玻璃纤维增强水泥
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玻璃纤维混凝土制作方法一、前置准备工作1.1 准备原材料玻璃纤维混凝土的主要原材料包括水泥、骨料、玻璃纤维、外加剂等。
其中水泥是玻璃纤维混凝土的基础,骨料是用来增加混凝土的强度和硬度,玻璃纤维是用来增强混凝土的力学性能,外加剂则是用来改善混凝土的工艺性能。
1.2 工具准备制作玻璃纤维混凝土需要用到的工具有搅拌机、混凝土搅拌机、玻璃纤维切割机、振动器等。
这些工具的选购应根据具体需求和生产规模来确定。
二、搅拌混凝土2.1 混凝土的比例混凝土的配比应根据具体需求来确定,通常采用水泥、骨料、玻璃纤维等按一定比例配制。
一般情况下,水泥与骨料的比例为1:2-3,玻璃纤维的掺量为水泥重量的2%-5%。
同时,外加剂的加入量也应根据具体情况来确定。
2.2 混凝土的搅拌将水泥、骨料、玻璃纤维等原材料按照配比比例放入混凝土搅拌机中进行搅拌。
在搅拌过程中,应逐步加入适量的水,直到混凝土达到适当的流动性。
在混凝土搅拌过程中,应适时关闭搅拌机,用铲子将混凝土搅拌桶内的混凝土翻拌均匀,以保证混凝土的质量。
2.3 混凝土的振捣在混凝土搅拌完成后,应及时进行振捣。
振捣可以使混凝土中的空气排出,同时也可以使混凝土更加紧密。
振捣可采用振动器进行。
三、加入玻璃纤维3.1 玻璃纤维的切割将玻璃纤维进行切割,以便于加入混凝土中。
切割时应注意安全,戴好手套和护目镜,避免玻璃纤维切割后散落在周围。
3.2 加入玻璃纤维将切割好的玻璃纤维逐步加入到搅拌好的混凝土中进行搅拌。
在加入玻璃纤维时,应尽量避免将玻璃纤维弄断,以保证其增强混凝土的性能。
四、浇筑成型4.1 准备模具在混凝土搅拌完成后,应准备好模具,并在模具内部喷涂一层模具油,以便于混凝土的成型和脱模。
4.2 浇筑混凝土将搅拌好的混凝土逐步倒入模具内,采用手动或机械的方式进行振捣,使混凝土更加紧密。
在振捣过程中,应注意避免模具移位或变形。
同时,还应在混凝土中适时加入外加剂,以改善混凝土的工艺性能。
工程名称分部工程工程
分项工程名称
第6章成品保护
1 保持安装好的GRC 墙板表面,以免GRC 板表面被损坏。
2 GRC 墙板安装完成后,随即进行细石砼灌缝,保证与结构的牢固。
第7章安全和环境
1 施工用的冲击钻应采用专人施工以及施工用电线要规范,确保施工安全。
2 操作过程中,对稳定性的窗间墙应适当加设临时支撑。
3 安装采用的A 型卡子膨胀螺丝应与结构安装牢固。
第8章注意事项
1 搭接板拼缝处理
在第二层条板接缝处安装搭接板的拼装法,是在传统的拼装法后板缝后板缝开裂的经验基础上总结出来。
以往施工过程中,发现板缝开裂的主要原因有两点:第一是条板没有充分干燥,安装完后,条板会自动缩水干燥,那么就会在抗拉最薄弱的环节—板与板、板与墙柱、梁板或房顶的交接处开裂。
还有,如果配制粘接胶浆用的水泥标号与GR 所用水泥标号不一致,也容易在粘接处2 种水泥的缩水性能不一致而导致开裂。
所以,施工前必须选用充分干燥的GRC 板拼装法,在安装第二层板时,由于两层板间距只有12c m,第二层板的背面接缝不能粘接,只能在第二层板的正面接缝处用玻璃纤维网格布粘接,使相邻2 块板在双面玻璃维网格和粘结胶浆的作用下,粘接成一体,而且搭接板立于2条板的交接处,增强了板缝处的刚度。
