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1、玄武岩纤维混凝土的发展及研究前景一综合论述楚建耐2011.肇玄武岩纤维混凝土帕发展及研夯前景陈峰(福,jq1大学环境与资源学院,福建福州350108)摘要玄武岩纤维相较于其他纤维材料而言具有更加优越的特性.本文介绍了玄武岩纤维的发展概况和主要特点,着重阐明了玄武岩纤维混凝土的力学性能,耐久性和耐高温性,并介绍了目前玄武岩纤维混凝土在土木工程领域的主要应用.还提出了玄武岩纤维高性能混凝土在土木工程领域中的研究前景.关键词纤维混凝土;玄武岩纤维;力学性能;高性能DevelopmentandresearchprospectofbasaltfiberreinforcedconcreteCHENFeng
2、(CollegeofEnvironmentandResource,FuzhouUniversity,Fuzhou,350108,China)Abstract:Iebasaltfiberhasmoresuperiorcharacteristiccomparingwithotherfibermaterials.Thedevelopmentandfeaturesofbasaltfiberwereintroducedinthispaper.n1emechanicsproperties.durabilityandhightemperatureresis-tantofbasaltfiberreinforc
3、edconcretewereemphasizedfrommanyaspects.Andtheapplicationofthisconcretewasalsopresent.Intheend,theresearchprospectofhighperformanceconcretereinforcedbybasaltfiberwasputforwardinordertosolvemorecivilengineeringproblems.Keywords:fiberconcrete,basaltfiber,mechanicalproperties,highperformance随着科技的发展.钢筋混
4、凝土结构在岩土及地下工程中的应用越来越广泛,但混凝土材料的工作性,抗裂性及耐腐蚀性等一直困扰着工程界.玄武岩纤维作为一种新型无机纤维材料,其抗拉强度高,弹性模量大,耐腐蚀和化学稳定性好,并且造价低廉,已被列为我国中长期重要发展的四大高新技术纤维之一,因而在工程领域有着广泛的应用前景,具有显着的经济效益和社会效益【1-2.1玄武岩纤维1.1玄武岩纤维发展概况1954年前苏联的莫斯科玻璃和塑料研究院开发研制成功.在2002年以前,前苏联的各个成员国每年能产出约500t的玄武岩纤维产品,主要用于军工产业,而今已经发展到年产700t以上的规模.其中,俄罗斯与乌克兰已开发出上百个玄武岩纤维产品品种,且性
5、能稳定,能代表当今世界的最高水平四.美国对玄武岩纤维的研究虽然起步较晚,但产能很大,目前已发展到每年10001500t的规模.而德国,日本等国近些年也在逐步开展玄武岩纤维的研发及应用,取得了一定的成果20o2年连续玄武岩纤维生产工艺研究被列为我国863高科技项目.并于2005年成功研发了玄武岩纤维.虽然由于起步较晚导致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,但在广大科技工作者的努力下,部分技术已达到国际先进水平,且其应用领域也在不断扩展.1.2玄武岩纤维的主要特点玄武岩纤维(BasaltFiher)是玄武岩石料在145015O0熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤
6、维.?8?具有性价比高,抗拉强度高,耐腐蚀,耐高温,抗裂性能好等优点.玄武岩纤维是以玄武岩矿石为原材料,经过熔融纺丝制备的新型纤维,其熔化过程中碱金属氧化物析出很少,排放的烟尘中无有害物质,是无污染的绿色纤维材料.表1为玄武岩纤维的主要技术指标.表1玄武岩纤维主要技术指标2玄武岩纤维混凝土特性玄武岩纤维混凝土就是将玄武岩连续纤维按照合适的掺量和方法掺人混凝土中,从而形成的混凝土复合材料.为了改善混凝土脆性,易开裂及耐腐蚀性差等缺点.用混凝土作为基体,并利用玄武岩纤维的力学和功能性.制成了玄武岩纤维增强混凝土材料,可在保留混凝土抗压强度高等优点的同时,显着提高抗拉,耐磨和抗冲击等性能.玄武岩纤维
