乜),在这座桥的桥墩部分首次采用了碳纤维复合材料代替混凝土中的钢筋。日本鹿岛和住友化工公司利用PAN基碳纤维长丝浸渍环氧树脂固化后的补强筋代替钢筋已有产品上市。2非结构性能的应用2.1钢筋的阴极保护在钢筋混凝土结构的抗腐蚀方法中,阴极保护是最常见而且是最有效的一种方法。其原理就是使带负电的电子在电压的作用下向钢筋的负极移动,使钢筋成为阴极“。由于钢筋是埋在混凝土中的,所以电子必须穿过不带电的混凝土才能到达钢筋处。普通混凝土是电的不良导体,而碳纤维的加入增

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