2 板面涂刷SN—1 界面剂
交底单位工程有限公司接收单位
交底人接收人。
破损水渠维修方案一般来说,破损的水渠会影响农业灌溉效率和周边环境。
一旦出现问题,及时维修是至关重要的,下面介绍几种破损水渠的维修方案。
方案一:水泥砂浆修复水泥砂浆修复是一种古老而有效的方法,也是常用的修复破损水渠的方法。
这种方法非常适合于小型和简单的破损处,步骤如下:1.用清水清洁破损的区域。
2.在干燥、洁净的表面上涂上水泥烧碱胶液,等待10-15分钟。
3.用水泥砂浆填充破损处,使其充满缺口和裂缝。
4.刮平水泥砂浆,使其与周围表面平齐。
5.等待水泥砂浆干燥和固化。
方案二:玻璃纤维增强水泥修复对于较大和复杂的破损水渠,玻璃纤维增强水泥是一种更可靠的修复方法。
它能够增加热稳定性和耐化学腐蚀性,同时也能够增加耐用性和强度。
步骤如下:1.用清水清洁破损的区域。
2.制造出玻璃纤维增强水泥衬垫。
3.在衬垫贴上破损处。
4.用玻璃纤维增强的水泥涂覆破损和衬垫。
5.干燥和固化前,刮平水泥砂浆。
方案三:聚合物修复聚合物修复是一种新型的技术,适用于大部分破损水渠。
这种方法的优点是快速,简单,并且可以用于不规则和曲线区域。
步骤如下:1.用清水清洁破损的区域。
2.破损区域覆盖聚合物胶粘剂。
3.用硅胶填充破损处,封闭破损处。
4.等待硅胶干燥。
5.在硅胶上涂覆保护层。
结论不管采用何种方案,及时维修破损的水渠是至关重要的。
要充分考虑到每个方案的费用和可持续性。
同时,合理的维护和保养是保证水渠长期使用的最佳保障。
◆玻璃纤维的成分及性能生产玻璃纤维用的玻璃不同于其它玻璃制品的玻璃。
目前国际上已经商品化的纤维用的玻璃成分如下:1、E-玻璃亦称无碱玻璃,系一种硼硅酸盐玻璃。
目前是应用最广泛的一种玻璃纤维用玻璃成分,具有良好的电气绝缘性及机械性能,广泛用于生产电绝缘用玻璃纤维,也大量用于生产玻璃钢用玻璃纤维,它的缺点是易被无机酸侵蚀,故不适于用在酸性环境。
2、C-玻璃亦称中碱玻璃,其特点是耐化学性特别是耐酸性优于无碱玻璃,但电气性能差,机械强度低于无碱玻璃纤维10%~20%,通常国外的中碱玻璃纤维含一定数量的三氧化二硼,而我国的中碱玻璃纤维则完全不含硼。
在国外,中碱玻璃纤维只是用于生产耐腐蚀的玻璃纤维产品,如用于生产玻璃纤维表面毡等,也用于增强沥青屋面材料,但在我国中碱玻璃纤维占据玻璃纤维产量的一大半(60%),广泛用于玻璃钢的增强以及过滤织物,包扎织物等的生产,因为其人格低于无碱玻璃纤维而有较强的竞争力。
3、高强玻璃纤维其特点是高强度、高模量,它的单纤维抗拉强度为2800MPa,比无碱玻纤抗拉强度高25%左右,弹性模量86000MPa,比E-玻璃纤维的强度高。
用它们生产的玻璃钢制品多用于军工、空间、防弹盔甲及运动器械。
但是由于价格昂贵,目前在民用方面还不能得到推广,全世界产量也就几千吨左右。
4、AR玻璃纤维亦称耐碱玻璃纤维,主要是为了增强水泥而研制的。
耐碱玻璃纤维,又称AR玻璃纤维,英文:alKali -resistant glass fibre,主要用于玻璃纤维增强(水泥)混凝土(简称GRC)的肋筋材料,是100%无机纤维,在非承重的水泥构件中是钢材和石棉的理想替代品。
