玄武岩纤维混凝土的特性及应用
玄武岩纤维特性及简介
玄武岩纤维主要特性及用途简介玄武岩纤维是一种无机非金属纤维，有它独特的性能和应用市场。
玄武岩纤维只有强度高、耐高温、耐久性好、耐腐蚀（耐酸耐碱）、不吸水、介电性能好，防辐射、有一定的吸波和透波等综合性能、性价比也适中的特点。
1.玄武岩纤维的使用温度范围为260~650℃；玻璃纤维为380℃，玄武岩纤维在400℃时，其断裂强度保持在85%；在600℃时，其断裂强度仍能够保持65%。
而且其超低温使用性能很独特。
2.抗拉强度（单丝强度）玄武岩纤维的抗拉强度为3000~4800M pa，与高强S玻纤很相近。
3.耐酸性：玄武岩纤维在饱和Ca(OH)2溶液以及在水泥等碱性介质中耐久性好，能保持高度的稳定性，可代替钢筋用作混凝土建筑结构的增强材料，制作桥梁等大型建筑的结构件。
随着我国玄武岩纤维的批量生产，玄武岩纤维增强水泥再次被业界重视，原来用聚丙烯纤维增强水泥混凝土的部分建材企业积极采用玄武岩纤维增强水泥及其混凝土；另一些建筑结构加固、补强和修复，都取得了较好的效果。
利用玄武岩纤维较高的抗拉强度这一特点，加上它具有与水泥、混凝土的亲和力和耐碱性，在建筑增强领域中的应用具有较大优势和发展潜力。
4.化学稳定性：玄武岩纤维含有的K2O、MgO和TiO2等成分对提高纤维耐化学腐蚀及防水性能起到重要的作用，玄武岩纤维与玻璃纤维在3小时消费者后纤维质量损失的对比情况：在水中玄武岩纤维损失0.002而玻璃纤维则损失0.007；2NNaOH 的溶液里两者分别为0.0275和0.06：在2NHCL中玄武岩纤维仅损失0.022，而E玻璃纤维则损失0.389。
5.热振稳定性玄武岩纤维在200℃下的热振稳定性很好。
采用玄武岩纤维和环氧树脂制成的复合材料在军品和民品上也获得很大的进展，如在喷火口处具有强大的热振冲击力时，玄武岩纤维复合材料也能保持非常好的热振稳定性，加之玄武岩纤维的伸长率高于碳纤维，所以玄武岩纤维还可以制作耐热的复合材料、绝热绝缘复合材料：如仪表盘，电器附件，耐磨高温齿轮、密封件，耐高温衬垫、船舶的绝热材料。
玄武岩纤维混凝土工程应用案例
一、概述玄武岩纤维混凝土是一种利用玄武岩纤维增强混凝土的新型材料，具有优良的力学性能和耐久性，广泛应用于工程建筑领域。
本文将介绍玄武岩纤维混凝土在工程应用中的案例分析。
二、玄武岩纤维混凝土的性能特点1. 玄武岩纤维混凝土具有较高的抗压、抗折、抗拉强度，能够显著提高混凝土的抗裂性能和抗冲击性能。
2. 该材料耐腐蚀性能好，具有优异的耐久性和抗渗性能，适用于各类工程环境。
三、玄武岩纤维混凝土应用案例1. 高速公路桥梁工程在某高速公路桥梁工程中，采用了玄武岩纤维混凝土进行桥梁的主体结构施工。
由于桥梁的使用环境复杂，需要耐久性和抗风化能力强的混凝土材料。
经过实验和实际施工验证，玄武岩纤维混凝土在该工程中表现出了较好的性能，为桥梁的使用和维护提供了可靠的保障。
2. 高层建筑结构工程某高层建筑结构工程采用了玄武岩纤维混凝土作为结构梁柱的主要材料。
该建筑结构要求混凝土材料具有较高的抗震性能和耐久性，玄武岩纤维混凝土在此次工程中得到了充分的应用和验证，取得了良好的施工效果和使用效果。
3. 水利水电工程在某水利水电工程中，需要使用具有耐水蚀和耐磨性能的混凝土材料。
经过专业团队的研究和论证，采用了玄武岩纤维混凝土进行水利水电工程的隧道施工。
该材料在工程中展现出了良好的性能表现，为工程的顺利运行和安全使用提供了坚实的基础。
四、总结玄武岩纤维混凝土作为一种新型的混凝土材料，在工程应用中得到了广泛的验证和推广。
其优异的力学性能和耐久性，使其成为了各类工程建筑领域备受青睐的建筑材料。
相信随着技术和应用的不断深入，玄武岩纤维混凝土在工程应用中将会发挥更加重要的作用，为工程建设和发展提供更加可靠的保障。
