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1、玻璃纖維增強(qiáng)水泥制品(GRC)及工藝46173兩岸青山相對出，孤帆一片日邊來。日斜深巷無人跡，時見梨花片片開。知者不惑，仁者不憂，勇者不懼。有志者，事竟成。人有悲歡離合，月有陰晴圓缺。玻璃纖維增強(qiáng)水泥制品（GRC）及工藝玻璃纖維增強(qiáng)水泥（GlassfiberReinforcedCement，縮寫為GRC）是以玻璃纖維為增強(qiáng)材料，以水泥凈漿或水泥砂漿為基體而形成的一種復(fù)合材料。從建材行業(yè)的發(fā)展角度來講，大宗建材必須是可持續(xù)發(fā)展的綠色材料。水泥與水泥基材料是當(dāng)今最大宗的人造材料。世界水泥產(chǎn)量已超過15億t（我國目前的水泥產(chǎn)量也已達(dá)到世界水
2、泥產(chǎn)量的1/3強(qiáng)），據(jù)此推算，水泥基材料總量在60－70億t上下。估計所消耗的主要資源為優(yōu)質(zhì)石灰石15億t。砂石集料40億m3，排放的CO2(主要溫室氣體)12t以上，還有其他的有害氣體與大量的粉塵，嚴(yán)重污染環(huán)境。如今后我國水泥年產(chǎn)量保持在5億t，按合理的指標(biāo)估算，每年消耗的能源。資源與造成的環(huán)境負(fù)擔(dān)如表5－4所示?？梢姴徽撐覈€是世界其他地區(qū)都必須依靠科技、人力節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，否則水泥與水泥基材料將成為不可持續(xù)發(fā)展的材料。水泥基材料必須向高性能發(fā)展，向減少用量，延長壽命，增強(qiáng)功能，尤其是降低環(huán)境代價的方向
3、努力。從1824年波特蘭水泥問世以來，經(jīng)歷多次大的發(fā)展，以擴(kuò)大用途與提高力學(xué)性能為主線:波特蘭水泥→砂漿、混凝土→鋼筋混凝土門（1850）→石棉水泥門（1900）→預(yù)應(yīng)力混凝土（1929）→外加劑混凝土（1935）→聚合物水泥混凝土（20世紀(jì)50年代）→高強(qiáng)混凝土（20世紀(jì)70年代）→高性能混凝土（20世紀(jì)90年代）。纖維增強(qiáng)水泥基材料自石棉水泥到20世紀(jì)50年代的GRC（玻璃纖維水泥）、60年代的鋼纖維水泥（SFRC)、80年代的碳纖維水泥（CFRC),以至后來的纖維增強(qiáng)聚合物水泥，力學(xué)性能大幅度提高，用途隨之?dāng)U大。從材料發(fā)展史來看
4、，原先所用的泥結(jié)卵石、草筋泥?；鹕交沂?。各種三合土，以至近代的水泥基復(fù)合材料，都說明復(fù)合化是材料發(fā)展的主要途徑之一。玻璃纖維增強(qiáng)水泥基材料是復(fù)合化的新成就，二戰(zhàn)以來發(fā)展迅速。復(fù)合化的技術(shù)思路—超疊加效應(yīng)，對材料高性能化具有重要意義，可用公式1＋2》3表示。例如在高性能混凝土（HPC）中就用多種復(fù)合，不僅復(fù)合膠結(jié)材料，還要復(fù)合細(xì)摻料，復(fù)合外加劑。玻璃纖維增強(qiáng)在復(fù)合化中占突出地位，在上述特高強(qiáng)水泥基材料中對增加韌性、抗沖性等起著關(guān)鍵作用。此外，還有多種水泥一玻璃纖維一聚合物復(fù)合材料，如玻璃纖維增強(qiáng)聚合物改性水泥。聚合物在水泥硬化體中提高
5、了玻璃纖維與水泥石的粘結(jié)強(qiáng)度，使玻璃纖維的增強(qiáng)作用充分發(fā)揮，從而提高了延伸率和韌性（假韌性）。因此，抗折、抗拉?？箾_性大為提高，表現(xiàn)出明顯的性能超疊加效應(yīng)。自從石棉致癌問題提出后，性能優(yōu)良的石棉水泥受到很大影響，但石棉水泥的工藝與設(shè)備在混凝土、水泥制品工業(yè)中是最先進(jìn)的。以此為基礎(chǔ)，開拓思路，努力創(chuàng)新，將各種玻璃纖維與優(yōu)質(zhì)水泥基材料（如HPC、UHPC）等結(jié)合起來，進(jìn)行新的復(fù)合，使水泥基材料的缺點(diǎn)得到改進(jìn)，性能大幅度提高，創(chuàng)造新的綠色建材，擴(kuò)大用途，造福人類。以水泥為基體的建筑材料都有一個突出的特點(diǎn)，就是抗壓強(qiáng)度高而抗彎（折）強(qiáng)度?？估?/p>
6、強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度低。采用纖維材料對水泥基材料進(jìn)行性能改善，不失為一種行之有效的方法。有些纖維只能提高水泥基的抗彎（折）強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，但不能改善其抗沖擊性能；有些纖維只能提高水泥基體的抗沖擊性能，但無法改善其抗彎強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度；而玻璃纖維不僅可以提高水泥基的抗彎?？估瓘?qiáng)度，還可以提高其抗沖擊強(qiáng)度。玻璃纖維較高的抗拉強(qiáng)度（單絲抗拉強(qiáng)度可達(dá)1770－2550MPa）和較高的彈性模量（約為70GPa，為水泥基體的2．5倍）為其能夠大幅度提高水泥基體的強(qiáng)度和韌性提供了必要的保證。30多年來國內(nèi)外對玻璃纖維增強(qiáng)水泥性能的研究證明，在水泥基體中加
7、人4％－5％的玻璃纖維即可大大改善其力學(xué)性能。一般素水泥砂漿的抗拉強(qiáng)度為2－3MPa，極限延伸變形為100－150με，抗彎（折）強(qiáng)度為5－7MPa，抗沖擊強(qiáng)度約為2kJ/㎡，當(dāng)加人4％－5％的玻璃纖維后，復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度達(dá)到9－12MPa，極限延伸變形達(dá)到8000－12000με，抗彎（折）強(qiáng)度達(dá)到20－25MPa，抗沖擊強(qiáng)度達(dá)到15－20kJ/㎡。少量的玻璃纖維加到水泥基體中即可得到如此好的效果，當(dāng)然是一件令人鼓舞的事情，作為一種材料，特別是用于制造建筑構(gòu)件的材料，人們更加關(guān)心的是它的耐久性問題，都希望建筑材料有一個長久的使用壽
8、命和良好的安全可靠性。對于玻璃纖維增強(qiáng)水泥這種新型的復(fù)合材料來說，玻璃纖維在水泥基體中能否保持其較高的強(qiáng)度和較好的韌性是保證玻璃纖維增強(qiáng)增韌效果的關(guān)鍵所在。在實踐中人們發(fā)現(xiàn)了玻璃纖維在水泥基體中的侵蝕和脆化問題，并且開始