它的特点是耐碱性好,能有效抵抗水泥中高碱物质的侵蚀,握裹力强,弹性模量、抗冲击、抗拉、抗弯强度极高,不燃、抗冻、耐温度、湿度变化能力强,抗裂、抗渗性能卓越,具有可设计性强,易成型等特点,是广泛应用在高性能增强(水泥)混凝土中的一种新型的绿色环保型增强材料。
结合西北农林科技大学北校区图书馆工程,进行玻璃纤维增强水泥清水外墙(简称GRC 清水外墙)施工,对工厂数控化及自动化设备预制加工、GRC 外墙深化及专业融合深化、现场快速装配化安装等进行技术攻关,经实施、优化、提炼总结形成了本工法,为类似项目GRC 外墙工程施工提供借鉴。
1 工艺原理玻璃纤维增强水泥(简称GRC )是一种以耐碱玻璃纤维为增强材料、水泥砂浆为基体材料的纤维混凝土复合材料。
本工程采用背附钢架玻璃纤维增强水泥清水外墙板(图1),由玻璃纤维增强水泥面板、柔性锚杆和钢框架一次预制完成。
加工前,对整体外墙全专业融合深化,确定板块分割后工厂化加工,通过定制化模具加工成设计造型和表面纹理,达到清水效果。
在主体结构预埋件上焊接 U 形支座,安装L 形转背附钢架调节螺栓U 形支座玻纤维增强水泥清水混凝土外墙板转接件结构预埋件图1 玻璃纤维增强水泥清水外墙板构造示意接件,背附钢架四角位置焊接对应的L 形转接件。
墙体保温层和防水透气膜层施工后,将外墙板吊装至支座转接件卡槽处插接固定,利用支座转接件调整水平距离。
通过背附钢架四角L 形转接件高强螺栓调节水平高度,实现板块的精确调平,相邻板块企口缝处用海绵胶棒填充后注入硅酮结构耐候胶嵌缝,如图1所示。
安装完成后,在室内逐层穿插玻璃安装和窗边封口。
外墙完成后,采用纳米催化防护剂进行表面处收稿日期:2022–01–11作者简介:孙宝宏(1992—),男,甘肃平凉人,工程师,主要研究方向为土木工程施工技术。
装配式玻璃纤维增强水泥清水外墙施工技术孙宝宏,郑伟东,田 勇,张 波,陈生杰,李 锦(中建三局集团有限公司,西安 710076) [摘 要]“碳达峰、碳中和”愿景的提出将我国建筑行业发展提升至新高度,大力发展绿色节能建筑、装配式建造方式成为实现建筑领域减碳目标的重要举措之一。
传统涂料外墙受材料属性影响,成型效果不佳、耐久性差;玻璃幕墙受加工工艺制约,不规则分块、大曲率三维等复杂造型通常带来成本的大幅攀升,经济性能下降。
玻璃纤维增强水泥抗弯性能试验方法1.范围本试验方法适用于测定抗碱玻璃纤维增强水泥净浆或砂浆(GRC)的抗弯性能,包括抗弯比例极限强度(LOP)及抗弯强度(MOR),本试验实施细则是遵照国标GB/T 15231.3-94规范要求撰写。
2.仪器2.1 电子万能试验机:量程10kN,精度1%。
2.2 游标卡尺:精度为0.1mm。
3.试验条件试验在20±5℃室内进行。
4.制作试件4.1 试件尺寸试件长250 mm,宽50 mm,厚10 mm。
若试件厚度大于10 mm,则长度为厚度的20倍再加50 mm。
若制品不能按规定尺寸切割出试件时,可以把上述的20倍改为16—20倍。
4.2试件数量从600mm×600mm×10mm的试验板中部切取试件,每组6块。
试件表面平整且上下两面平行。
4.3养护条件试件在温度20±3℃,相对湿度80%以上,充分湿润养护26天,再在通风良好的常温室内气干48小时后进行试验。
5.试验步骤5.1 对于厚度为10 mm的试件,跨度为210mm,若试件的厚度大于10 mm时,跨度为厚度的20倍。
