碳纤维增强混凝土(CFRC)的理论与应用研究

碳纤维增强混凝土（CFRC），其韧性、抗拉强度有明显提高，可用于抗震或抗裂结构。（CFRC）中的纤维，存在一合理的含量值。当基体中纤维含量较少时，对被增强的混凝土性能不起作用；当含量超过某一数值后，增强效果不显著。研究得出的合理体积含量为2%左右。纤维长度对增强效果也有影响，研究给出了最佳纤维长度值。衡量材料抗冲击的特征值——韧性指数，试验时离散性很大，研究中以“名义比例极限”取代“初裂”荷载，得出了稳定的韧性指数值。课题组系统给出了CFRC的基本力学性能：拉、压、冲击强度。实际工程应用表明，在重大的建（构）筑物中的关键部位，使用CFRC，不仅改善工程的安全度，也可获得较好的经济效果。 2100433B

单向增强混凝土和普通混凝土受弯时应力应变曲线如图1《混凝土受弯时应力和应变曲线图》所示。可以看出，相比普通混凝土，碳纤维增强混凝土不仅抗拉强度增加，而且表现出良好的韧性。这是因为纤维的拉出，需要吸收很多的能量。

美国纽约大学的DDL.Chung等人通过大量的对比实验发现混凝土中掺加少量的碳纤维(质量百分含量为0.6%左右)，材料的抗拉强度和抗拉延性分别提高30% 和25% .当对掺人其中的硅粉和碳纤维进行表面处理(如臭氧处理，硅烷处理等)后，其强度可进一步增加。此外，掺入碳纤维后相同龄期的干缩值较普通混凝土明显降低，实验数据显示其28d的干缩值降低32%。

CFRC人工岩是把碳纤维搅拌在水泥中，制成的碳纤维增强混凝土，并用于造景工程。CFRC人工岩与GRC人工岩相比较，其抗盐侵蚀、抗紫外线照射能力等方面均明显优于GRC，并具耐高温、抗冻融合抗干湿变化等优点，是耐久性优异的水泥基材料，适合于沿海地域等各种自然环境的护岸、护坡。由于其可塑性强，更适用于园林假山造景、浮雕、广告牌等各种景观的再创造。