五、玄武岩纤维混凝土的成本效益1. 玄武岩纤维混凝土具有优异的性能，但其成本相对较高，一度成为限制其大规模应用的因素。
然而，随着技术的不断进步和生产规模的扩大，玄武岩纤维混凝土的成本逐渐降低，使其成本效益得到提升。
2. 在实际工程中的应用案例显示，玄武岩纤维混凝土的使用周期长，维护成本低，能够充分体现其较高的成本效益。
玄武岩纤维水泥混凝土应用技术手册
玄武岩纤维水泥混凝土应用技术手册玄武岩纤维水泥混凝土应用技术手册1、短切玄武岩纤维玄武岩纤维是一种无机纤维材料，用纯天然火山喷出岩为原料，经1450～1500℃高温熔融后快速拉制而成的连续纤维，其外观为金褐色，具有卓越的综合性能和较低的价格，在讲究绿色、环保、节约资源的今天，玄武岩纤维是一种理想的材料，具有广阔的应用领域和发展前景。
短切玄武岩纤维是由相应的连续玄武岩纤维基材为原料短切而成的长度小于50mm，能均匀分散在水泥混凝土中的无机矿物纤维。
2、短切玄武岩纤维的特性（1）原材料的天然性。
由于生产连续玄武岩纤维的原料取决于天然的火山喷出岩，除了它与生俱来就具有很高的化学稳定性和热稳定外，其中并没有与人类健康有害的成分。
（2）性能的综合性。
玄武岩纤维是名副其实的“多能”纤维。
譬如既耐酸又耐碱、既耐低温又耐高温，既绝热电绝缘又隔音，拉伸强度超过大丝束碳纤维，断裂延伸率比小丝束的碳纤维还要好，具有较高的抗压缩强度、剪切强度和在耐恶劣环境中使用的适应性、抗老化性等有优异的综合性能。
（3）成本的低廉性。
水泥混凝土用的玄武岩纤维价格明显低于钢纤维、碳纤维等，和合成纤维相当。
（4）天然的相容性。
玄武岩纤维是典型的硅酸盐纤维，用它与水泥混凝土和砂浆混合时很容易分散，新拌玄武岩纤维混凝土的体积稳定、和易性好、耐久性好，具有优越的耐高温性、防渗抗裂性和抗冲击性。
除了它具有强度高、防渗抗裂、耐高温、耐酸碱腐蚀能力强、抗冲击性好等一系列优点外，它还在我国分布较广，价格便宜，造价低，还兼有绿色、环保、节约资源等优势，产品符合国家相关产业政策。
且大量试验证明玄武岩纤维对混凝土性能有很好的改善作用，与钢纤维和合成纤维相比，玄武岩纤维的结合性更好，玄武岩纤维抗腐蚀耐锈蚀性均好于其它纤维。
因此，玄武岩纤维用于水泥混凝土中有其自身的优势和特点，相比钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、合成纤维混凝土和碳纤维混凝土较有明显的性能、价格等综合优势3、玄武岩纤维的技术指标随着国家863计划“玄武岩纤维及其复合材料”等课题的研发完成，《水泥混凝土和砂浆用玄武岩纤维》（GB/T 23265-2009）国家标准及《公路工程玄武岩纤维及其制品第1部分：玄武岩短切纤维》（JT/T 776.1-2010）交通部标准的实施，玄武岩纤维在水泥混凝土中的得到了全面的应用。
玄武岩纤维水泥混凝土应用技术手册
《玄武岩纤维水泥混凝土应用技术手册》摘要：
本文档主要介绍了玄武岩纤维水泥混凝土的应用技术。
首先介
绍了玄武岩纤维水泥混凝土的概念和特点，然后详细讲解了它的应
用范围、施工工艺以及质量控制等方面的内容。
通过本文档的学习，读者可以全面了解玄武岩纤维水泥混凝土的应用技术，为实际工程
中的应用提供指导和参考。
1. 玄武岩纤维水泥混凝土的概念和特点
1.1 概念
1.2 特点
2. 玄武岩纤维水泥混凝土的应用范围
2.1 建筑领域
2.2 道路和桥梁
2.3 地下工程
2.4 其他应用领域
3. 玄武岩纤维水泥混凝土的施工工艺
3.1 原材料准备
3.2 配料和搅拌
3.3 浇筑和振捣
3.4 养护
4. 玄武岩纤维水泥混凝土的质量控制
4.1 原材料质量控制
4.2 施工过程质量控制
4.3 检测和检验
5. 玄武岩纤维水泥混凝土应用技术的优势和局限性5.1 优势
5.2 局限性
6. 玄武岩纤维水泥混凝土应用实例分析
6.1 建筑领域应用实例
