土木工程复合材料及检测技术-纤维增强水泥基复合材料.pptx

纤维增强水泥基复合材料，是在水泥基材料基体中

均匀分散一定比例的特定纤维，使水泥基材料的韧性得到改善，抗弯性和抗压比得到提高的一种水泥基复合材料。

在水泥基材料中掺入纤维是目前改善水泥基材料向

轻质、高强、高韧性等方向较为有效地方法之一，纤维增强水泥基材料(fiberreinforcedcement,FRC)在国内外得到了迅速发展与应用。

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第三章纤维增强水泥基复合材料

古罗马人将剪短的马鬃毛掺于石膏或石灰中。

·20世纪初，奥地利人Hatschek用石棉水泥悬浮液在经改装的圆网

造纸机上制成高强薄壁的石棉水泥板、瓦。

●20世纪50~60年代，前苏联探索用无碱玻璃纤维增强石膏矾土水泥砂浆，——失败

●1963年美国Romualdi首次发表“纤维阻裂机理”,促进了钢纤维增强混凝土的开发。

●20世纪60年代中期，美国进行了用尼龙、聚丙烯与聚乙烯等合成纤维增强水泥砂浆的探索。

●20世纪70年代，英、日等国研制了碳纤维、芳纶纤维增强水泥

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玻璃纤维受水泥水化物侵蚀

纤维增强无机脆性材料的发展简史

·一千多年前：古人用掺有稻草的粘土制作日光下自然干燥的砖块，

①纤维的强度和弹性模量都要高于基体。

②纤维与基体之间要有一定的黏结强度，两者之间的结合要保证基体所受的应力能够通过界面传递给纤维。

③纤维与基体的热膨胀系数比较接近，以保证两者之间的黏结强度不会在热胀冷缩过程中被削弱。

④纤维与基体之间不能发生有害的化学反应，尤其不能发生强烈的反应，否则会引起纤维性能的降低而失去强化作用。

⑤纤维的体积率、尺寸和分布必须适宜。

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二、纤维的选用原则

①纤维的强度和弹性模量都要高于基体。

②纤维与基体之间要有一定的黏结强度，两者之间的结合要保证基体所受的应力能够通过界面传递给纤维。

③纤维与基体的热膨胀系数比较接近，以保证两者之间的黏结强度不会在热胀冷缩过程中被削弱。

④纤维与基体之间不能发生有害的化学反应，尤其不能发生强烈的反应，否则会引起纤维性能的降低而失去强化作用。

⑤纤维的体积率、尺寸和分布必须适宜。

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二、纤维的选用原则

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2.合成纤维：聚丙烯纤维、尼龙纤维、聚氨酯纤维、芳

纶纤维

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3.碳纤维：高强度、高弹性模量

碳纤维加固施工图

梁抗弯加固

楼板抗弯加固

(适用于单向板、双向板)

剪力墙开洞加固

板负矩加固砌体结构加固

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梁抗剪加固

柱抗弯加固

柱抗剪及抗震加固

5.其他纤维：如各种植物纤维

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4.玻璃纤维：应使用专门的耐碱玻璃纤维

四、水泥基材料中掺入纤维的作用：阻裂、增强、增韧

1、阻裂：混凝土材料开裂往往是在约束作用下混凝土自身体积变形产生的应力大于材料本身的抗拉强度而导致的。

水泥基体在浇筑后24小时内抗拉强度极低，若处于约束状态，当其所