三维玻璃纤维间隔连体织物水泥基复合材料的研究与应用

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1、实验与研究三维玻璃纤维间隔连体织物水泥基复合材料的研究与应用122吴伯明戴浩李东旭（1伯龙三维复合材料有限公司，江苏常州213115；2南京工业大学材料科学与工程学院，江苏南京210009）摘要：三维玻璃纤维间隔连体织物水泥基复合材料具有优异的力学性能和应用前景。介绍了三维玻璃纤维间隔连体织物的结构特征及其对复合材料力学性能的影响，从复合材料破坏机制角度分析了三维玻璃纤维间隔连体织物对基体材料的增强机理。基于复合材料耐久性，详细阐述了玻璃纤维的被腐蚀机理，并且探讨了相应的改进方法。最后，综述了该类复合材料在建筑工程领域的应用状况，并展望了后续的研究重点。关键词

2、:三维玻璃纤维间隔连体织物；水泥基复合材料；力学性能；耐久性Abstract：Threedimensionalglassfiberspacerfabriccement-basedcompositeshaveexcellentmechanicalpropertiesandapplicationprospect.Thispaperpresentsthearchitecturalfeatureof3-Dimensionglassfiberspacerfabricanditsinfluenceonmechanicalpropertiesofcomposites.The

3、reinforcingmechanismof3-Dimensionglassfiberspacerfabriconmatrixmaterialsareanalyzedfromtheviewofcompositesbreakingmechanism.Inviewofthedurabilityofcomposites,corrosionmechanismofglassfiberareexpoundedindetail,andthecorrespondingimprovementmeasuresarediscussed.Inaddition,theapplicati

4、onofthiskindsofcompositesinarchitecturalengineeringareaaresummarized,andtheresearchprioritiesinfutureareproposed.Keywords：3-Dimensionglassfiberspacerfabric；cement-basedcomposites；mechanicalproperties；durability中图分类号：TB332文献标识码：B文章编号：1003-8965(2016)01-0047-04三维间隔连体织物是一种整体编织而成、层与层之间纱线

5、相连、呈中空结构的织物。用三维间隔连体织物制备的复合材料具有优异的力学性能和耐久性，与传统蜂窝、泡沫等夹层结构材料相比，不存在面芯剥离现象，与二维结构复合材料相比，其失效过程是渐变的，可在较长时间[1-4]内保持结构的整体性。高强度的三维玻璃纤维间隔连体织物嵌入水泥基体后，可有效提高水泥基体的抗弯曲强[5,6]度和抗冲击强度等力学性能。较之于短切玻璃纤维和玻璃纤维网格布，三维玻璃纤维间隔连体织物能够进一步图1三维间隔连体织物的结构示意图[5,7]提高配筋率，同时能够进行三维空间定位，这对玻璃纤维增强水泥板材的研发有着较大的推动作用。三维间隔连体织物的结构对复合

6、材料的力学性能有较[9,10]大的影响，当基体材料强度较低时，织物对复合材料1力学性能增强效果更加显著。图2为三维玻璃纤维间隔连体织物增强发泡水泥板，三维玻璃纤维间隔连体织物改善了发泡水1.1三维玻璃纤维间隔连体织物结构对材料力学性能泥强度低的缺点，降低了材料的脆性，扩大了其应用范围。的影响图1为三维间隔连体织物的结构示意图。三维间隔连体织物纱线包括经纱(X向)、纬纱(Y向)和纤维芯柱纱线。经纱有屈曲的特征，纬纱较直，纤维芯柱纱线在面层内为经向取向，层与层之间由连续纤维芯柱相接而成一体，呈空芯结构，层面之间芯柱经向呈“8”字形，纬向呈“1”字形，织物层的面密度

7、、芯柱连接高度、芯柱分布密度可[1,3,8]调，织物的结构形式可变。图2三维玻璃纤维间隔连体织物增强发泡水泥板基金项目：“十二五”国家科技支撑计划课题(2014BAL03B04)三维玻璃纤维间隔连体织物增强发泡水泥板的平压47实验与研究强度高于发泡水泥板和织物。发泡水泥和芯柱存在协同长期性能的降低是“化学侵蚀”和“物理侵蚀”共同作用增强效应，发泡水泥对纱线给以横向支持,以使其抵抗弯的结果，只有同时消除这两个因素，才能提高复合材料的曲和剪切变形,纱线也使发泡水泥的刚度和强度得到增强耐久性。[2,11]。2.2耐久性改善措施随芯柱高度的增加，材料的压缩强度和剪切强

8、度降低，2.2.1提高玻璃纤维的耐碱性