玻璃纤维增强水泥研究进展及应用综述

本文简单介绍了GRC制品的历史发展过程及近年国内GRC原材料、生产工艺的研究成果和应用情况,并结合目前GRC行业发展面临的问题,并给出了解决方法建议。

玻璃纤维增强水泥断裂能的试验研究

断裂能是评价玻璃纤维增加水泥(GRC)抵抗开裂能力的重要技术指标.文中通过试验研究了玻璃纤维长度和掺量、水胶比、砂胶比对预混浇注生产的GRC断裂能的影响.研究表明:玻璃纤维显著提高了水泥基材料的断裂能,玻璃纤维掺量不超过固体组分质量的3%时,GRC断裂能随着玻璃纤维掺量的增加而大幅增大,近似成直线关系;玻璃纤维掺量相同的情况下,随着玻璃纤维长度的增加,GRC的断裂能先增大后减小,玻璃纤维长度为20 mm时GRC有较高的断裂能;GRC的断裂能主要来源于玻璃纤维的拔出能,水胶比和砂胶比都对玻璃纤维的拔出能有显著影响;水胶比的增加会降低GRC的抗弯强度,但GRC的断裂能随着水胶比的增加而大幅增大;水胶比从0.32增加至0.50时,GRC的断裂能增幅达227%;GRC的断裂能随着砂胶比的增加而减小.

不同掺量玻璃纤维增强水泥细观数值研究

围绕玻璃纤维增强水泥(glass fiber reinforced cement,GRC)非均匀的材料特性,建立不同掺量GRC在三点弯曲条件下的数值分析模型,实现了材料试件由微裂纹萌生、扩展和贯通的全过程数值模拟.对比分析不同掺量GRC试件的最终破坏形态、荷载-位移全过程曲线、声发射时空分布和声发射应变能,研究了各试件的峰值强度、弯曲韧性和应变能的相对比值,结果表明,随着玻璃纤维掺量的增加,GRC的抗弯强度逐渐提高,韧性也不断增强.

欧洲玻璃纤维增强水泥(GRC)的回顾与展望

欧洲的GRC经历了第一代普通玻璃纤维到第二代抗碱玻璃纤维的发展历程。混凝土以GRC的形式出现已经有了许多新的应用 ,并逐渐被工程界认可和采用。本文介绍了欧洲GRC的各种成型工艺 ,以及设计等级和依据 ,并对半个世纪欧洲的GRC作了较全面的综述。

TiO2中性水溶胶的制备及其在玻璃纤维增强水泥基材料表面的光催化自洁性能研究

最近实现建筑幕墙的自清洁已经受到了人们的极大关注。首先使用Ti(SO4)2作为原料,采用H2O2解胶法在回流条件下合成了具有光催化活性的TiO2中性光触媒溶胶。同时将TiO2溶胶在玻璃纤维增强水泥基材料(GRC)表面涂覆成膜,研究了其光催化降解罗丹明B的能力。通过实验证明:制备的二氧化钛水溶胶光触媒活性组分TiO2的粒径仅为几纳米且分布均匀,溶胶的稳定性很好,长时间存放后不会沉淀。合成的纳米二氧化钛水溶胶呈中性,可以很好地涂覆于GRC表面,并且在紫外光下具有较好的光催化能力和自清洁性能。

碳化对玻璃纤维增强氯氧镁水泥性能的影响规律及其机理

利用快速碳化试验方法,测定了普通和改性玻璃纤维增强氯氧镁水泥(GRMC)在碳化前后的弯曲应力-挠度曲线,运用XRD分析其碳化产物组成,用SEM观察其显微结构特征与玻璃纤维的腐蚀状况。结果表明:在快速碳化28d后,普通GRMC的水化产物5Mg(OH)2.MgCl2.8H2O(简称5.1.8)碳化为Mg(OH)2.MgCl2.2MgCO3.6H2O(简称1.1.2.6),Mg(OH)2碳化为MgCO3,碳化后的部分MgCl2溶出和流失导致材料基体孔洞较多,结构松散,从而引起普通GRMC的初裂强度降低,极限挠度变大,极易变形;而改性GRMC的水化产物5.1.8在快速碳化条件下保持基本稳定,微观结构未发生显著变化,显示出较强的抗碳化能力,其初裂强度增大,初裂挠度和极限挠度几乎不降低,不易开裂。此外,碳化作用不会导致玻璃纤维的腐蚀,纤维与水泥基体粘结良好,结构致密。

