纖維混凝土工程材料高峰論壇—ECC在中國(guó)技術(shù)交流會(huì)召開(kāi)/

  東南大學(xué)副教授郭麗萍作題為《超高韌性水泥基復(fù)合材料研究進(jìn)展、存在問(wèn)題及展望》報(bào)告，介紹了其所在課題組對(duì)ECC的研究進(jìn)展情況:課題組針對(duì)ECC 材料存在的各種問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)，在達(dá)到超高韌性與合適強(qiáng)度等級(jí)的前提下，不僅采用工業(yè)廢渣、尾礦和國(guó)產(chǎn)纖維等原材料，大幅降低了材料成本，而且具有生態(tài)環(huán)保和節(jié)能減排的突出優(yōu)勢(shì)，更適合我國(guó)國(guó)情。課題組具有代表性的研究成果：采用工業(yè)廢棄物尾砂（平均粒徑為94.95μm）代替特殊磨細(xì)石英砂，制得了生態(tài)型超高韌性水泥基復(fù)合材料（ECO-ECC）；從影響ECC 韌性的因素——基體、纖維、基體/纖維界面入手，優(yōu)化特定材料下的材料制備技術(shù)，制備得到了最大延性為5%左右的高延性水泥基復(fù)合材料（HDCC）；采用可分散乳膠粉與PVA 纖維復(fù)合增韌技術(shù)，采用普通黃砂作為骨料，制備出了復(fù)合增韌水泥基材料等。

  哈爾濱工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院教授楊英姿作題為《如何獲得穩(wěn)定可靠的ECC？—ECC在哈工大》報(bào)告，介紹了她近年來(lái)對(duì)ECC的研究情況和研究心得。她認(rèn)為：1、針對(duì)不同工程實(shí)際的需求，穩(wěn)定可靠的ECC家族成員也正在不斷壯大并能很好地應(yīng)對(duì)實(shí)際工程需求，更多的研究工作促使我們懂得它，并更好低應(yīng)用它。2、ECC配合比的設(shè)計(jì)要考慮與養(yǎng)護(hù)、使用環(huán)境條件匹配。3、盡管ECC的減縮防裂措施可以發(fā)揮一定作用，大面積（體積）ECC的工程應(yīng)用更應(yīng)考慮阻裂及養(yǎng)護(hù)技術(shù)，基于這一點(diǎn)，預(yù)制ECC制品可以更好地服務(wù)于土木工程。4、ECC確實(shí)能滿足土木工程對(duì)未來(lái)混凝土的要求：高強(qiáng)、延性、高耐久和可持續(xù)發(fā)展。5、截止目前PVA纖維的價(jià)格仍是限制ECC廣泛應(yīng)用的瓶頸問(wèn)題，降低纖維造價(jià)和尋找替代品是我們面臨的問(wèn)題。[Page]

中國(guó)交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院博士彭鵬



中國(guó)中材國(guó)際工程股份有限公司周健博士

  【背景介紹】19 世紀(jì)20 年代出現(xiàn)波特蘭水泥之后，混凝土作為一種建筑材料，以其骨料可以就地取材、構(gòu)件易于成型等突出優(yōu)點(diǎn)，日益廣泛應(yīng)用于土建工程。尤其是19 世紀(jì)中葉之后，伴隨著鋼鐵的生產(chǎn)發(fā)展，出現(xiàn)了鋼筋混凝土這種新型復(fù)合建筑材料，其中鋼筋承受拉力，混凝土承受壓力，發(fā)揮了各自優(yōu)勢(shì)，初步克服了混凝土抗拉強(qiáng)度低，用途受限制的弱點(diǎn)。20 世紀(jì)30 年代開(kāi)始出現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力混凝土，其結(jié)構(gòu)的抗裂性能，剛度和承載能力大大超過(guò)了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，從而顯著擴(kuò)大了混凝土的應(yīng)用范圍，拓展了許多新的應(yīng)用領(lǐng)域，使土木工程進(jìn)入了鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土占統(tǒng)治地位的歷史時(shí)期，進(jìn)而土木工程產(chǎn)生了新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算理論和新的施工工藝技術(shù)，在土木建筑工程技術(shù)發(fā)展史上完成了一次新的飛躍。盡管鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是混凝土作為建筑材料存在的固有弱點(diǎn)—抗拉強(qiáng)度低（一般僅為抗壓強(qiáng)度的1/10 左右）、韌性差等卻依然限制著它優(yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮，并且隨著現(xiàn)代混凝土強(qiáng)度的提高，這一弱點(diǎn)也愈加突出。因此，長(zhǎng)期以來(lái)許多專家學(xué)者不斷探索改善混凝土性能（主要是提高抗拉性能，增強(qiáng)韌性和延性）的各種方法和途徑。纖維增強(qiáng)混凝土是近年來(lái)研究和應(yīng)用最廣的重要途徑之一。纖維可有效的改善混凝土的物理性能和力學(xué)性能，所以自纖維混凝土問(wèn)世以來(lái)一直受到國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者的重視。

  解決這些問(wèn)題的最佳途徑就是采用新型的超強(qiáng)韌性纖維混凝土（Engineered Cementitious Composites）簡(jiǎn)稱“ECC”。該水泥基復(fù)合材料是基于微觀物理力學(xué)原理優(yōu)化設(shè)計(jì)的具有應(yīng)變硬化特性和多縫開(kāi)裂特征的一種新型工程用水泥基復(fù)合材料.這種復(fù)合材料是在二十世紀(jì)九十年代由美國(guó)密歇根大學(xué)的Li.V.C首先提出來(lái)的。試驗(yàn)研究已經(jīng)證實(shí)它的應(yīng)變能力可達(dá)幾個(gè)百分點(diǎn),最高可達(dá)6%,耗能能力是常規(guī)纖維混凝土的幾倍,抗壓強(qiáng)度在高強(qiáng)混凝土范圍之內(nèi),是一種具有很大應(yīng)變硬化性能的復(fù)合材料正是這一特性， ECC也因此引發(fā)世界建材行業(yè)高度關(guān)注。

  目前美國(guó)與日本等國(guó)家已經(jīng)對(duì)超強(qiáng)韌性纖維混凝土ECC進(jìn)行了大量的理論與試驗(yàn)研究工作，并已經(jīng)在實(shí)際工程中得到了較為廣泛的推廣和應(yīng)用。例如：日本將ECC用于41層橫濱大廈抗震連梁（使得日本橫濱大廈經(jīng)受住了2011年3月11日9.0級(jí)地震的考驗(yàn)）、北海道源橋橋面建設(shè)，美國(guó)密歇根大橋連接板，澳大利亞油氣運(yùn)輸管道等都有運(yùn)用。