玻璃纤维增强水泥研究与应用进展

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1、材料研究与应用广东建材2017年第9期玻璃纤维增强水泥研究与应用进展程从密1徐海军2祝雯2杨彥1杨毅男1何健辉1（1广州大学；2广州市建筑研究院有限公司）【摘要】本文介绍了国内外玻璃纤维增强水泥的原材料、拌合物性能、配合比设计、生产工艺、力学性能、耐久性以及工程应用等方面的现状与最新研究成果。并对玻璃纤维增强水泥在研究和应用中所面临的问题进行探讨。【关键词】玻璃纤维增强水泥（GRC）；生产工艺；力学性能；耐久性1概述70GPa，远高于普通混凝土和钢筋。随着人们对玻璃纤维与GRC性能关系的不断深入了解，玻璃纤维生产企业开玻璃纤维增强水泥（glas

2、sfibrereinforcedce-发出各种类型的产品。常用GRC耐碱玻璃纤维有连续无ment，简称GRC）以水泥砂浆或水泥净浆为基体、以耐碱捻粗纱、短切纤维纱、网格布和纤维毡4种形式。新出现玻璃纤维为增强材料而制成的复合材料。20世纪40年[4]的三维玻璃纤维间隔连体织物能够进一步提高配筋率。代，欧洲人就从玻璃纤维增强塑料的研制中受到了启同时进行三维空间定向，对于GRC外墙板的生产有极大发，进行玻璃纤维增强水泥试验。当时普遍采用的中碱的帮助。不同维度和不同长径比耐碱玻璃纤维的协同使玻璃纤维极易受到高碱度硅酸盐水泥的腐蚀，使GRC无用，可以使

3、玻璃纤维的配筋方式更加合理，大大提高[1]法投入使用。1966年，英国的Majumder等人研制成GRC制品的性能。ZrO2含量为16%的抗碱玻璃纤维，推动了GRC的研究与应用于GRC的玻璃纤维必须是耐碱的。提高玻璃纤[2]发展。1971年，英国皮尔金顿公司将商品名为“Cem维耐碱性能的措施主要有引入耐碱组分和耐碱涂覆处FIL”的抗碱玻璃纤维引入市场，玻璃纤维增强混凝土才理两种。真正进入商业应用。⑴引入耐碱组分。在玻璃成分中引入耐碱组分ZrO2我国是较早研究GRC的国家之一，上世纪50年代能从根本上提高玻璃纤维的耐碱腐蚀能力。玻璃纤维的技术人员

4、开始尝试用中碱或无碱玻璃纤维作为增强材耐碱性随着ZrO2含量的增加而提高，但有效提高ZrO2料制备GRC制品[3]。同样由于没有解决硅酸盐水泥水化含量在工艺上存在一定难度。行业标准《耐碱玻璃纤维中析出的Ca(OH)2对玻璃纤维的腐蚀作用而被政府部无捻粗纱》JC/T572-2002规定，耐碱玻璃纤维根据氧门禁止使用。70年代中期我国恢复了GRC的研究开发，化锆含量的不同分为L型（低锆，氧化锆含量大于等于一方面研究耐碱玻璃纤维，另一方面研制低碱度水泥。14.0%，或氧化锆与二氧化钛合计含量大于等于19.2%）这两方面的研究至80年代中期相继取得成果

5、，从而使和H型（高锆，氧化锆含量大于等于16.0%）。欧美国家GRC在我国重新进入应用领域。要求GRC中使用的玻璃纤维ZrO2含量不低于16.5%。国2GRC原材料的研究与应用进展产耐碱玻璃纤维ZrO2含量可达到16.7%左右，美国欧文斯康宁公司的耐碱玻璃纤维ZrO2含量达到17%左右，日GRC原材料主要包括耐碱玻璃纤维、胶凝材料、细[4]本NEG耐碱玻璃纤维ZrO2含量达到20%左右。骨料和水。另外，根据需要还使用各种外加剂、聚合物、⑵耐碱涂覆处理。将耐碱涂层包覆在玻璃纤维的表无机掺合料、颜料等辅助材料。从原材料方面来讲，对层，以阻隔玻璃纤维

6、与水泥液相的直接接触，常用于玻GRC物理力学性能和长期耐久性起决定作用的是玻璃璃纤维网格布。环氧树脂浸渍玻璃纤维具有优良的耐碱纤维和胶凝材料。性，同时环氧浸渍玻璃纤维和砂浆基体间也有良好的粘2.1玻璃纤维结强度，提高了GRC的韧性和强度[5]。以溶胶-凝胶工玻璃纤维单丝抗拉强度可达2500MPa，弹性模量约艺在普通E-玻璃纤维上涂覆一层BaO-TiO2-SiO2系耐-36-广东建材2017年第9期材料研究与应用碱膜涂层显著提高其耐碱性[6]。与含ZrO的耐碱玻璃纤表面保护剂可以用来防止GRC表面污染或泛碱，特2维相比，耐碱涂覆玻璃纤维价格非常便

7、宜。有些玻璃纤别是清水混凝土质感、砂岩质感、剔凿质感的GRC。GRC维生产厂致力于对中碱玻璃纤维网格布进行耐碱涂覆表面保护剂有丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、氟处理的研究，取得了一定的成果。但应注意的是，表面涂碳涂料等。表面防护剂除了具有表面防护效果外，还要层耐碱效果有限，长期耐碱性能较差，使用时应引起重求耐久性好，不影响GRC的色彩与色泽。有机硅防护涂视。料已广泛应用于国内外各类钢筋混凝土工程中；氟碳涂2.2胶凝材料料具备耐候性、耐化学腐蚀及表面自洁等优越的性能，应用于GRC的胶凝材料，除了考虑强度、安定性等但价格较高。因素外，更需要重点

8、考虑水泥碱度、颜色等方面的要求。3拌合物与生产工艺常用于GRC的胶凝材料有快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥。3.1