玻璃纤维增强硫铝酸盐水泥拉压本构方程研究

以耐碱玻璃纤维作为增强材料,以快硬硫铝酸盐水泥为胶凝材料,制备了不同玻璃纤维掺量的玻璃纤维增强水泥(GRC)。通过单轴拉伸试验、单轴压缩试验研究了玻璃纤维掺量对拉压应力-应变曲线的影响,建立了GRC的拉压本构方程。GRC在拉、压状态下具有不同的本构方程形式,且弹性阶段拉压的弹性模量不同。拉伸时,弹性变形阶段的弹性模量E1几乎不受纤维掺量的影响。玻璃纤维掺量大于2%的GRC本构方程特征参数E2(塑性变形阶段单位应变变化的应力变化)、σ0随玻璃纤维掺量增加而增大。压缩时,压缩弹性模量E′随着玻璃纤维的含量增加先增加后减小,3%玻璃纤维时弹性模量E′达到最大值。

玻璃纤维增强水泥(GRC)研究与发展综述

玻璃纤维增强水泥(GRC)因其优异的性能而受到了国内外学者的广泛关注,而且其工程应用广泛。本文以目前国内外学者对GRC的研究成果及典型工程为基础,系统介绍了GRC的主要性能、发展历史、增强机理、破坏机理和工程应用等情况。近年来随着原材料的更新,生产工艺的改进,尤其是3D打印技术的推广,GRC在未来将有更多的研究方向和更加广阔的应用领域。

玻璃纤维增强水泥(GRC)特性与展望

玻璃纤维增强水泥(GRC),是玻璃纤维增强树脂(FRP)的姊妹产品,FRP要早于GRC三十多年,现在FRP在国内外相当普及,产品遍及各个领域。GRC作为工业及公共工程的制品,仍是一种新型的材料。由于水泥的强碱性,使玻璃纤维在水泥中极易受到腐蚀,使GRC的构想还迟迟不能实现,直到英国毕金顿公司发明耐碱玻璃纤维(Cem—FILA.R.Fi-breglass)可与水泥砂浆混合使用,GRC才正式诞生。

基于玻璃纤维增强水泥(混凝土)材料性能分析的最佳配合比的研究

玻璃纤维增强水泥 (混凝土 )—— Glass Fiber Reinforced Cem ent(Concrete) ,简称 GRC,是国际上近 30年来出现的新型建筑材料 ,有较高的抗拉强度 ,能增强阻裂性能 ,在对已开裂的墙体进行加固修复中能起到较好的作用。而在混合结构房屋中 ,砖砌墙体的开裂很常见 ,为此 ,对 GRC作基于材料性能分析的配合比研究 ,可为其应用于修复工作提供极为有价值的参考。

玻璃纤维增强水泥研究与应用进展

本文介绍了国内外玻璃纤维增强水泥的原材料、拌合物性能、配合比设计、生产工艺、力学性能、耐久性以及工程应用等方面的现状与最新研究成果。并对玻璃纤维增强水泥在研究和应用中所面临的问题进行探讨。

玻璃纤维增强水泥复合墙板的节点安装

玻璃纤维增强水泥复合墙板安装不当 ,在使用过程中会产生开裂。GRC外墙板安装节点的起着重要作用。理想的安装节点应该是 ,GRC板的约束安装节点不应超过四个 ,支撑安装节点不超过两个 ;偏心 (e)的理想状态应为零。

粉煤灰对玻璃纤维水泥砂浆的力学性能及耐久性的影响

玻璃纤维增强水泥砂浆(GFRC)是常见的纤维水泥砂浆。然而水泥水化过程中产生的碱性环境对玻璃纤维具有腐蚀作用,导致GFRC的耐久性较差。通过使用粉煤灰(FA)替代部分水泥,掺入GFRC中以提高其耐久性。试验考察了FA掺量对GFRC力学性能和干燥收缩率的影响,并通过加速老化和抗硫酸盐侵蚀试验来探讨FA掺量对GFRC耐久性的影响。结果表明,添加FA可以提高GFRC的后期强度并显著改善其耐久性。这是由于FA具有火山灰效应和填充效应,在降低了GFRC液相碱度及氢氧化钙含量方面发挥作用,从而减少了玻璃纤维的腐蚀;随着FA掺量增加,可有效降低GFRC干燥收缩率,但由于FA早期活性较低,使得含有FA的GFRC在早期强度方面略有下降。

