可彎曲混凝土高強高模聚乙烯醇纖維

一,、總概

工程水泥基復(fù)合材料（ECC）,，也稱為應(yīng)變硬化水泥基復(fù)合材料（SHCC）或更常見的叫法是可彎曲混凝土，是一種易于成型的砂漿基復(fù)合材料,，由特殊選擇的聚乙烯醇纖維加固。與普通混凝土不同,，ECC的拉伸應(yīng)變能力在3–7%之間,，而普通硅酸鹽水泥（OPC）漿體、砂漿或混凝土的拉伸應(yīng)變能力為0.01%,。因此,，ECC更像是一種韌性金屬材料，而不是脆性玻璃材料（OPC混凝土也是如此）,，因此有著廣泛的應(yīng)用,。

ECC具有各種獨特的性能，包括**其他纖維增強復(fù)合材料的拉伸性能,、與傳統(tǒng)水泥相當(dāng)?shù)氖┕と菀仔?、僅使用小體積纖維（約占體積比2%）、緊密裂縫寬度和缺乏各向異性弱平面,。這些性能主要是由于纖維和膠結(jié)基質(zhì)之間的相互作用，可以通過微觀力學(xué)設(shè)計定制,。本質(zhì)上,，纖維會產(chǎn)生許多特定寬度的微裂縫，而不是一些非常大的裂縫（如傳統(tǒng)混凝土）這使得ECC變形而不會發(fā)生災(zāi)難性潰壞,。

這種微裂紋行為導(dǎo)致了優(yōu)異的耐腐蝕性（裂紋非常小且數(shù)量眾多,，因此侵蝕性介質(zhì)很難穿透和侵蝕鋼筋）以及自愈合性。在有水的情況下（例如在暴雨期間）,，開裂而暴露未反應(yīng)的水泥遇水形成大量產(chǎn)物（水化硅酸鈣,、方解石等），這些產(chǎn)物會膨脹并填充裂縫,。這些產(chǎn)品看起來像是填補裂縫的白色“疤痕”材料,。這種自愈合行為不僅可以密封裂縫，防止流體輸送,，還可以恢復(fù)機械性能,。這種自愈合現(xiàn)象已在各種傳統(tǒng)水泥和混凝土中觀察到；然而,，超過一定的裂縫寬度,，自愈效果會降低。ECC中嚴格控制的裂縫寬度確保所有裂縫在暴露于自然環(huán)境中時可以徹底愈合,。

（洽-談：1-7-3-1-7-8-5-2-0-1-6）

二,、ECC有許多不同的種類，包括：

輕質(zhì)（即低密度）ECC,，通過添加空隙,、玻璃氣泡,、聚合物球體和/或輕質(zhì)骨料開發(fā)的。與其他輕質(zhì)混凝土相比,，輕質(zhì)ECC具有優(yōu)越的延性,。應(yīng)用包括漂浮房屋、駁船和獨木舟,。

自密實ECC,，是指能夠在自身重量下流動的混凝土。例如,，自密實材料將能夠填充包含精密預(yù)定位鋼筋的模具,，而無需振動或搖動，以確保均勻分布,。通過使用化學(xué)外加劑降低粘度,，并通過配合比控制顆粒相互作用，開發(fā)了自密實ECC,。

噴射ECC,，通過使用各種超塑化劑和減粘外加劑，可以從軟管上氣動噴射,。與其他可噴涂纖維增強復(fù)合材料相比,，可噴涂ECC除了具有獨特的機械性能外，還增強了可泵性,?？蓢姙?span>ECC已用于翻新/維修工作和隧道/下水道襯砌。

可擠壓ECC,。與任何其他擠壓纖維增強復(fù)合管相比,，擠壓ECC管具有更高的承載能力和變形能力。

三,、應(yīng)用

ECC已在日本,、韓國、瑞士,、澳大利亞和美國的許多大規(guī)模應(yīng)用中得到使用,。這些應(yīng)用包括：

2003年，廣島附近的米塔卡大壩使用ECC進行了修復(fù),。當(dāng)時有60年歷史的大壩表面嚴重受損,，顯示出裂縫、剝落和一些漏水的跡象,。通過在600 m2的表面上噴涂20 mm厚的ECC層,。

同樣在2003年，日本岐阜的一座擋土墻也用ECC進行了修復(fù),。普通硅酸鹽水泥無法使用,，因為原始結(jié)構(gòu)中的裂縫嚴重,，可能會導(dǎo)致反射裂縫。ECC旨在將這種危險降至**,；一年后,，僅觀察到寬度可接受的微裂紋。