当试件不能按规定尺寸截取时,试件的跨度可以是厚度的16—20倍。
5.2 试件的支撑及加荷方式如图1所示。
5.3 每组6块试件中,3块加荷于试件正面,另三块加荷于反面,以2—5mm/min的速度加荷,直至破坏,并由函数记录出荷载一挠度曲线。
5.4 测量每一件已破坏试件的宽度和厚度如下:测量破坏区的宽度(避开破坏截面),精确到0.25 mm。
沿宽度两端分别测其厚度,精确度到0.1mm,并取其平均值。
若破坏区发生在中间小跨之外,则舍弃该试件。
6. 结果计算与评定6.1 由荷载一挠度曲线求出下列值:·抗弯比例极限荷载(即在曲线上刚开始离开直线时之点的荷载)W1;·抗弯最大荷载W2·三分之二抗弯比例极限荷载W 3·W 3时加荷点的挠度δ。
GRC装饰线条GRC是英文Glass fiber Reinforced Cement 的缩写,指的是玻璃纤维增强水泥混合材料。
GRC的基本组成材料为水泥、砂子、纤维和水,另外还添加有聚合物、外加剂等用于改善后期性能的材料。
水泥:通常用于GRC中的水泥主要有快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥。
纤维:GRC材料中使用的纤维必须是耐碱玻璃纤维,种类包括耐碱玻璃纤维无捻粗纱、耐碱玻璃纤维短切纱、耐碱玻璃纤维网格布。
欧美国家要求GRC中使用的玻璃纤维氧化锆含量不低于16.5%,中国要求在使用普通硅酸盐水泥时氧化锆含量不低于16.5%。
聚合物:通常添加的聚合物为丙乳,即丙烯酸酯共聚乳液。
外加剂:通常可选择性地加入高效减水剂、塑化剂、缓凝剂、早强剂、防冻剂、防锈剂等外加剂:当制品中含有钢质增强材料或钢质预埋件时,不得使用氯化钙基的外加剂。
其他材料:可以选择性的添加一些火山灰质活性材料,有利于提升GRC制品的综合性能,例如强度、抗渗、耐久等。
目前市场上比较常见的GRC产品有GRC装饰制品(各种装饰线条等)、GRC外墙板、园林景观制品、轻质隔墙板、GRC保温板、通风管道永久性管状芯模、永久性模板、工业建筑屋面构件、声屏障、自承载式地板、灌溉渠道及管路保护渠道等。
eps装饰线条概述随着社会的发展,人们对建筑物的要求日益深化,建筑物的立面造型美观,靓丽是建筑师的设计追求。
如何通过装饰线(件)简单配置改变造型,包括既有建筑物,使其焕然一新,这就离不开装饰线及其饰件产品。
EPS装饰线[1](件)是以EPS为芯体骨料,外辅网格布和聚合物砂浆等材料制成,是用于建筑物立面造型用的装饰构件。
这种装饰件近几年得到了迅速的推广和使用,效果良好。
其主要表现为它具备了很多其他产品无法比拟的特点。
特点第一,重量轻。
以50×50cm 的装饰线为例,其重量是GRC装饰线的1/6左右。
一个人可以随意搬动、施工。
GRC (GFRC) ------ GLASS FIBER REINFORCED CEMENT耐碱玻璃纤维增强水泥制品一、GRC材料性能:1、轻质----GRC材料容重 1.8-2.0T/M3,比钢筋砼轻1/5,由于可制成薄壁空体制品,比实体制品重量大幅度降低。
2、高强----加入玻纤后,水泥砂桨的抗弯强度从2-7MPa提高到6-30Mpa,加之,制品断面多为空体曲面,惯性矩大,抗弯强度高。
