eplan 发表于 2008-3-14 16:56:53

玄武岩纤维增强性能应用

(1)在混凝土增强领域的应用。从强度方面看CBF占有绝对的优势,它的抗拉强度都高于碳纤、玻纤、芳纶等已有的增强材料,增强效果最好。从耐碱性方面看,CBF略逊于碳纤维和对位芳纶,但好于玻璃纤维和钢纤维。从与混凝土的相容性上看,CBF与混凝土有着基本相同的成分,密度也较接近,所以CBF的相容性和分散性好于其它增强纤维。例如用CBF增强铁路水泥枕木可解决其耐久性,尤其适合在青藏高原等气候多变地区的使用。

(2)在建筑修复、加固和更新领域的应用。碳纤维加固补强织物是一种高科技含量和高成本的产品。目前使用的补强材料是碳纤维和芳纶,主要是利用材料的强度和弹性模量。从强度方面,CBF的强度并不逊于碳纤维,且比芳纶高,虽然弹性模量不如碳纤维,但是与树脂的亲合性上,CBF大大好于碳纤维和芳纶,有效的提高了补强效果和补强材料的使用寿命。尤其是CBF用于桥梁和立柱缠绕加固,其效果与碳纤维没有差异。从性价比看,CBF的价格大大低于碳纤维和芳纶,所以CBF有极大的竞争优势,是碳纤维和芳纶加固抗震补强材料的首选替代产品。它可广泛用于梁、柱、板、墙等结构的补强,也可用于桥梁、隧道、水坝等其它土木工程的加固,尤其是抗震加固。CBF与粘钢和碳纤维加固具有如下不同的特点:不导电;性价比好;抗剪切强度高;延性好、抗震能力强;与混凝土热膨胀系数一致;抗老化、耐高温、抗冻融;与混凝土和树脂的结合力强;耐酸碱,对各种环境的适应性强;受力后变形协调而碳纤维加固后的破坏常态是脆性的。以建筑加固补强为例,碳纤维和芳纶是目前世界上所采用的主要的加固补强用的新型材料。初步的研究结果表明;与碳纤维和芳纶相比,CBF在保持较高的抗拉、抗剪和抗冲击强度以及抗热振稳定性优异的基础上,具有更好的性价比。因此,在桥梁、隧道、房屋等结构抗震加固补强方面具有极为广阔的应用前景。

此外,初步的应用研究证明,CBFRP(连续玄武岩纤维复合材料)的筋又是一种替代碳纤维、芳纶等连续纤维复合材料筋的新型建筑材料,可主要用于代替钢筋,用于环境条件严酷的混凝土中,根本解决钢筋锈蚀问题,提高混凝土结构的耐久性。

(3)在道路施工领域的应用。采用土工格栅对路面进行加盘处理,已经成为道路建设的一个研究方向。土工格栅的主要作用是抗疲劳开裂、耐高温车辙、抗低温缩裂、延缓反射裂缝等。所以在高等级公路、大桥桥面、市政道路及机场路面等要求较高的道路工程广泛应用。目前,土工格栅材料主要是玻璃纤维和塑料两大类。CBF及其土工材料的各方面性能均好于以上两种材料,主要优点是:抗拉强度高、延伸率好;无长期蠕变;热稳定性好;与沥青混合料的相容性强;理化稳定性好;耐低温性好等。

(4)弹性模量与昂贵的高强(S)、高弹性模量(M)玻璃纤维相近,强度相当;用于织造织物质量。为150-210 g/m2的产品时,织造性能良好;可用以代替S,M 等玻璃纤维来制造绝热制品和复合材料,以及硬质装甲和各种玻璃纤维增强塑料(GFRP)产品.例如,用玄武岩纤维所做的玻璃钢管,当其管径为25mm,壁厚为4mm,线密度为1.475 kg/m时,其最大压力高达56.5 MPa;当其管径为2000 mm,壁厚为14 mm,线密度为413 kg/m时,其最大压力高达7.2 MPa,均远高于利用E玻璃纤维生产的玻璃钢管.在某些场合,玄武岩纤维甚至可以部分替代每吨售价为2O余万元的碳纤维或芳纶纤维.用玄武岩纤维生产的单向增强复合材料,其拉伸模量高达88~100 GPa,而E玻纤单向增强复合材料的拉伸模量仅为51.7 GPa.



(5)玄武岩纤维具有良好的增强效应.单纤维拔丝试验表明,玄武岩纤维与环氧聚合物的粘合能力高于E玻璃纤维,而且在采用硅烷偶联剂处理后其粘合能力还会进一步提高.因此,玄武岩纤维可以代替即将禁用的石棉来作为耐高温结构复合材料、橡胶技术制品等增强材料,也可用于制作制动器、离合器等磨擦片的增强材料.

rocky__wang 发表于 2008-6-19 21:21:57

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