東京95米（312英尺）的Glorio Ropongi高層公寓樓共有54根ECC連梁（每層兩根）,，旨在減輕地震破壞,。[12] 與普通硅酸鹽水泥相比，ECC的特性（高損傷容限,、高能量吸收和剪切變形能力）使其在抗震應(yīng)用中具有優(yōu)越的性能,。類似的結(jié)構(gòu)包括41層的Nabeaure橫濱大廈（每層四根連梁）

日本北海道1公里（0.62英里）長的三原橋于2005年通車。鋼筋路基包含近800 m3 ECC材料,。ECC的拉伸延展性和緊密的裂縫控制性能導(dǎo)致施工期間使用的材料減少了40%,。

同樣，密歇根州94號州際公路上225毫米厚的ECC橋面于2005年完工,。使用30 m3的材料,，用標準攪拌車運至現(xiàn)場。由于ECC獨特的機械性能,，該橋面使用的材料也比普通硅酸鹽水泥制成的橋面少,。密歇根大學(xué)和密歇根交通部都在監(jiān)測橋梁，試圖驗證ECC理論上優(yōu)越的耐久性,；經(jīng)過四年的監(jiān)測，性能仍然沒有下降,。

2006年11月,，在US-23上的埃爾斯沃斯路橋上進行了**次自加固和高早期強度ECC修補。高早期強度ECC可在四小時內(nèi)達到23.59±1.40 MPa的抗壓強度,，在28天內(nèi)達到55.59±2.17 MPa,，允許快速修復(fù)和重新開放會話。與典型的混凝土修補材料相比,，高早期強度ECC修補材料在現(xiàn)場條件下具有優(yōu)越的長期耐久性,。

四、對比

本文重點介紹PVA在ECC中的應(yīng)用

PVA增強ECC是一種工程水泥基復(fù)合材料,，其中添加的聚乙烯醇纖維具有高強度，高彈性模量,，無毒等特點,。PVA增強ECC在開裂時呈現(xiàn)多微縫開裂的特性，并具有很大的延展性和良好的抵抗溫濕交替作用的能力,，這些特性使其在工程維修中有著很大的優(yōu)越性,。PVA增強ECC可以用于混凝土板面層的維修、橋梁的連接板,，框架結(jié)構(gòu)的節(jié)點以及抗震剪力墻和機場跑道,、停機坪的加固、維修與更換等,。

PVA纖維諸多應(yīng)用場景

1,、 在水利工程建設(shè)中，代替鋼筋作為拉筋帶

2,、 在水泥板,、水泥瓦片（波紋瓦及平板瓦）、屋頂瓷磚及水泥管道中增韌抗裂

3,、 在高速公路,、機場跑道、隧道橋梁等工程中與水泥砂漿復(fù)合,，可有效減少微裂紋,，防止微裂紋擴展

4、 在子午輪胎或其他橡膠中,，替代強力人造絲

5,、 在各類工程塑料中作為增強材料，如安全和防爆頭盔等

PVA纖維的特點

1,、具有很好的機械性能,，其強度高、模量高,、伸度低,。

2、耐酸堿性,、抗化學(xué)藥品性強,。

3、耐光性：在長時間的日照下,，纖維強度損失率低,。

4、耐腐蝕性：纖維埋入地下長時間不發(fā)霉,、不腐爛,、不蟲蛀,。

5、纖維具有良好的分散性：纖維不粘連,、水中分散性好,。

6、纖維與水泥,、塑料等的親和性好,，粘合強度高。

7,、對人體和環(huán)境無毒無害,。

技術(shù)參數(shù)：

使用方法及注意事項：

1.摻量：常用摻量0.9～1.5kg/m3,。

2.長度：水泥混凝土中宜選用長度為6～12mm,，砂漿宜選用長度為4～6mm。

3.攪拌：粉料與水等攪拌均勻出漿后,，加入纖維,，再強力攪拌2～4min，以纖維均勻分散為準,。

4.養(yǎng)護：加入纖維后水泥,、混凝土、砂漿的施工及養(yǎng)護工藝與未加纖維的體系**相同,。

包裝與貯存：

標準小包裝有1.0kg/袋，包裝材料為塑料薄膜袋或水溶性紙袋,，大包裝為塑料編織袋或紙箱,，包裝可根據(jù)客戶要求定制。

密封儲藏在干燥,、陰涼的地方,，保質(zhì)期2年。