工程用水泥基复合材料

✍ dations ◷ 2025-10-10 17:42:23 #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

  • 样本样本(英语:Sample)是统计学术语,指从全体中随机抽取的个体。通过对样本的调查,可以大概的了解全体的情况。抽样时抽取样本来进行调查,而普查时则需要调查每一个个体。样本统计学是
  • SeOsub3/sub三氧化硒(化学式SeO3)是硒(VI)的氧化物。为无色潮解性晶体。实验室通过用无水硒酸钾(K2SeO4)和三氧化硫反应制备三氧化硒: K2SeO4 + SO3 → SeO3 + K2SO4三氧化硒在热力学上不
  • 陈宜张陈宜张(1927年9月28日-),浙江余姚人,中国著名神经生理学家,中国科学院院士,第二军医大学神经科学研究所所长,原浙江大学医学院院长。1952年,毕业于浙江大学医学院,是浙江大学医学院的
  • 欧登塞欧登塞(丹麦语:Odense 发音 帮助·信息)是丹麦第三大城市,南丹麦大区的首府,丹麦第二大岛菲英岛的第一大城。1970年之前归欧登塞省管辖,1970年到2006年底划归菲英省,2007年1月1日
  • 贝时璋同济大学,1921年, 弗莱堡大学,慕尼黑大学,中央研究院院士(生命科学组,1948年第1届) 中国科学院院士(生命科学和医学学部(原生物学地学部),1955年) 浙江大学贝时璋(1903年10月10日-20
  • 液态氢液氢(LH2),也称液态氢,是由氢气经由降温而得到的液体。液态氢须要保存在非常低的温度下(大约在20.268开尔文,-252.8℃)。它通常被作为火箭发射的燃料。液态氢可做为储存氢气的一种
  • 阿波罗7号阿波罗7号(Apollo 7)是阿波罗计划中第一次载人飞行任务。整个任务时间达11天,环绕地球轨道。本次任务是土星1B号运载火箭的首次载人发射,也是美国的第一次三人太空任务。本团队
  • 廷德尔空军基地廷德尔空军基地(英语:Tyndall Air Force Base)是位于美国佛罗里达州贝县的一个人口普查指定地区。廷德尔空军基地的座标为30°04′43″N 85°34′35″W / 30.07861°N 85.57639
  • 恐猫症恐猫症为恐惧症其中一种,指对猫持续产生非理性的恐惧。恐猫症的英文名称"ailurophobia",来自希腊文的"ailouros"(猫),及phobos(恐惧)。恐猫症患者除了惧怕与猫产生接触,例如咬或抓,另
  • 巴士拉巴士拉(البصرة‎,al-Baṣrah),为伊拉克巴士拉省省会,位于底格里斯河和幼发拉底河交汇形成的夏台·阿拉伯河西岸,南距波斯湾110公里,是连接波斯湾和内河水系的枢纽,伊拉克第一