碳纤维混凝土是一种新兴的本征智能材料 ，具有良好的材料 力学性 能和机敏特 性 ，一经 问世 便在 工程 实践 中得到 广泛应 用 ，特 别 在结构加 固领域更是展现 出了广 阔的应 用前景。为了使这种新 型功 能 材料更好 的展现 自身的性能优 越性 ，更好的投 入到 实际工程 中 ，还有 很 多问题需要进一步地研 究。 关键词 ：碳纤维混凝土；力学性能；抗裂性；抗渗性 中图分类号 ：TU528．528 文献标识码 ：A 文章编号 ：1007—7359(2014)06—0161—02 0 引 言 碳纤 维混凝土就 是将短切碳 纤维均匀 的加入 到普通混 凝 土 中而制成 的纤 维增强水泥基 复合 材料 。与普通 混凝土相 比， 作 为一 种土木工程 界新型 的功 能材料 ，它不仅具有 抗拉 强度 高 、极 限抗拉应 变大等 良好力学 性能，而且还 具有温 度和压 力 的自感知以及电磁屏蔽等机敏特性，并且其与混凝土结构相容 性好 ，因此在大坝 、桥梁 、道路 、原子 能发 电站 、海 洋结构物等大 型复杂土木工程结构中的健康监测以及电子设备的电磁屏蔽 等领域均具有广泛 的应用前景Ⅲ。 1 碳纤维 混凝土的主要 力学性 能 表 1为几种碳纤维 的基本 性能 。由表 1可见，碳 纤维具有 高抗拉模量和抗拉强度 ，因此 ，它的加入不仅可以提高混凝土 的抗裂性 、抗渗性 ，减少收缩变形 ，而且 混凝 土的力学性能亦得 到明显改善，因此混凝土结构的抗疲劳特性以及抗震性均有所 提高。 碳纤维的基本性能 表 1 1．1抗拉强度 碳 纤维 表面光滑 ，因此与水泥基体 的界面粘结力较弱 ，但 收稿 日期 ：2014—10—17 作 者简介 ：孙 玉军(1960一)，男 ，山东青岛人 ，高级 工程师 ，主 要从事 建 筑材料检 测及材料性能研究工作。 碳纤维仍能显著提高混凝 土的抗拉强度 。通过试验表 明，对于 不 同水灰 比的短切碳纤 维砂浆 ，当碳纤维体积掺 入量在 4．5％ 以下时 ，纤维体积掺入率 每增加 1％，其抗 拉强度可至少提高 0．66MPa甚至高达 2．14MPa，并且随着 混凝 土中碳纤维含量的 逐步提高，其增强效果也相应提高。当碳纤维体积掺入量达到 5％时，碳纤维体积掺人量与混凝土的抗拉强度几乎接近于线 性变化趋势 。一般来说 ，碳纤维增强混凝 土的抗拉强度 比不含 碳纤维 的普通水泥混凝土的抗 拉强度高 3倍左右 。 碳纤维混凝土不仅具有较高 的抗拉强度 ，而且其极 限拉应 力也得到较大增强 ，且在 一定范围内随体积掺入量 的增加而增 加 。试验表 明 ，在掺入某些 外加 剂的作用下 ，对 于碳纤维体积掺 入量 为 3％的碳纤维砂浆 ，其极 限抗拉应变可 以达到其纯料浆 的 20～40倍 _引。较高 的极限拉应力使混凝土结构 的抗震性能得 到了显著提高 。 1-2抗压强度和抗弯强度 试验表明，碳纤维砂浆的抗压强度随碳纤维体积掺人量的 增加而降低 ，分析原因是由于在搅拌纤维的过程中带入了一定 的气泡造成的。这种强度的下降可以通过加入适当的超细物 料 、外加剂和改善搅拌工艺等措施而得到一 定的补偿 。 随着纤 维掺入百分率 的增 加 ，其抗弯强度也 大致呈 线性 增 加 的趋势。试验表明 ，与素混凝 土相 比碳纤维 混凝 土的压缩韧 度指数可提高 60％～100％，并 且随着纤维掺量 的增加而增加。 2 碳纤维混凝土 的压敏性 能及温敏 性能

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