玻璃纤维增强水泥框架结构板

玻璃纤维增强水泥(GRC)框架结构板是专门为大面积墙板和异型墙板而研制的一种板材系统。GRC框架结构板主要作为装饰性板材,即建筑物本身拥有其它材料建造的墙体,墙体的结构、保温、隔声等功能通过这些材料来实现。也可将GRC框架结构板与绝热材料和内层墙板(或墙体)在现场组装成为复合外墙。本文介绍玻璃纤维增强水泥框架结构板的主要性能特点、生产控制要素和安装施工要点。

严寒环境下双掺矿物掺合料对玻璃纤维增强水泥构件抗弯、抗冲击强度的影响

为解决玻璃纤维增强水泥(GRC)构件在严寒环境下出现表层剥落、起皮甚至强度降低等问题,对双掺矿物掺合料且以改性普硅水泥为基材的GRC试件的抗冻性能进行试验研究,对比分析冻融循环前后GRC试件力学性能的试验数据,从而确定最优的双掺矿物掺合料配合比。试验结果表明:经过冻融循环后,双掺10%硅灰和20%粉煤灰以及双掺10%硅灰和20%偏高岭土能够有效提高GRC试件的抗弯强度与抗冲击强度。

纤维掺量对玻璃纤维增强水泥板弯曲性能的影响

为探究纤维掺量对定向玻璃纤维增强水泥(glass fiber reinforced cement,GRC)弯曲性能的影响,在GRC板四点弯曲断裂试验的基础上,采用RFPA 3D模拟软件建立三维数值模型,对比不同玻璃纤维掺量下GRC板的破坏模式,分析了试件荷载-位移曲线的发展规律,并通过断裂能研究了纤维的增强增韧作用.结果表明,当掺杂的玻璃纤维的体积分数在0.5%~2.0%时,试件峰值荷载随着定向纤维体积分数的增加呈增大趋势;添加纤维的试件在底部出现裂缝后,仍具有一定的承载力,此时纤维虽然发生损伤但未断裂;随着纤维掺量的增加,试件的裂缝扩展路径愈加曲折,发生破坏时做的功更多,韧性更好.研究结果可为定向玻璃纤维增强水泥材料的加固提供参考.

玻璃纤维增强水泥基材料收缩性能研究

主要研究了胶凝材料组成及纤维掺量对玻璃纤维增强水泥(Glass fiber reinforced cement,GRC)的干燥收缩和自收缩性能的影响。通过等温量热仪、X射线衍射仪对不同类型的胶凝材料的早期水化放热及不同龄期的水化产物进行表征和分析,探讨了胶凝材料组成对GRC材料收缩性能的作用机理。试验结果表明:采用硫铝酸盐水泥制备的GRC材料其长期干燥收缩及自收缩最小,采用硅酸盐水泥制备的GRC材料干燥收缩及自收缩均较大,而掺入粉煤灰、硅灰等矿物掺和料可有效的降低GRC材料的干燥收缩和自收缩。同时,总体来看玻璃纤维掺量对GRC材料的收缩性能的影响相对较小,但适当掺量的玻璃纤维可一定程度上降低GRC材料的干燥收缩及自收缩。

白云石粉填料对玻璃纤维增强氯氧镁水泥复合材料力学性能的影响

在一定范围内,玻璃纤维增强氯氧镁水泥复合材料的抗压强度随着白云石粉的加入量的增加而增加,同时,加入白云石粉填料后,玻璃纤维增强氯氧镁水泥复合材料的抗弯强度、抗冲击强度都有提高,材料的韧性也有明显的改善。并对其机理进行了探讨。

玻璃纤维增强水泥基材料组成优化设计与性能

为制备高性能和长寿命的玻璃纤维增强水泥基材料(GRC),采用多因素(水胶比、胶砂比、玻璃纤维掺量及矿物掺合料种类)试验设计方法,基于性能设计制备新型GRC,并对其长期力学强度的发展规律进行了研究。同时利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪对新型GRC的水化产物及微结构进行了表征。结果表明:水胶比优选范围是0.30~0.38;胶砂比优选范围是1.0∶0.5~1.0∶1.2;纤维最佳体积掺量是2%;纯硅酸盐水泥系列GRC28d后抗折强度下降,粉煤灰和硅灰可以与基体孔隙液中的Ca(OH)2反应,有效降低了Ca(OH)2含量和碱度,改善了玻璃纤维在长期水化中被脆化和腐蚀的情况。因此,采用粉煤灰和硅灰替代部分硅酸盐水泥制备GRC,可使其抗折强度持续增长并保持相对稳定。