7、在混凝土工程中可起到加固补强,增强增韧,延长寿命等作用H.玄武岩纤维是典型的硅酸盐纤维.其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第5期(总第124期)楚建橱综合论述性,和易性和耐久性好,以及优越的耐高温性,防渗性,抗裂性和抗冲击性.并且,玄武岩纤维的原料取自天然火山岩喷出岩,是一种绿色环保材料,在如今节约资源,以人为本的社会中,因此玄武岩纤维混凝土在建筑工程领域的推广也具有重要的意义.2.1玄武岩纤维混凝土的力学性能混凝土是典型的脆性材料,抗拉强度低且容易收缩开裂,容易受冲击荷载作用而产生破坏,这都严重影响了混凝土结构特别是一些重要工程结构的安全.若利用玄武岩纤维的
8、高模量,耐冲击以及低成本优势.在混凝土中掺入短切玄武岩纤维能有效减小混凝土的脆性,提高承载力,并能改善抗裂性和抗冲击能力.并且,玄武岩纤维较细而使得其比表面积较大.则单位体积内纤维根数多,在混凝土内部易构成均匀的三维乱向分布体系.这也有助于提高混凝土受冲击时对于动能的吸收.李为民嘲的研究表明,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,通过对比试验可知,玄武岩纤维的增强,增韧效果明显优于碳纤维,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.潘惠敏句通过试验得出,掺加玄武岩纤维能有效提高混凝土抗压和抗折强度.抗压强度最大提高了2O%,抗折强度最大
9、提高了22%.廉杰等人在混凝土中掺人乱向短切玄武岩纤维后发现混凝土的强度及抗裂性均得到改善,无论是抗压,劈拉还是弯拉强度均有明显提高,且试件的破坏形态明显由脆性向延性转变2_2玄武岩纤维混凝土的耐久性及耐高温性如港口码头,堤坝,跨海大桥等混凝土结构经常受到酸,碱,盐类介质的腐蚀作用.从而产生化学稳定性差以及钢筋容易锈蚀等问题.玄武岩纤维中的K20,MgO等成分能提高纤维的耐化学腐蚀以及防水性能.有研究表明,玄武岩纤维在碱性溶液中有不错的化学稳定性.耐酸耐碱性能都很突出.并且,玄武岩纤维属于一级防水材料,所制成的纤维混凝土可以在提高耐腐蚀性的同时,降低钢筋锈蚀的可能,从而提高了混凝土结构的耐久性
10、.玄武岩纤维的软化点为960,其使用温度范围为一260700oC,这明显高于玻璃纤维.并且,玄武岩纤维在400以下工作时,其强度能保持原始强度的85%;在600以下工作时,其强度也能保持原始强度的80%.这也明显高于碳纤维等其他纤维材料.玄武岩纤维混凝土材料具有良好的耐高温性能,可以应用于一些长期处于高温状态下的混凝土结构.3玄武岩纤维混凝土工程应用目前玄武岩纤维混凝土在实际工程已具有很广泛的应用,主要用于道路工程,工业建筑工程,特种混凝土工程以及加固工程中.俄罗斯,美国等国家在寒冷地带的高速公路,机场跑道等采用玄武岩纤维土工布,短切纤维来建造路面,能减少路面的维修费用,增长其使用寿命;俄罗斯
11、利用玄武岩纤维的抗辐射,抗紫外线性能,将其应用于核能发电场的第二后路中的建设和维修;四川华神化学建材有限公司在2003年研发短切玄武岩纤维水泥,混凝土,用于水电站特种混凝土的防渗抗裂,增强增韧等.4玄武岩纤维高性能混凝土研究前景就现在有关玄武岩混凝土的研究与应用来看,玄武岩纤维优势主要体现在:有效控制混凝土非结构裂缝.提高结构物的抗裂性,减少混凝土早期塑性裂缝;玄武岩纤维具有很强的耐腐蚀性;能增强混凝土的延性,抗冲击性,抗渗性;用量较少,价格低廉.然而有研究表明蚪,普通混凝土在水灰比相同的情况下,玄武岩纤维掺量的增加,会明显降低水泥胶砂的流动性,影响其工作性能.并且,玄武岩纤维乱向而松散地掺入
12、混凝土,对提高混凝土的强度并不显着.因此,为了充分利用玄武岩纤维对混凝土的韧性,强度和耐腐蚀性的增强,并改善其工作性,就迫切需要开发具有良好和易性的玄武岩纤维高性能混凝土.将玄武岩纤维的高抗拉强度,高弹模,高耐腐蚀性,低成本的特性与高性能混凝土的高工作性和高强度相结合,配制出性能更加优越的新型纤维混凝土材料,将是玄武岩纤维混凝土结构的一个很好的研究前景,其研究成果可应用于道路,桥梁,建筑结构,岩土及地下工程领域的各种混凝土结构的生产,加固,修复等工程,应用前景十分广阔.5结语玄武岩纤维作为一种新型的混凝土增强材料,其在土木工程领域的应用前景十分广阔.将玄武岩纤维与混凝土相结合,可有效防止混凝土
13、因早期干缩引起的裂缝,有利于提高混凝土的早期抗裂性能,增强混凝土的抗渗,抗冻和抗冲击性能,使混凝土具有优良的力学性能和耐久性,并具有良好的技术经济效益.但目前国内的研究还处于起步阶段.许多问题还有待解决,尤其是为了改善玄武岩纤维混凝土的工作性,迫切需要开发优越工作性和高强度的玄武岩纤维高性能混凝土,这还需要更多的科研工作来实现.相信玄武岩纤维混凝土将是本世纪土木工程领域十分重要的建筑材料之一.参考文献【1】王飙鹏,张伟.玄武岩纤维的性能与应用1.建筑技术与应用,2002,(4):17-182】胡显奇,申屠年.连续玄武岩纤维在军工及民用领域的应用.高科技纤维与应用,2005,30(6):7-13