6.2 道路和桥梁应用实例
6.3 地下工程应用实例
6.4 其他应用领域实例
7. 结论
通过本文档对玄武岩纤维水泥混凝土的应用技术进行了全面的介绍和分析。
玄武岩纤维水泥混凝土在建筑、道路、桥梁和地下工程等方面有着广泛的应用前景。
在实际应用过程中，需要严格控制原材料和施工质量，并且不断实践和总结经验，以提高玄武岩纤维水泥混凝土的应用效果。
相信通过本文档的学习，读者将对该技术有更深入的了解，并能够在实际工程中正确应用。
玄武岩纤维水泥混凝土应用技术手册
玄武岩纤维水泥混凝土应用技术手册文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]玄武岩纤维水泥混凝土应用技术手册玄武岩纤维水泥混凝土应用技术手册1、短切玄武岩纤维玄武岩纤维是一种无机纤维材料，用纯天然火山喷出岩为原料，经1450～1500℃高温熔融后快速拉制而成的连续纤维，其外观为金褐色，具有卓越的综合性能和较低的价格，在讲究绿色、环保、节约资源的今天，玄武岩纤维是一种理想的材料，具有广阔的应用领域和发展前景。
短切玄武岩纤维是由相应的连续玄武岩纤维基材为原料短切而成的长度小于50mm，能均匀分散在水泥混凝土中的无机矿物纤维。
2、短切玄武岩纤维的特性（1）原材料的天然性。
由于生产连续玄武岩纤维的原料取决于天然的火山喷出岩，除了它与生俱来就具有很高的化学稳定性和热稳定外，其中并没有与人类健康有害的成分。
（2）性能的综合性。
玄武岩纤维是名副其实的“多能”纤维。
譬如既耐酸又耐碱、既耐低温又耐高温，既绝热电绝缘又隔音，拉伸强度超过大丝束碳纤维，断裂延伸率比小丝束的碳纤维还要好，具有较高的抗压缩强度、剪切强度和在耐恶劣环境中使用的适应性、抗老化性等有优异的综合性能。
（3）成本的低廉性。
水泥混凝土用的玄武岩纤维价格明显低于钢纤维、碳纤维等，和合成纤维相当。
（4）天然的相容性。
玄武岩纤维是典型的硅酸盐纤维，用它与水泥混凝土和砂浆混合时很容易分散，新拌玄武岩纤维混凝土的体积稳定、和易性好、耐久性好，具有优越的耐高温性、防渗抗裂性和抗冲击性。
除了它具有强度高、防渗抗裂、耐高温、耐酸碱腐蚀能力强、抗冲击性好等一系列优点外，它还在我国分布较广，价格便宜，造价低，还兼有绿色、环保、节约资源等优势，产品符合国家相关产业政策。
且大量试验证明玄武岩纤维对混凝土性能有很好的改善作用，与钢纤维和合成纤维相比，玄武岩纤维的结合性更好，玄武岩纤维抗腐蚀耐锈蚀性均好于其它纤维。
因此，玄武岩纤维用于水泥混凝土中有其自身的优势和特点，相比钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、合成纤维混凝土和碳纤维混凝土较有明显的性能、价格等综合优势3、玄武岩纤维的技术指标随着国家863计划“玄武岩纤维及其复合材料”等课题的研发完成，《水泥混凝土和砂浆用玄武岩纤维》（GB/T 23265-2009）国家标准及《公路工程玄武岩纤维及其制品第1部分：玄武岩短切纤维》（JT/T 776.1-2010）交通部标准的实施，玄武岩纤维在水泥混凝土中的得到了全面的应用。
试谈玄武岩纤维在建筑材料领域的应用
试谈玄武岩纤维在建筑材料领域的应用玄武岩纤维是一种由玄武岩矿石提炼而来的高性能纤维材料，具有优异的物理和力学性能。
它在建筑材料领域的应用广泛，不仅可以提升建筑材料的性能，还可以改善建筑结构的力学特性和阻燃性能。
下面将详细介绍玄武岩纤维在建筑材料领域的应用。
玄武岩纤维可以用来增强混凝土等建筑材料的力学性能。
混凝土是一种普遍使用的建筑材料，但它的强度和耐久性往往不够理想。
通过加入玄武岩纤维，可以显著提高混凝土的抗拉强度、抗冲击性能和耐久性。
玄武岩纤维具有高拉伸强度和高模量的特点，可以有效抵抗外部力的作用，防止混凝土的开裂和断裂。
