玻璃纤维增强水泥探究进展

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1、玻璃纤维增强水泥探究进展　　【摘要】本文综述了近期关于玻璃纤维增强水泥的一些研究成果。玻璃纤维增强水泥是一种新型建筑材料，具有优良的抗拉、抗弯、抗冲击性能。综述的主要内容包括：玻璃纤维增强水泥的耐久性；玻璃纤维增强水泥的一些实验研究成果；玻璃纤维增强水泥的施工技术及在工程中的应用等。并对玻璃纤维增强水泥的未来应用前景作了展望。【关键词】玻璃纤维增强水泥；耐久性；最佳配合比0.前言GRC是玻璃纤维增强水泥的英文名称GlassfiberReinforced9Cement的缩写，在GB/T16309—1996《纤维增强水泥及其制品名词述语》中的定

2、义为：用玻璃纤维作增强材料，水泥净浆或砂浆作基体组合而成的一种复合材料[1-12]。它不但具有优良的抗拉、抗弯、抗冲击性能，还具有抗裂性好、重量轻、易模性好、加工方便、不怕潮、不燃烧等优点。上世纪40年代，欧洲就开始研究玻璃纤维混凝土（以下简称GRC）。60年代初，德国专家进行了早期的试验研究工作。随后英国、奥地利、瑞典等国也相继从事玻璃纤维增强水泥的研究，从而产生了一系列的GRC产品。目前国内外关于GRC的研究主要集中在如何提高其性能和适用范围这两大板块。本文对玻璃纤维增强水泥的耐久性和相关实验成果作了简要介绍，并对其应用和发展前景作了概

3、述。1.玻璃纤维增强水泥的耐久性国内外学者曾对GRC长期性能下降的机理提出了许多学说。归纳起来，GRC长期性能下降的机理主要包括以下几点[2]：（1）水泥水化后孔溶液中的OH-离子对玻璃纤维硅氧骨架（-Si-O-Si-）的侵蚀，即典型的化学侵蚀机理；（2）由于界面区Ca（OH）2晶体生长所产生的压力造成的破坏；（3）玻璃单丝与水泥水化产物胶结处形成的应力集中原因；（4）水泥水化物填充了玻璃纤维间的空隙，使玻璃纤维的变形自由度下降，导致GRC的破坏。曹巨辉，汪宏涛两人[2]通过多个实验得出耐久性的改善主要有以下几个方面：（1）改变玻璃纤维化学

4、成分；（2）基体的改性；（3）玻璃纤维表面涂覆处理；（4）界面改善。2.玻璃纤维增强水泥的相关实验研究2.1纳米SiO2对GRC性能的影响研究9曹巨辉等[4]利用水、粉煤灰、硅灰、纳米SiO2、玻璃纤维、砂、减水剂等材料。通过流动性试验：按CB/T2419-94《水泥胶砂流动度测定方法》，胶砂比为1：2，玻璃纤维掺量为试件体积的2%，水胶比为0.5。得出实验结论：（1）纳米SiO2适量掺入GRC体系中，可以提高GRC的流动性及强度；随着纳米SiO2掺量的增加，GRC的流动性降低；采用纳米SiO2与减水剂、水先混合均匀后再与水泥一起混合搅拌，

5、有利于GRC的强度发挥。（2）纳米SiO2作为高活性掺合料，可改善GRC的耐久性能。2.2粉煤灰硅灰改善GRC加速老化条件下的力学性能曹巨辉[5]利用42.5R普通硅酸盐水泥、粉煤灰、硅灰等材料通过试验研究了GRC加速老化条件下的力学性能，此方法通常分为50℃和80℃热水两种方法，得出实验结论：用粉煤灰、硅灰等活性掺合料改善普通硅酸盐水泥GRC的耐久性是有效的。粉煤灰掺量50%、硅灰掺量10%的GRC试件在50℃热水中加速老化56d强度仍保持增长，在80℃热水中加速老化11d强度保持继续增长。将粉煤灰磨细，加入硅灰以及使用硫酸钠早强剂可提高

6、GRC早期强度，但硫酸钠会降低GRC老化后期的强度。有关粉煤灰、硅灰改善GRC耐久性的微观机理及加速老化试验方法的适用性还需做进一步研究。2.3玻璃纤维对GRC复合材料耐久性的影响9汪宏涛等[6]选用42.5R普通硅酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、玻璃纤维、中砂、减水剂等材料，用GRC加速老化法，即50℃和80℃热水加热两种方法。得出以下结论：（1）玻璃纤维束通常由许多玻璃纤维单丝粘结在一起，其分散成玻璃纤维单丝的速率及存在状态对GRC的性能有着非常重要的影响。（2）加速老化条件下，以预混型短切玻璃纤维为增强材料的GRC比以水分散型短切玻璃纤维为增

7、强材料的GRC表现出更好的耐久性；而ZrO2质量分数为16.7%的耐碱玻璃纤维要比ZrO2质量分数为14.5%的玻璃纤维表现出更好的耐腐蚀性。（3）与长度为20mm的玻璃纤维相比，以长度为12mm的玻璃纤维配制的GRC表现出更好的耐久性。（4）玻璃纤维掺量体积分数为2%和4%的GRC加速老化抗折强度变化曲线基本一致，但掺量体积分数为4%的玻璃纤维GRC强度要低于2%时同条件下GRC强度，其原因主要在于纤维掺量偏大会造成玻璃纤维分散不均匀，GRC密实度低。2.4玻璃纤维增强水泥基复合材料耐水性能的研究赵帅等[7]利用水泥；玻璃纤维等材料。按照

8、一定的配比配置玻璃纤维增强水泥基复合材料试样C0～C3，测试其抗压软化系数和孔隙率。其中试样抗压软化系数的测试方法：制得尺寸为40mm×40mm×160mm的标准试样，放在温度为