1纖維混凝土概述
1.1纖維混凝土的發(fā)展歷程
利用纖維改善復合材料性能的想法起源于民間。早在古代,人們就有將稻草或毛發(fā)等物摻入泥巴中增強土坯或土墻的經(jīng)驗。混凝土問世以后,人類開始嘗試向其中摻入各種各樣的纖維。1910 年,美國人 Porter 把薄鋼片摻入混凝土中改善混凝土的抗拉強度和抗沖擊性并申請了專利。他還發(fā)表了關于短纖維增強混凝土的研究報告,建議把短纖維均勻分散在混凝土中用以強化基體材料。此后,美、英、法、德、日等國先后公布了許多有關用鋼纖維混凝土補強結構方面的專利,鋼纖維的研制和應用工作也逐步展開。20 世紀 70 年代,廉價鋼纖維的研制成功為鋼纖維的實際應用創(chuàng)造了有利條件并使鋼纖維混凝土的開發(fā)和研究工作逐步走向高潮。
合成纖維的研究和應用在世界范圍內起步相對較晚。20 世紀 60 年代,Goldfein 開始研究用合成纖維增強混凝土的可能,發(fā)現(xiàn)尼龍、聚丙稀、聚乙烯等纖維有利于提高砂漿的抗沖擊性。石化工業(yè)的發(fā)展為制造大量價廉質優(yōu)的合成纖維提供了可能并大大推動了合成纖維混凝土的研發(fā)工作。例如美國希爾兄弟公司利用聚丙稀材料成功開發(fā)了杜拉纖維(Durafiber)并在世界各國的建筑行業(yè)中獲得了成功應用。
玻璃纖維混凝土的研究應用開始于 20 世紀 60 年代。由于玻璃纖維混凝土在使用中暴露了很大的強度和韌性退化問題,加之耐堿性不過關,現(xiàn)在多應用于結構加固,相關的物理研究較少。
碳纖維的研制開始于 20 世紀 60 年代,是目前已知的綜合性能最好的纖維之一,它具有抗拉強度和彈性模量很高、化學性質穩(wěn)定、與混凝土粘結良好等優(yōu)點,因而對混凝土具有很好的增強增韌效果。碳纖維的主要缺點是價格昂貴,大規(guī)模應用受到限制。但隨著今后制造工藝的進步,相信碳纖維混凝土的應用前景將會非常廣闊。