玄武岩纤维与混凝土之间的粘结力强，可以增加混凝土的承载能力和稳定性，提升建筑物的抗震性能。
玄武岩纤维还可以应用于建筑材料的防火和耐火性能改进。
玄武岩纤维属于非金属阻燃材料，其熔点高达1200℃以上，具有良好的耐高温性能。
在建筑物的墙体、地板和屋顶等部位加入玄武岩纤维，可以有效提高建筑材料的耐火等级，增加火灾事故的安全系数。
玄武岩纤维可以阻止火焰和热量的扩散，延缓火势的蔓延时间，为人们疏散争取更多的时间，减少火灾损失。
玄武岩纤维还可以用于建筑材料的隔热和隔音性能改善。
玄武岩纤维的细长形状和低导热性使其成为理想的隔热材料，可以有效阻断热量的传递，减少建筑物内外温度的交换，降低建筑物的能量消耗。
玄武岩纤维还具有良好的吸声性能，可以吸收并分散噪音，减少环境噪音对建筑物内部的影响，改善居住和工作环境。
玄武岩纤维还可以用于建筑材料的轻量化设计。
传统的建筑材料往往密度较大，不利于建筑物的自重控制和施工效率。
而玄武岩纤维具有轻质高强的特点，可以在减小建筑材料重量的同时保持其强度和稳定性。
这不仅可以降低建筑物的整体荷载，还可以加快施工进度，减少使用材料的成本，提高建筑物的节能性能。
玄武岩纤维复合材料的特性与应用
玄武岩纤维复合材料的特性与应用玄武岩是一种火山岩，具有坚硬的质地和良好的耐磨性，因此在建筑和景观设计中得到广泛应用。
而玄武岩纤维复合材料则是将玄武岩制成纤维，与树脂等材料组合而成的新型材料，具有玄武岩的优良性能和纤维复合材料的轻质高强特性，被广泛应用于各个领域。
本文将介绍玄武岩纤维复合材料的特性与应用，以便更好地了解这种新型材料的优点与潜在的应用领域。
1. 高强度和高韧性玄武岩本身就具有很高的硬度和耐磨性，将其制成纤维后，可以增强复合材料的强度和韧性。
与其他纤维复合材料相比，玄武岩纤维复合材料具有更高的抗压强度和抗弯强度，可以承受较大的外部载荷而不易发生断裂。
2. 耐高温和耐腐蚀玄武岩属于火山岩类，具有良好的耐高温和耐腐蚀性能。
将其制成纤维复合材料后，可以在高温环境下长期稳定工作，不易发生变形和损坏，同时也能够抵抗化学物质的侵蚀，具有较好的耐腐蚀性能。
3. 轻质化相比金属材料，玄武岩纤维复合材料具有更轻的重量，可以降低结构的自重，提高整体的载荷性能。
在一些对重量要求较高的场合，如航空航天领域和汽车制造领域，玄武岩纤维复合材料可以发挥其轻质高强的优势。
4. 易加工和成型玄武岩纤维复合材料可以通过模压、挤出、注塑等工艺加工成各种形状和尺寸的制品，具有较好的成型性能。
可以满足不同应用场合对成型复杂性的要求，是一种具有良好加工性能的材料。
5. 可降解性玄武岩本身是天然形成的矿石，在环境中具有良好的可降解性，不会对环境造成污染。
玄武岩纤维复合材料具有较好的环保性能，是一种可持续发展的材料。
二、玄武岩纤维复合材料的应用1. 建筑领域玄武岩纤维复合材料可以制作成各种装饰板材、管道、地砖等建筑材料，具有良好的耐磨性和耐候性，可以应用于室内外墙面装饰、地面铺装、园林景观等方面。
2. 汽车制造领域玄武岩纤维复合材料具有较好的轻质高强性能，可以用于汽车车身、内饰件、底盘等部件的制造，可以降低汽车的整体重量，提高燃油经济性和行驶稳定性。
试谈玄武岩纤维在建筑材料领域的应用
试谈玄武岩纤维在建筑材料领域的应用
玄武岩纤维是一种由玄武岩矿石经过特殊加工处理制成的纤维材料，具有优良的物理性能和化学稳定性，被广泛应用于建筑材料领域。
首先，玄武岩纤维在混凝土中的应用。
混凝土是建筑中常用的材料，它的强度、耐久性和抗裂性能是评价混凝土质量的重要指标。
添加适量的玄武岩纤维可以有效改善混凝土的强度和耐久性，增加混凝土的韧性和抗裂能力，提高抗疲劳性能和抗冲击性能。
玄武岩纤维还可以防止混凝土的收缩和开裂，提高混凝土的抗渗性和耐久性。
此外，玄武岩纤维还可以减少混凝土的温度变化和热应力，提高耐火性能，增强混凝土的防火性能。
