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玄武岩纤维筋替代螺纹钢筋——钢铁产业会不会被彻底颠覆?

      在建筑工程中,钢筋混凝土因具有成本低廉、坚固耐用且材料来源广泛等优点而被土木工程的各个领域普遍采用。而随着钢筋混凝土的广泛应用,它的优越性得到了进一步的体现。但在使用过程中,混凝土中的钢筋锈蚀问题却不断出现。钢筋锈蚀后,导致混凝土结构性能的裂化和破坏。不但影响结构物的正常使用,甚至使建筑物遭到完全破坏,造成巨大的财产损失。


钢筋锈蚀后,导致混凝土结构性能的裂化和破坏,主要有如下表现:


      钢筋锈蚀,导致截面积减少,从而使钢筋的力学性能下降。大量的试验研究表明,对于截面积损失率达5%~10%的钢筋,其屈服强度和抗拉强度及延伸率均开始下降,对于截面积损失率大于10%,但小于60%的严重腐蚀,钢筋各项力学性能指标严重下降。


      钢筋腐蚀导致钢筋与混凝土之间的结合强度下降,从而不能把钢筋所受的拉伸强度有效传递给混凝土。

      钢筋锈蚀生成腐蚀产物,其体积是基体体积的2~4倍,腐蚀产物在混凝土和钢筋之间积聚,对混凝土的挤压力逐渐增大,混凝土保护层在这种挤压力的作用下拉应力逐渐加大,直到开裂、起鼓、剥落。混凝土保护层破坏后,使钢筋与混凝土界面结合强度迅速下降,甚至完全丧失,不但影响结构物的正常使用,甚至使建筑物遭到完全破坏,给国家经济造成重大损失。

      绿色环保的新型混凝土增强材料——玄武岩纤维筋


      玄武岩纤维是以火山喷出岩为原料,在1450℃~1500℃熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板制成的连续纤维。作为一种新型纤维材料,玄武岩纤维具有独特的力学性能、良好的稳定性以及较高的性价比,使其成为一种良好的混凝土增强材料。

      纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色,有些似金色。玄武岩纤维作为一种新型无机环保绿色高性能纤维材料,不仅强度高,而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。此外,玄武岩纤维的生产工艺决定了产生的废弃物少,对环境污染小,且产品废弃后可直接在环境中降解,无任何危害,因而是一种名副其实的绿色、环保材料。


玄武岩纤维主要应用

      玄武岩纤维(basalt fiber)除具有高技术、高强度、高模量的特点外还具有耐高温及低温性能佳(-269-650℃)、耐酸碱、抗氧化、抗辐射绝热隔音、防火阻燃、过滤性好、抗压缩强度和剪切强度高,适应于各种环境下使用等优异性能。与钢材相比,玄武岩纤维强度比钢高,可承受的强度可以达到1000余兆帕,是普通钢筋的3倍以上,密度则只有钢材的1/4左右,在700℃条件下强度不改变。

      玄武岩纤维织品可制成毡、带绳板、棒等,与树脂结合还可制成多种复合材料,广泛应用于消防、环保、航空航天、军工、汽车船舶制造、工程塑料及建筑等领域。目前国内主要应用于建筑结构补强、道路交通和玻璃钢三大领域,在道桥建设上正逐步取代钢筋使用。







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