14、【3石钱华.国外连续玄武岩纤维的发展及其应用】.玻璃纤维,2003,(4):27-314武迪,邵式亮.玄武岩纤维混凝土的特性及应用】.路基工程,2010,(2):37-395】WeiminLi,JinyuXu.MechanicalpropertiesofbasaltfiberreinforcedgeopolymeficconcreteunderimpactingloadingI.MaterialsScienceandEngineefing,505(2):1781866潘惠敏.玄武岩纤维混凝土力学性(下转第65页)?9.第5期(总第124期)是建村施工技术浅谈楼板施工土建和水电敷管安装应如何协调
15、配合张伟(福建汇福建设工程公司,福建福州350001)摘要水电安装与土建施工的有效协调配合,是楼板混凝土工程整体质量得到保证的基础.本文通过处理好土建与水电施工协调问题.使双方在执行质量标准,落实施工方法等方面协调一致,减少问题的发生,在保证建筑工程质量和提高建筑水电敷管质量方面起到重要作用.关键词水电安装;土建;施工质量;控制措施在工程建筑,特别是高层建筑中.时常会遇到楼板有裂缝或渗漏的问题.诚然,导致这两种问题发生的原因不外乎是混凝土配料或钢筋布线.支撑架稳定性等施工质量不能满足设计图纸和施工工艺规范的要求,那么,除此之外,是不是还有其他的原因?本人在施工现场发现.楼板的裂缝或渗漏的问题不
16、仅仅与钢筋或混凝土的施工质量有关,还与配合的电气管线预埋施工有很大关系.管线预埋虽然看起来十分简单,但其实是一项非常重要而又要求细致复杂的工作,会直接影响整个工程质量.1工程施工也要讲究配合和协作电气管线在楼板混凝土内预埋需放置在上下两层钢筋之间.配管时宜沿最近的路线敷设并应减少弯曲,弯曲半径不应小于管外径的l0倍,在必要的管路中加设穿线过路盒,其位置要便于穿线.但在实际工程中,一些工地在进行电气管线预埋时.和土建施工之间缺少配合,各行其是,互不兼顾,结果就无法保证结构整体的施工质量.土建方面未严格控制好楼板的坐标和标高.电气方面的施工人员在楼板的底层钢筋绑扎完毕后就直接在其面上敷设管线和在板
17、底模上装线盒.土建方面也不提任何要求和说明,导致一些管线与钢筋基本上接触在一起,而且往往只顾及管线的最近路线,使一些部位的管线过于密集.这样就造成了混凝土在管线周围的堵塞与包围不密实,混凝土中的水泥浆与钢筋之间的粘结力降低.影响了结构的受力状态,致使楼板产生裂缝或渗漏也就不可避免了.2土建施工和水电安装怎样协调配合首先,土建施工人员必须控制好管线敷设的标高,管子的外面至少要有15mm的混凝土保护层,也就是说管线不能与钢筋直接相接触,至少须间隔15mm,使混凝土中的水泥浆与钢筋之间的粘结力不受影响,而楼板底筋的保护层也应达15mm,底筋纵横直径相加也在20ram以上.这样,管线底离楼板底模的尺寸
18、高度至少就有5em以上.水电施工员应在现场了解土建混凝土实际灌注标高,然后根据预埋管的设计要求进行预埋.其次,由于在承受均布荷载的四边简支正方形板中,当荷载增加时,首先在板底中央出现裂缝,然后沿着对角线方向向四角扩展;在承受均布荷载的四边简支矩形板中,第一批裂缝出现在板底中央且平行于长边方向,当荷载继续增加时,这些裂缝逐渐延伸,并沿45o角方向向四角扩展;单向板裂缝首先在板底中央且平行于长边方向.了解了楼板的这种破坏试验结果后,土建工程师在现场应给电气管线安装的施工人员指出.楼板内的管线最好沿着垂直裂缝的方向并兼顾较近路线分散敷设,这样即保证了楼板结构的施工质量,防止裂缝和渗漏的发生.又能满足
19、管线安装符合设计图纸和施工规范的要求.再者.当各套管及电气线管在混凝土结构内的预留,预埋进行安装隐蔽验收时.土建工程师也应参与协调配合工作.需要结构补强增加钢筋的部位,必须进行加固补强,以确保结构整体质量符合设计图纸和施工规范的要求.切勿因一时微小的疏忽.影响了整体结构的施工质量,而影响结构的正常使用.3结束语在楼板混凝土灌注施工中土建与水电配合是经常遇到的事.其实只要双方认真重视,互通情报,加强施工管理,运用正确的施工方法,协调好土建与水电的施工工艺,使二者在质量标准,施工方法等方面相配合,协调一致,就能减少因水电敷管不妥而影响混凝土灌注质量问题的发生.从而确保建筑工程的整体质量.(上接第9页)能的试验研究卟硅酸盐通报,2009,28(5):955972【7】廉杰,杨勇新,杨萌,等.短切玄武岩纤维增强混凝土力学行能的试验研究U】.工业建筑,2007,37(6):8-10【8】褚明生,陈伟.玄武岩纤维水泥砂浆的力学性能研究U1.现代交通技术,2008,5(5):1820基金项目:福建省自然科学基金(2010j05110)作者简介:陈峰(1980一),男,福建福州人,博士,讲师,从事土木工程研究()?65?