其次，玄武岩纤维在保温材料中的应用。
保温材料是建筑中常用的材料，用于保持室内外温度的稳定性。
玄武岩纤维具有优良的导热性能和隔热性能，可以有效降低建筑物的能耗，提高能源利用效率。
玄武岩纤维可以制成纤维板、纤维毯等形式，用于墙体保温、屋顶保温和地板保温。
它具有良好的柔韧性，可以适应各种复杂建筑结构的要求，同时还具有防火、防震和防虫等功能，提高建筑物的安全性和舒适性。
此外，玄武岩纤维还可以用于建筑材料中的增强材料。
增强材料是一种用于增加材料强度和韧性的材料，常用于加固和修复建筑结构。
玄武岩纤维具有卓越的抗拉强度和抗冲击性能，可以作为增强材料应用于建筑结构的加固、修复和防护。
例如，可以将玄武岩纤维与树脂混合，制成复合材料板，用于加固和修复建筑结构中的裂缝和损坏处。
这种复合材料具有高强度、高韧性和耐久性，可以显著提高建筑结构的承载能力和抗震性能，延长建筑物的使用寿命。
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Ana lysis on Ulti m a te Bear i n g Capac ity of Rock Founda ti onHOU Da 2wei(Chongqing Survey I nstitute,Chongqing 400020,China )Abstract:Many high 2risie buildings are based on r ock foundati on in mountainous city,s o how to evaluate the bearing capacity of r ock foundation is the core for r ock foundation engineering .In view of the influence ofcentral major stress and lithology and rock structure characteristics on rock foundati on bearing capacity,this paper equates j ointing r ock with discontinuous mediu m characteristics to continuous medium,and then seeks for s olution with instant fricti on angle and slip 2line field theory .It establishes analysis model for ulti m atebearing capacity of r ock foundation and verifies feasibility of the model through calculati on .Key words:r ock foundation;ulti m ate analysis;slip 2line field theory;bearing capacity收稿日期:2009-02-23作者简介:武 迪(1984-),男,山东泰安人。
硕士研究生,主要从事钢筋混凝土结构方面的研究。
E 2mail:wudi610@ 。
玄武岩纤维混凝土的特性及应用武 迪,邵式亮(空军工程大学工程学院,西安 710038)摘 要:介绍玄武岩纤维的发展及特点,归纳、总结了玄武岩纤维混凝土(BFRC )的主要特征。
对近年来玄武岩纤维在混凝土结构的抗冲击、加固补强、耐腐蚀性和动态能量耗散等方面的研究进行了阐述,有助于玄武岩纤维混凝土在实际工程中的推广应用。
