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可弯曲混凝土打破传统混凝土极限

来源:本站作者:admin时间:2024-03-26

高延性混凝土(high dutility concrete.HDC)其实就是工程水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composite,ECC)演化而来,只不过ECC从材料层面命名,而HDC从宏观力学表现命名。只是可弯曲混凝土掺高强纤维,就是高韧性混凝土。这种新型的建筑材料具有类似金属材料的拉伸强化性能,极限拉伸应变可达5%~6%,接近钢材的塑性,因此被称为“可弯曲混凝土”。

对于这两种混凝土,我先简单的介绍下区别:

工程水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composite,ECC):最早由美国Michigan大学的Li和Leung提出,它在拉伸和剪切荷载作用下呈现出受拉应变硬化和多裂缝开展特征。目前,ECC已被应用于桥梁、公路及隧道等实际工程中,并取得了良好的效果.为推广ECC在加固工程中的应用。

高延性混凝土(high dutility concrete.HDC):采用ECC设计理论制备了高延性混凝土,并将其应用于砖砌体墙与混凝土构件的加固修复,且取得良好的加固效果.在此基础上,本文提出采用HDC面层加固混凝土空心砌块砌体墙,对4个HDC面层加固试件与2个对比试件进行反复负荷载试验,研究各试件的破坏模式、滞回性能及承载力,为该类结构的加固设计提供试验和理论依据。

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可弯曲混凝土存在的争议

简单的来说,HDC掺纤维最早并不是我国提出来的,早在1998年美国就提出来了,那时还只是提出了概念,没有明确添加纤维及掺和多少的问题,所以说直接以“发明”“研发”等来说,其实是有的不妥的,我国正式通过实际试验,通过掺和比例而定下新的标准。所以更贴切的说法是,邓教授在改良了别人的“方案”,适合我国国情而已!

最近一款新型混凝土刷爆了网络——可弯曲混泥土,据研发者邓明科教授称,用这种材料加固房屋后,可以经受住10级大地震的考验,真的有这么神奇吗?这是否是我国发明并第一个提出来的?引发了很大的争议!

可弯曲混凝土应用有哪些?新技术,老旧房子的福音

5·12汶川地震,根据中华人民共和国地震局的数据,震级达8.0Ms、矩震级达8.3Mw,给灾区造成了严重的破坏,汶川地震严重破坏地区超过10万平方千米,其中,极重灾区共10个县(市),较重灾区共41个县(市),一般灾区共186个县(市)。截至2008年9月18日12时,5·12汶川地震共造成69227人死亡,374643人受伤,17923人失踪,是中华人民共和国成立以来破坏力最大的地震,也是唐山大地震后伤亡最严重的一次地震。

我国历史上的大地震造成了巨大损失,很大程度上是由于房屋抗震能力差造成的,要是对房子都使用该款混凝土加固,那就能避免因房屋倒塌造成的伤害,自然地震破坏力就没有那么大了,同时也大大提高了人和财产的安全。

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为何这混凝土这么神奇?值得推广

其实早在2019年,我国西安建筑科技大学就公布该项研究成果,引发国内外行业广泛关注,该款混凝土为什么这么厉害呢?这还得从混凝土的构成说起。高延性混凝土,又叫可弯曲混凝土,是基于微观力学的设计原理,以水泥、石英砂等为基体的纤维增强复合材料,具有高延性、高耐损伤能力、高耐久性、高强度(抗压、抗拉)、良好的裂缝控制能力。拉伸性是普通混凝土的200倍!如果按照普通混凝土的抗拉强度算,C30混凝土强度为1.43MPa,那么可弯曲混泥土可能达到286MPa,这基本已经接近刚才的抗拉强度了。

可弯曲混凝土在建筑界有广泛的应用,其实已推广了20年,因抗震性能好,尤其是在日本,因为地震频繁的原因,早在03年就开始使用可弯曲混凝土。

可弯曲混凝土的优势,已广泛应用

如今在陕西、云南、山西等全国10多个省市立项编制标准。成功应用于全国20多个省市包括唐韩休墓壁画整体加固搬迁、安徽毛坦厂中学加固以及云南和宁夏、云南等省市危旧房改造等500多个项目,覆盖危旧房改造、中小学宿舍加固、文物保护和军民融合等多个领域。

超强的能量吸收能力;韧性化剪切破坏特征;与钢筋具有良好的变形协调性;卓越的耐久性和抗疲劳

特性;有效防护结构开裂;提高结构的抗渗性;有效防止有害离子的侵蚀;极大的提高结构耐久性;最大限度节约工程运行成本和维修费用。

在拉伸和剪切荷载下呈现高延展性的一种水泥基复合材料。这种基于微观力学的材料设计方法在结构的安全性、耐久性和可持续性方面具有无法比拟的优势。可弯曲混凝土,施工比较方便,只需直接在表面上抹上10-20mm的混凝土,就可以起到加固的作用,同时经过核实,工期缩短70%,同时节省30%的造价,我国该款混凝土已获得78项专利。我国“高延性混凝土应用技术”已形成由材料到结构、设计到施工、试验研究到工程应用的系列技术,经业内专家鉴定达到国际领先水平。获得60项国家专利,其中发明专利40项,使用可弯曲混凝土应进行了大范围推广。

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总结:

该款混凝土的为建筑的安全性方面提供了可行性方案,尤其在面对自然灾害地方的建筑加固,能大大提高安全系数。对于高韧性纤维混凝土与普通砂浆、混凝土脆性断裂完全不同,高韧性混凝土具有优异的韧性,最大裂缝宽度远小于0.1mm,完全满足严酷条件下的耐腐蚀耐久性要求,为工程结构安全服役提供了关键性材料保障。

可弯曲混凝土能够提升城镇房屋建筑抗震防灾能力,他能否助力我国实现“住房安全有保障”的保证?在自然灾害中,通过可弯曲混凝土加固建筑,能否为人民的安全增添一道防护?更重要的是,使用高韧性纤维混凝土材料及相关技术可以减少甚至免除维修量,大幅度提高使用寿命,从而有效降低水泥用量,减少二氧化碳排放。


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