碳纖維增強(qiáng)混凝土(CFRC)的理論與應(yīng)用研究

碳纖維增強(qiáng)混凝土（CFRC），其韌性、抗拉強(qiáng)度有明顯提高，可用于抗震或抗裂結(jié)構(gòu)。（CFRC）中的纖維，存在一合理的含量值。當(dāng)基體中纖維含量較少時(shí)，對(duì)被增強(qiáng)的混凝土性能不起作用；當(dāng)含量超過某一數(shù)值后，增強(qiáng)效果不顯著。研究得出的合理體積含量為2%左右。纖維長度對(duì)增強(qiáng)效果也有影響，研究給出了最佳纖維長度值。衡量材料抗沖擊的特征值——韌性指數(shù)，試驗(yàn)時(shí)離散性很大，研究中以“名義比例極限”取代“初裂”荷載，得出了穩(wěn)定的韌性指數(shù)值。課題組系統(tǒng)給出了CFRC的基本力學(xué)性能：拉、壓、沖擊強(qiáng)度。實(shí)際工程應(yīng)用表明，在重大的建（構(gòu)）筑物中的關(guān)鍵部位，使用CFRC，不僅改善工程的安全度，也可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效果。 2100433B

單向增強(qiáng)混凝土和普通混凝土受彎時(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖1《混凝土受彎時(shí)應(yīng)力和應(yīng)變曲線圖》所示?？梢钥闯觯啾绕胀ɑ炷?，碳纖維增強(qiáng)混凝土不僅抗拉強(qiáng)度增加，而且表現(xiàn)出良好的韌性。這是因?yàn)槔w維的拉出，需要吸收很多的能量。

美國紐約大學(xué)的DDL.Chung等人通過大量的對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)混凝土中摻加少量的碳纖維(質(zhì)量百分含量為0.6%左右)，材料的抗拉強(qiáng)度和抗拉延性分別提高30% 和25% .當(dāng)對(duì)摻人其中的硅粉和碳纖維進(jìn)行表面處理(如臭氧處理，硅烷處理等)后，其強(qiáng)度可進(jìn)一步增加。此外，摻入碳纖維后相同齡期的干縮值較普通混凝土明顯降低，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示其28d的干縮值降低32%。

CFRC人工巖是把碳纖維攪拌在水泥中，制成的碳纖維增強(qiáng)混凝土，并用于造景工程。CFRC人工巖與GRC人工巖相比較，其抗鹽侵蝕、抗紫外線照射能力等方面均明顯優(yōu)于GRC，并具耐高溫、抗凍融合抗干濕變化等優(yōu)點(diǎn)，是耐久性優(yōu)異的水泥基材料，適合于沿海地域等各種自然環(huán)境的護(hù)岸、護(hù)坡。由于其可塑性強(qiáng)，更適用于園林假山造景、浮雕、廣告牌等各種景觀的再創(chuàng)造。