关键词:玄武岩纤维混凝土;增强增韧;加固补强;动态能量耗散中图分类号:T U5281572 文献标志码:A 文章编号:1003-8825(2010)02-0037-030 引言玄武岩纤维是一种由火山喷发形成的玄武岩矿石经高温熔融、拉丝而成的无机纤维材料,其外观为深褐色,色泽与碳纤维相似。
作为国内最近几年刚刚研发出的一种新型纤维材料,玄武岩纤维具有独特的力学性能、良好的稳定性以及较高的性价比,这使其成为一种良好的混凝土增强材料,在建筑领域有着广阔的应用前景。
1 玄武岩纤维111 发展概况玄武岩纤维于1953～1954年由前苏联莫斯科玻璃和塑料研究院开发。
1985年,第一台工业化生产炉于乌克兰纤维实验室(TZI )建成投产,采用200孔漏板、组合炉拉丝工艺。
在2002年前,前苏联诸国每年大约有500t 连续玄武岩纤维产品,主要用于军工行业。
现今玄武岩纤维生产池窑已发展到年产700t 规模,使用400孔漏板拉丝技术[1]。
俄罗斯与乌克兰在玄武岩纤维研究、生产及制品的开发上,代表了世界的最高水平,其生产的玄武岩纤维产品性能稳定,且已开发出了上百个品种。
美国对玄武岩纤维的研究虽然起步较晚,但其生产池窖现已发展到1000～1500t 规模,使用800孔漏板拉丝技术。
近几年来,德国、日本等国也相继展开了这方面的研究工作,并取得了一系列新的应用研究成果。
目前,我国玄武岩纤维的研究开发、制备和应用尚处于较为初级的阶段,但部分技术已经达到了国际先进水平,且其应用领域也在不断拓展。
112 主要特点玄武岩纤维与碳纤维、芳纶纤维等其它高科技纤维相比,具有很多独特的优点。
它具有很好的耐温性能,可在-269～700℃范围内连续工作;有优良的化・73・武 迪,等;玄武岩纤维混凝土的特性及应用学稳定性,耐酸、耐碱、耐腐蚀性能好;抗拉强度高,弹性模量大,耐磨性好。
此外,玄武岩纤维还具有绝缘性能好,高温过滤性佳、抗辐射、良好的透波性能等特点。
表1为连续玄武岩纤维(CBF )的一些主要技术指标。
表1 连续玄武岩纤维的主要技术指标表性能指标数值使用温度/℃-269～700粘结温度/℃1050导热系数/(W ・m -1・°K -1)0103～01038单丝直径/μm 7～15密度/(kg ・m -3)2650弹性模量/GPa 93～110拉伸强度/MPa4150～48002 玄武岩纤维混凝土的主要特性玄武岩纤维增强混凝土(basalt fiber reinforcedconcrete,BFRC )就是将玄武岩连续纤维或不连续纤维按合理的用量和适当的方式掺入混凝土中,而形成的一种新型混凝土复合材料。
在土木工程领域,为了改善混凝土的脆性大、易开裂和耐腐蚀性能差等弊端,利用玄武岩纤维的力学和功能性,用混凝土作基体制成玄武岩纤维增强混凝土材料,这充分体现了混凝土复合材料“性能与经济效应超叠加”的设计思想[2]。
将玄武岩纤维合理地掺入混凝土中,可在保留混凝土抗压强度高等优点的同时,大大增加其抗拉、耐磨和抗冲击等性能,可在混凝土工程中起到加固补强、增强增韧、延长使用寿命等作用。
玄武岩纤维是典型的硅酸盐纤维,具有天然的相容性,用它与水泥混凝土和砂浆拌和时很容易分散,因此,新拌玄武岩纤维混凝土体积稳定,且和易性较好。
与普通混凝土相比,玄武岩纤维混凝土还具有优越的耐温性、抗收缩性以及耐腐蚀性,这有利于提高混凝土工程的耐久性,扩大混凝土的使用范围。
在混凝土中合理地掺入玄武岩纤维,还可提高混凝土的抗冲击性能,降低其脆性,改善混凝土的力学性能。
另外,由于生产玄武岩纤维的原料取自于天然的火山岩喷出岩,且原料中几乎不含有对人类健康有害的成分,在如今节约资源、绿色环保、以人为本的社会,玄武岩纤维混凝土在建筑工程领域的推广也具有重大而深远的意义。
211 承载能力高抗冲击性能好混凝土最大的缺陷就是抗拉强度低,容易收缩开裂,在冲击荷载下极易遭到破坏,破坏呈现出显著的脆性,这严重影响了建筑结构特别是一些特殊混凝土工程的安全性和可靠性。