3、抗冲击韧性好----由于大量玻纤贯穿在GRC材料中,因此能够吸收冲击作用的能量,提高抗冲击性能。
国内检测结果表明,抗冲击强度由1-2Kg-CM/CM2提高到5-15 Kg-CM/CM2。
4、抗渗、抗裂性能好----因玻璃纤维大量细密面均匀的分布在制品的各个部位,形成了网状增强体系,延缓裂缝的出现和发展,减轻应力集中现象,提高了抗渗抗裂性能。
5、GRC材料耐水、耐火,并且有良好的可加工和可模塑性二、GRC板的优点:1、环保,无污染,无任何放射性物质。
2、强度高,质地紧密、稳定,安全系数高。
3、自重轻,只有石材的2/3,能有效降低墙体荷载。
4、抗冻融、耐酸碱、耐高温,能适合任何恶劣使用环境。
5、可塑性强,艺术质感好,立体造型丰富,可根据主体结构的建筑风格设计出任意的外观效果。
三、配合比:四、设计性能:五、GRC成分组成:1、耐碱玻璃纤维---耐碱玻璃纤维中的氧化锆的含量至少要达到16%,才具有足够好的耐碱性能。
2、水泥---普遍使用普通硅酸盐水泥(OPC)、快硬硅酸盐水泥(RHPC)和白色硅酸盐水泥。
快硬硅酸盐水泥的化学成分和普通硅酸盐水泥基本相同,只是前者磨得更细一些,所以在水化初期的强度增长更快些。
当产品表面需要白色或颜色时,使用白色硅酸盐水泥加一定量的铁质颜料。
3、砂---通常使用石英砂,集料颗粒最大尺寸通常小于1.2mm,二氧化硅含量大于96%,含水率小于2%。
4、外加剂---使用一些外加剂,如塑化剂、超塑化剂,可以提高GRC的性能。
混凝土玻璃纤维原理混凝土玻璃纤维(Glass Fiber Reinforced Concrete,简称GFRC)是一种采用玻璃纤维增强材料的混凝土,其制作原理是将玻璃纤维与水泥混合后制成混凝土,使其具有更高的强度、耐久性和抗裂性。
GFRC的制作原理主要包括以下几个方面:材料选择、比例配合、混合生产、模具制作和表面饰面处理。
一、材料选择GFRC的主要材料包括水泥、玻璃纤维、细砂、级配骨料、增塑剂、助剂和颜料等。
水泥是GFRC的主要胶凝材料,它通过与水混合形成混凝土,玻璃纤维是增强材料,可以有效提高GFRC的强度和耐久性。
细砂和级配骨料是填充料,可以填充混凝土中的空隙,增加混凝土的密实度。
增塑剂可以增强混凝土的可塑性,助剂可以提高混凝土的流动性和凝结性,颜料可以使混凝土具有丰富的色彩。
二、比例配合GFRC的比例配合需要根据具体的工程要求来进行,一般来说,水泥、玻璃纤维、细砂和级配骨料的比例为1:1:1:1。
增塑剂和助剂的比例为水泥重量的1%-3%,颜料的比例为水泥重量的5%-10%。
在进行比例配合时,需要考虑到混凝土的强度、密实度、流动性和颜色等因素,以满足工程要求。
三、混合生产混合生产是GFRC制作的关键环节,其过程可以分为干拌、加水、混合和充模等步骤。
首先将水泥、玻璃纤维、细砂、级配骨料、增塑剂和助剂等材料进行干混,然后加入适量的水进行湿混,混合时间一般为5-10分钟。
最后将混合好的材料充入模具中,进行振捣和压实,使其具有更高的密实度和强度。
四、模具制作GFRC的模具制作需要根据具体的工程要求来进行,其主要包括模具设计、模具制作和模具调试等步骤。
模具的设计需要考虑到GFRC的形状、尺寸和表面饰面等因素,以确保制作出符合要求的GFRC制品。
