工程用水泥基复合材料

✍ dations ◷ 2025-08-02 14:03:19 #复合材料,建筑材料,土木工程

工程用水泥基复合材料(ECC),也被称作“可弯曲的混凝土”,是一种由特别筛选的短纤维(通常是合成纤维,即聚合物纤维)随机分布于便于模板成型的砂浆制成的加强复合材料 。 与普通混凝土不同,ECC可以达到3-7%的应变值,相比而言,普通波特兰水泥(或普通硅酸盐水泥,即OPC)只有0.1%。因此ECC表现得更像可延展的金属材料而不是的如玻璃一样的脆性材料(普通混凝土就呈现脆性特征), 故而拥有广泛的应用范围。

不同于普通的纤维加强混凝土,工程用水泥基复合材料(ECC)是一种由微观力学(微观弹性力学系统)设计而得的材料 。只有当水泥基材料是基于微观力学和断裂力学理论设计成型,从而具有高弹性延展性的特征,才能称之为ECC。 因此ECC不是一种固定的材料设计方法,而是在不同的研究、发展和应用阶段都具有广泛意义的主题。目前,ECC材料的种类正在逐步增加。ECC的设计方法尽管是单门别类,但是它的发展需要结合统一纳米级、微观级、宏观级尺度的材料研究,同时让这些在不同尺度上的材料系统有序地组合工作。

ECC看起来很像以普通硅酸盐水泥为基底的混凝土,然而ECC可以在应变中产生大的变形(或是弯曲) 。主导ECC的学科发展的研究机构有:密歇根大学, 休士顿大学, 代尔夫特理工大学, 东京大学, 布拉格捷克理工大学,和史丹佛大学。传统的混凝土缺乏延展性,在高应变(弯曲变形)下很容易破坏,表现出脆性破坏的特征,正是这个不足促成了ECC 的发展。

ECC有许多独特的特性,包括:受拉性能优于其它纤维加强复合材料,和普通混泥土一样易于浇筑成型,纤维用量很少 (约占总体积的2%),裂缝小,以及没有各向异性的平面特征。这些特性很大程度上得益于纤维和水泥基底经过微观力学“量体裁衣”式设计后的相互作用。特别是,这些纤维只允许出现许多特定宽度的微裂缝,而不是和普通混凝土一样的少数几条大裂缝,这就使得ECC能够产生大变形而不会破碎性失效。

注释:FRC=纤维加强水泥 HPFRCC=高性能纤维加强水泥基复合材料

相关

  • 性工作者性工作者有两重意思:狭义的性工作者是指为不特定对象提供性服务以获得报酬的人;广义的性工作者则包含在色情产业中表演性行为的人,例如女性色情片演员。人们从事性工作的原因是
  • 小檗碱小檗碱,又称为黄连素,是一种生物碱,主要存在于小檗属与黄连属植物中。在应用上,有抗菌、止泻、消炎等效果。小檗碱的分子式为C20H18NO4。小檗碱为一种季铵生物碱。从乙醚中可析
  • 主题地图主题地图(英语:Topic Maps)是对知识进行表示和交互的一种标准,它和语义语义网中的知识表示模式相类似,并且结合了传统索引、搜索引擎与人工智能等领域的优点,可以有效的组织知识
  • 拜占庭希腊人中古希腊语,又被称作拜占庭希腊语,是指从公元7世纪到1453年君士坦丁堡的陷落为止的这一时期的希腊语。从7世纪起希腊语就作为拜占庭帝国唯一的管理和行政语言。所以对中古希腊
  • 幻灯机幻灯片投影仪是一种用来浏览幻灯片的投影机,有主要四个组成元件:利用风扇冷却的灯泡(或其他光源)、反射镜和聚集光束镜头、幻灯片载盘以及聚焦镜片。在聚焦镜片和幻灯片中间装有
  • 正极在电池中,电极一般指与电解质溶液发生氧化还原反应的位置。电极有正负之分,正极指电位(电势)较高的一端,负极指电位较低的一端。一般正极为阴极,获得电子,发生还原反应,负极则为阳极
  • 尼纳纳尼纳纳(英语:Nenana),是美国阿拉斯加州的一座城市。该市的人口在2000年为402人,2010年有378人。人口在阿拉斯加州排行第74。1924年底至1925年初,诺姆爆发白喉疫情,为控制疫情,在严寒
  • 沙状病毒沙状病毒科(Arenavirinae, ARV)是一种会造成严重的人畜共同传染病的病毒科类。其宿主,啮齿类动物,尤其是老鼠,和人之关系自古已来,均交往过于密切,造成本科病毒在人类和老鼠宿主
  • 3K党三K党(英语:Ku Klux Klan,/ˈkuː ˈklʌks ˈklæn, ˈkjuː/,简称KKK)是指美国历史上和现代三个不同时期奉行白人至上主义运动和基督教恐怖主义的民间团体,也是美国种族主义的代
  • 旧天主教会旧天主教会(英语译名:Old Catholic Church),也称作老天主教会、古天主教会、复古天主教会、旧公教会、老公会等,是一支源流自天主教的基督教独立宗派,1870年代从天主教会独立而出,