利用玄武岩纤维的高模量、耐冲击和成本低的优势,在混凝土中掺入短切玄武岩纤维,可有效地降低混凝土的脆性,提高其承载力,改善其抗裂性能和抗冲击能力。
同时,由于玄武岩纤维较细,比表面积大,单位体积内纤维根数多,在混凝土内部易构成一种均匀的三维乱向分布的网络体系,这一均匀的乱向网络体系也有助于提高混凝土受冲击时对于动能的吸收。
试验表明[3],均匀分布的玄武岩纤维对于混凝土的冲击力学性能具有一定的改善效果,通过对玄武岩纤维混凝土(BFRC )和碳纤维混凝土(CFRC )冲击力学性能的对比发现:玄武岩纤维对混凝土的增强、增韧效果明显优于碳纤维,当纤维的掺量为011%(体积分数)时,玄武岩纤维的增强、增韧效果最佳。
因此,玄武岩纤维可用于机场跑道、高速公路等经常受到冲击荷载作用的混凝土工程中,同时也可以在国防工程中发挥重要的作用。
当然,对于玄武岩纤维混凝土冲击力学性能,目前研究的还相对较少,其实际应用仍需要在理论研究和工程施工等方面作大量工作。
212 加固补强性价比高目前在混凝土结构的加固中应用比较多的新型纤维增强材料是碳纤维增强塑料(CFRP )和玻璃纤维增强塑料(GFRP ),其中CFRP 的强度和耐腐蚀性最为理想,加固效果最好。
碳纤维加固是近年来应用在土木工程中的一种新型补强技术,该技术能在不增加结构物荷重的前提下达到高效的加固目的,但碳纤维的价格太高,且我国碳纤维原丝基本上依赖进口,技术又受到美、日等国的封锁。
而GFRP 虽有价格上的优势,但其力学性能比碳纤维差,且有些物理性能也不够理想,从而影响了在实际工程中的应用。
玄武岩纤维作为一种无机纤维材料,有着较好的物理力学性能,性价比高,受力后与混凝土也具有良好的变形协调性,可为混凝土结构的加固提供另一种新型的纤维增强材料。
吴栋等的试验研究表明[4],对混凝土结构的加固,连续玄武岩纤维片材具有与碳纤维相似的效果,有着耐腐蚀、质量轻、施工方便等优点,更具成本低、价格便宜等独特优势。
所以,玄武岩纤维可替代碳纤维应用于混凝土梁、板、柱、墙等结构的加固补强和结构物的抗震加固中,发展前景十分广阔。
213 耐腐蚀性和化学稳定性可靠目前,大量的混凝土设施包括堤坝、港口深水码头、跨海大桥、机场跑道等经常受到高湿度、酸、碱、盐类介质的作用,暴露出化学稳定性差和钢筋锈蚀等一系列问题。
玄武岩纤维中含有K 2O,Mg O,Ti O 2等成分,这对于提高纤维耐化学腐蚀及防水性能起到至关重要的作用。
研究发现,玄武岩纤维在碱性溶液中具有独特的化学稳定性,耐酸性比ECR 玻璃・83・路基工程Subgrade Engineering 2010年第2期(总第149期)纤维还要好,具有明显的耐酸耐碱性;另外,该纤维防水性能好,属于一级防水材料。
因此,利用玄武岩纤维增强混凝土可以在提高混凝土耐腐蚀性的同时,较好地解决钢筋的锈蚀问题,从而大大提高混凝土结构的可靠性和耐久性。
同时,造价与碳纤维相比却低很多,优越性十分明显。
214 良好的动态能量耗散性能柔性纤维混凝土复合材料是上世纪80年代后期出现的一种新型材料,它主要是由新的工艺与柔性增强纤维所构成,使得混凝土的弹性增加,并且能够承受较大的变形。
柔性纤维混凝土有较高的承载能力和良好的动力性能,不仅使材料在高应力下表现高强度和高刚度的行为,而且可以增大能量耗散,改善其动力性能[5]。
柔性玄武岩纤维由于具有多孔结构和排列方式的无规则性,吸波性能好,对动力波的传递有良好的衰减作用,在水泥和混凝土中合理地掺入柔性玄武岩纤维,可使混凝土结构的能量耗散性能有较大程度的增长。
所以,柔性玄武岩纤维可以应用在建筑结构的减振、抗震、消能以及隔音降噪中;同时,这一性能的研究对于一些特殊的混凝土防护结构的抗爆、抗冲击能力也具有重要而深远的意义。
215 独特的耐高温性能玄武岩纤维具有突出的耐高温性能,其温度使用范围为:-269～700℃(软化点为960℃),而玻璃纤维为-60～450℃。