模具的制作可以采用木模、钢模或玻璃钢模等材料,其制作过程需要考虑到模具的强度、耐久性和可重复使用性等因素。
模具调试是确保GFRC制品质量的重要环节,其过程需要进行多次试制和调整,以确保制品的尺寸、形状和表面质量等符合要求。
GRC材料性能的优势GRC(Glassfiber Reinforced Cement,玻璃纤维增强水泥)是一种具有优异性能的建筑材料,它通过将玻璃纤维和水泥进行结合,形成了一种坚固、耐久且耐候性强的材料。
以下是GRC材料性能的优势:1.轻质高强:GRC材料是一种轻质材料,相较于传统的混凝土材料,其重量较轻。
同时,通过添加玻璃纤维增强,GRC材料的强度和韧性也得到了极大提升。
相比于传统材料,GRC材料的拉伸和弯曲强度更高,更能承受外部荷载。
2.耐久性:GRC材料具有出色的耐久性。
与纯水泥相比,添加了玻璃纤维的GRC材料能够抵抗温度变化、紫外线辐射、化学腐蚀等外界环境因素的侵害。
因此,GRC材料适用于各种气候条件下的建筑项目,并能够长期保持良好的外观。
3.设计灵活性:GRC材料在生产过程中可以采用模压工艺,通过不同模具的设计,可以生产出各种各样形状的构件,包括曲线形状、复杂几何形状等。
这使得GRC材料在建筑设计中具有很大的灵活性,可以实现各种独特的建筑形式和装饰效果。
4.火灾安全性:GRC材料是一种非燃材料,具有良好的阻燃性能。
在火灾发生时,GRC材料不会燃烧、产生剧烈的火焰和大量有害气体。
这一优势使得GRC材料广泛应用于需要满足火灾安全标准的建筑项目,如商业综合体、公共场馆等。
5.维护简易:由于GRC材料的耐久性和抗腐蚀性,其维护成本非常低。
一旦安装完成,不需要定期维护和保养,可以长期保持美观和结构完整性。
6.良好的隔热和隔音性能:GRC材料由玻璃纤维增强,具有优良的隔热和隔音性能。
这使得GRC材料成为高层建筑和密集城市环境中的理想选择,能够为人们提供更加舒适的生活环境。
7.环境友好:GRC材料的制造过程中使用水泥、石灰石、石膏等天然矿石,不含有害的化学物质。
与传统的砖石材料相比,GRC材料的生产过程排放较少的二氧化碳。
此外,GRC材料在使用寿命结束后可以进行回收再利用,减少对环境的负担。
总结起来,GRC材料是一种具有轻质高强、耐久性好、设计灵活、火灾安全、维护简易、隔热隔音好和环境友好等优势的建筑材料。
玻璃纤维应用要则
要使玻璃纤维在菱镁水泥中起到最佳增强效果,要遵循以下几点要求:
1)玻璃纤维布数量越多增强效果越好
一般来讲玻璃纤维布层数越多,菱镁水泥破坏或断裂所需的冲击力或荷载就越大,也就是说增强材料(玻璃纤维布、竹筋)等数量越多,菱镁水泥承载力越强。
2)玻璃纤维自身断裂强力越高,增强效果越好
玻璃纤维作为增强材料,要有较好的断裂强力,断裂强力越高,所能承受的荷载就越大。
玻璃纤维的断裂强力与含碱量密切相关,一般的玻璃纤维断裂强力大小顺序为无碱玻璃纤维>中碱玻璃纤维>高碱玻璃纤维。
而高碱玻璃纤维质脆、易粉化,因此菱镁水泥多采用中碱玻璃纤维或无碱玻璃纤维作为增强材料。
3)分配方向
玻璃纤维或竹筋等增强材料,在菱镁水泥中的分布要尽可能平行于菱镁制品敷面,垂直于受力方向,以期获得最佳的增强效果。
像菱镁灌肠式大棚杆若采用玻璃纤维布作为增强材料,纬线杂乱的分布在菱镁水泥中,基本没有增强作用,经线平行于大棚杆的方向能够很好地发挥增强作用。
4)玻璃纤维浸浆充分
玻璃纤维布铺覆到菱镁水泥上,要进行提浆,即用抹子轻轻按压玻璃纤维布,使其充分浸润菱镁水泥料浆,防止出现玻璃纤维脱浆现象。
手卷式大棚杆断裂面上有大量裸露的玻璃纤维布,玻璃纤维布没有充分浸浆,就不能充分发挥增强作用。
5)分布位置
玻璃纤维布在菱镁水泥中分布要均匀对称,尽量靠进菱镁制品外表面,最好达到似露非露的效果,即肉眼能看到纹路,但用手感受不到布的存在。
以菱镁保温板为例,上表面与下表面菱镁面层中的玻璃纤维布层数要相同,分布位置需对称,避免上下两侧菱镁面层厚度不均造成的翘曲变形。
玻璃纤维增强水泥耐久性分析与应用
建筑行业在我国城镇化建设中成为国民经济的支柱产业,建筑材料制品是建筑业重要的
物资基础。装饰工程新材料新工艺,除了具有传统材料的优良性质,新型装饰材料还具有较
为明显的安装省工省时、节能环保等优势。作为内墙装饰材料的玻璃纤维增强水泥板,具有
比传统材料更为优异性能的一类材料。具有体重轻、易粘结、安装速度快、防火、保护生态
环境、节约能源、减少污染、有利于提高建筑综合效益的特点与作用。
玻璃纤维增强水泥是以玻璃纤维为增强材料,以水泥净浆或水泥砂浆为基体而形成的一
种复合材料。它不但具有优良的抗拉、抗弯、抗冲击性能,还具有抗裂性好、重量轻、易模
性好、加工方便、不怕潮、不燃烧等优点。然而玻璃纤维增强水泥的耐久性问题一直是限制
其在更大范围内使用的主要原因之一。因此,对玻璃纤维增强水泥长期性能下降机理及耐久
性改善措施研究十分必要。
玻璃纤维增强水泥长期性能降低的机理
国内外学者曾提出:水泥水化产生的Ca(OH)与玻璃纤维相互作用生成新的物质,从而
造成对玻璃纤维的侵蚀,导致了玻璃纤维丧失抗拉强度。结晶压力概念认为,玻璃纤维裂缝
和缺陷中,水泥水化物晶体生长时产生的结晶压力是玻璃纤维强度下降的重要原因之一。应
力侵蚀概念认为,应力侵蚀主要由于玻璃纤维表面存在缺陷,水、蒸汽和水泥水化物等均可
在缺陷端部造成应力集中,使缺陷扩展,从而使玻璃纤维收到侵蚀。玻璃纤维出来受Ca(OH)
的化学侵蚀外,还可能收到水泥水化物的物理侵蚀,即水泥水化物的结晶生长对玻璃纤维起
破坏作用。
玻璃纤维增强水泥长期技能下降的机理主要包括:
1、 水泥水化后孔溶液中的OH离子对玻璃纤维硅氧骨架(-Si-O-Si-)的侵蚀,即典型的化
学侵蚀机理。
2、 由于界面区Ca(OH)晶体生长所产生的压力造成的破坏。
3、 玻璃单丝与水泥水化产物胶结处形成的应力集中原因。
4、 水泥水化物填充了玻璃纤维间的空隙,是玻璃纤维的变形自由度下降,导致玻璃纤维增
强水泥的破坏。
玻璃纤维增强水泥耐久性改善
改变玻璃纤维化学成分
早起曾因普通玻璃纤维在碱性介质中强度迅速下降、变脆等原因造成了玻璃纤维增强水
泥的研究、生产曾一度中断。20世纪60年代,采用在钠玻璃纤维中加入氧化锆的方法研制
成了抗碱玻璃纤维,之后研制成名为“Cem—Fil”的抗碱玻璃纤维,这为在世界范围内玻璃
纤维增强水泥材料的开发和应用起到了很大的推动作用。
使用碱玻璃纤维制成的玻璃纤维增强水泥耐久性好的原因,抗碱玻璃纤维是在玻璃纤维
中增加ZrO2,TiO2等耐碱性较强的成分,这样在碱液作用下纤维表面自动形成保护膜,产生
富锆、富钛现象,减缓侵蚀速率,提高纤维的耐碱性能,从而提高了玻璃纤维增强水泥的长
期性能。
基体的改性
对基体的改性研究包括生产玻璃纤维增强水泥专用的低碱度水泥和使用掺合料或聚合
物乳液对普通硅酸盐水泥进行改性两大类。
活性掺合料改善玻璃纤维增强水泥耐久性原因:
1、 由于活性掺合料的加入取代了一部分普通硅酸盐水泥,降低了水泥用量,使Ca(OH)生
成量减少。
2、 活性掺合料可与普通硅酸盐水泥水化产生的Ca(OH)发生二次反应,消耗了Ca(OH),从
而使水泥碱度降低;Ca(OH)量的降低减少了OH离子对玻璃纤维的化学侵蚀,降低了
Ca(OH)对玻璃纤维的物理及应力侵蚀。
3、 活性掺合料的加入,还可以改善玻璃纤维与基体间的界面结构,改善玻璃纤维的受力状
态。
玻璃纤维表面涂覆处理
对玻璃纤维表面进行涂覆处理的方法分为有机物涂覆处理、无机物涂覆处理、有机物与
无机物复合涂覆处理,玻璃纤维经过处理后,其表面上形成一些较厚的保护膜,防止玻璃纤
维表面与水泥基体直接接触,避免纤维表面受水泥侵蚀,改善玻璃纤维的耐碱、耐水性和机
械强度。
界面改善
玻璃纤维和基体间的界面区的性能对玻璃纤维增强水泥材料的综合性能起着非常关键
的作用。玻璃纤维增强水泥与其他水泥基符合材料的主要区别之一就是其非常复杂的微观界
面结构。在玻璃纤维增强水泥材料中,玻璃纤维是以含有许多玻璃纤维单丝胶结在一起形成
的玻璃纤锥束的形式起增强作用,而不像其他复合材料是以单个纤维起增强作用。
改善界面区的结构,就是要减少界面区的缺陷,降低界面区的应力集中,提高界面区
的均质性,就是要降低界面区的孔隙率以及要细化孔径,此外,也要减少界面区Ca(OH)的
总量和降低Ca(OH)的结晶取向和晶体尺寸。另外,活性掺合料还可细化水化物的结构,填
充孔隙,使基体更密实,使水及其他侵蚀性介质不易进入。
玻璃纤维增强水泥应用
玻璃纤维增强水泥制造的建筑装饰构件应用广泛。玻璃纤维增强水泥板造型逼真细腻,
表现力强,是一种非常理想的塑造古典风格的建筑材料。由于玻璃纤维增强水泥造价低,安
装便利,便于进行工业化大批量生产,所以它在现代建筑中也得到了大量的运用。它可用于
外墙的幕墙结构,也可用于内部轻质隔墙,还可做成有较高隔音保温的夹心墙。
玻璃纤维增强水泥建筑装饰构件具体包括面板和支撑骨架两部分,支撑骨架包括连接
件及钢骨架。玻璃纤维增强水泥板通过连接件连接在钢骨架上,到现场后只需将钢骨架与预
埋于主体结构上的预埋件相焊接。
玻璃纤维增强水泥板是目前装饰领域新型的装饰材料,被广泛应用于学校、医院、电
视台、演艺中心、艺术中心等领域中的屋宇建造、土木建筑和其他特种用途。例如:剧院的
声学反射、吸声吊顶和墙面、高档建筑的大厅艺术造型吊顶。
国家大剧院应用玻璃纤维增强水泥板装饰墙面原因:
1、 无毒、无害、环保
2、 质量轻、强度高、不变形。主材石膏对玻璃纤维无任何腐蚀作用,产品性能稳定、经久
耐用、不龟裂、不变形,使用寿命长。
3、 声学效果好。玻璃纤维增强水泥板经过良好的造型设计,可构成良好的吸声结构,达到
隔声、吸引的作用。
4、 施工便捷、加工周期短。玻璃纤维增强水泥板可根据设计师的设计,任意造型,现场加
工性能好,安装迅速、灵活,可进行大面积无缝密拼,形成完整造型。其脱膜时间仅需
30分钟,干燥时间仅需4个小时,大大缩短施工周期。
5、 材质表面光洁、细腻,白度达到90%以上,并且可以和各种涂料及面饰材料良好地粘结。