工程用水泥基复合材料

✍ dations ◷ 2025-04-02 13:56:31 #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

  • 妊娠并发症妊娠并发症(Complications of pregnancy)是有关妊娠的健康问题。在分娩时出现的并发症一般会称为是分娩并发症(英语:obstetric labor complication),在分娩之后的称为产褥期疾病(英
  • 昆图斯·恩纽斯昆图斯·恩纽斯(拉丁语:Quintus Ennius,前239年-前169年)也作恩尼乌斯、埃纽斯,是罗马共和国时期的诗人、剧作家,被认为是最具影响力的早期拉丁语诗人和古罗马文学的奠基人。其代表
  • 李维史陀克劳德·列维-斯特劳斯(Claude Lévi-Strauss,1908年11月28日-2009年10月30日)著名的法国人类学家,与弗雷泽、鲍亚士共同享有“现代人类学之父”美誉。他所建构的结构主义与神话
  • 碳汇碳汇(英语:carbon sink;又名碳吸储库或吸储库)是能够无限期累积及储存碳化合物(特别是二氧化碳)的天然或人工“仓库”,例如森林、土壤、海洋、冻土等。碳汇作为温室气体增加之缓冲
  • 三原子氢三原子氢(H3)是一种由三个氢原子构成的不稳定分子。这种中性的分子可以在低压放电管中制备:它很容易通过下列方式分解:这种分子只能以激发态存在。这是一些激发态的例子: 2sA1' 3
  • 李英国李英国(朝鲜语:이영국/李英國,1962年-),脱北者,朝鲜民主主义人民共和国前任领导人金正日的保镖。有感于北朝鲜社会特别是领导人身边严苛而充满恐惧的生活,曾试图逃离北朝鲜,于1994年被
  • 美国国家铁路公司国家铁路客运公司(英语:National Railroad Passenger Corporation),商标和常用称呼Amtrak,中文简称美国国铁或美铁,是美国经营长途和城际铁路客运的营利性公司,创立于1971年5月1日
  • 淋溶土淋溶土(英语:Alfisol),又名淋育土、聚铝铁土,是美国农业部土壤分类系统(英语:USDA soil taxonomy)划分土纲之一。淋溶土在湿润到半干旱半湿润的地方形成,尤其是在硬木森林的覆盖下。
  • 磷酸钚(III)磷酸钚(III)是一种无机化合物,为钚的磷酸盐之一,化学式PuPO4。磷酸钚(III)可由二氧化钚和磷酸氢二铵在1000 °C反应得到,产物可能由于原料241Pu的衰变而带有很少的镅。磷酸硼和
  • 2001太空漫游2001太空漫游可以指: