介紹了玄武巖纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(BFRP)是一種新型纖維復(fù)合材料，它具有較好的延性、耐高溫、耐腐蝕性能，從玄武巖纖維的發(fā)展、特性等方面對玄武巖纖維的應(yīng)用進(jìn)行了闡述，并提出玄武巖纖維在建筑工程領(lǐng)域有較好的應(yīng)用前景。

      目前我國現(xiàn)存的各種建（構(gòu)）筑物的總面積至少在100億m2以上，其中絕大多數(shù)是混凝土及砌體結(jié)構(gòu)，而且至少有50%以上已投入使用20年以上。這些既有結(jié)構(gòu)在使用過程中，由于自身老化、各種災(zāi)害和人為損壞等原因，使建筑物不斷產(chǎn)生各種結(jié)構(gòu)安全隱患：對一些新建成的工程項(xiàng)目，由于勘察、設(shè)計(jì)和施工過程中的技術(shù)和管理問題，導(dǎo)致工程在建成初期就出現(xiàn)各種質(zhì)量安全隱患；另外，相當(dāng)一部分既有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在功能上不能滿足目前使用的需要。為此，國家每年要投入大量資金用于各種建筑加固修復(fù)，這給建筑加固修復(fù)業(yè)的發(fā)展，無疑提供了巨大的市場空間。在歐美發(fā)達(dá)國家中，目前用于建筑加固改造的投資已占國家建筑業(yè)總投資的l／2以上，美國勞工部門在20世紀(jì)末的一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)預(yù)測報(bào)告中曾經(jīng)預(yù)言：建筑維修加固業(yè)將是21世紀(jì)最為熱門的行業(yè)之一。

1  FRP加固法

       混凝土結(jié)構(gòu)常用加固方法主要有：加大截面加固法，外包鋼加固法，外部粘鋼加固法，粘貼纖維增強(qiáng)材料加固法，預(yù)應(yīng)力加固法，增設(shè)支點(diǎn)加固法。相關(guān)技術(shù)包括托換技術(shù)、植筋技術(shù)、裂縫處理技術(shù)、結(jié)構(gòu)表面處理技術(shù)4大類。粘貼FRP加固法有以下優(yōu)點(diǎn)：1）FRP有更好的抗腐蝕性能；2）FRP有較高的比強(qiáng)度、比剛度；3) FRP有較好的抗疲勞性能；4）施工過程和加固后相關(guān)費(fèi)用少；5)質(zhì)量較輕，使用較少的勞動力，便于施工安裝，工作效率較高；6)可設(shè)計(jì)性和工藝性好；7)施工現(xiàn)場相關(guān)的障礙物幾乎無須拆除。由于其優(yōu)點(diǎn)多，效果明顯，在日美韓歐洲等國家和地區(qū)得到了大量的推廣，目前在加固修補(bǔ)技術(shù)領(lǐng)域已成為最廣泛使用的一項(xiàng)技術(shù)，并已完全產(chǎn)業(yè)化‘3'4]。目前，國內(nèi)外應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)加固的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料主要有碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)、玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料( GFRP)和芳綸纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(AFRP)。這些纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度是普通鋼材的8倍～10倍，密度約為鋼材的l／5，而且彈性模量與鋼材處于同一個(gè)水平甚至可以達(dá)到鋼材的2倍。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)又以較高的抗拉強(qiáng)度和彈性模量而在三種主要纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中應(yīng)用最為普遍，而且其加固技術(shù)最為成熟。

2玄武巖纖維

       連續(xù)玄武巖纖維(Continuous Basalt Fibre，簡稱CBF或BF)，是一種無機(jī)纖維材料，是火山爆發(fā)形成的一種玻璃態(tài)的玄武巖礦石，經(jīng)高溫熔融后快速拉制而成的纖維，其外觀為深棕色，色澤與碳纖維十分相似。玄武巖礦石本身就是一種玻璃態(tài)礦石，完全可以用這種單一的玄武巖礦石熔融后拉絲而成纖維，成纖后其他化學(xué)組分不變。20世紀(jì)90年代中期，南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院最早在中國開始CBF的研究，專注于適合充當(dāng)隔熱材料的超細(xì)玄武巖纖維，主要用于戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)動機(jī)外殼等軍工用途，但目前仍然停留在實(shí)驗(yàn)室階段。2002年1 1月我國將“CBF及其復(fù)合材料”批準(zhǔn)列為國家863計(jì)劃(2002AA334110)：2003年該863計(jì)劃成果與浙江民營企業(yè)對接成立了橫店集團(tuán)上海俄金玄武巖纖維有限公司。該公司經(jīng)過1年多的研究試驗(yàn)，克服了氧化還原不好等技術(shù)難題，現(xiàn)已掌握了CBF生產(chǎn)所有工藝技術(shù)。2004年開始在上海實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，目前技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，部分技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平和領(lǐng)先水平．

3  玄武巖纖維復(fù)合材料的優(yōu)勢

       1)玄武巖纖維成本較低。玄武巖是一種火山噴出巖，是地球上貯藏量最大，分布面非常廣的礦產(chǎn)。我國火山和火山巖分布廣泛，按照地理位置，可劃分為兩大區(qū)域：a．沿我國東部大陸邊緣，形成數(shù)以百計(jì)的火山群和火山錐，成為環(huán)太平洋火山鏈的一部分=b．位于青藏高原及周邊地區(qū)的火山群。玄武巖礦大多裸露易于開采，礦石的價(jià)格非常低廉，尤其是在國際市場碳纖維極度短缺、價(jià)格昂貴而且國內(nèi)碳纖維全部依賴進(jìn)口。

       2)優(yōu)異的耐溫和耐濕熱老化性能。CBF的使用溫度范圍為：- 269。C～700℃（軟化點(diǎn)為960°C）而玻璃纖維為- 60℃--450。C。CBF在400°下工作時(shí)，其斷后強(qiáng)度能夠保持85%；在600°C下工作時(shí)，其斷后強(qiáng)度仍能夠保持80%的原始強(qiáng)度；如果CBF預(yù)先在780°C～820℃下進(jìn)行處理，還能在860°C下工作而不會出現(xiàn)收縮，即使耐溫性優(yōu)良的礦棉此時(shí)也只能保持50%～60%的強(qiáng)度，玻璃棉則完全破壞。碳纖維的抗氧化性較差，在300℃時(shí)有CO和C02產(chǎn)生：纖維芳綸最高使用溫度也只有250℃。

      3)較高的抗拉強(qiáng)度。加拿大Albarrie公司研制出的(BF的抗拉強(qiáng)度達(dá)到4 800 MPa，比大絲束碳纖維、芳綸、PBI纖維、鋼纖維、硼纖維、氧化鋁纖維都要高，與S玻璃纖維相當(dāng)。烏克蘭的玄武巖纖維公司生產(chǎn)的CBF的抗拉強(qiáng)度為3 000 MPa～3 500 MPa。國內(nèi)試驗(yàn)表明，目前國產(chǎn)BFRP片材的抗拉強(qiáng)度達(dá)到2 300 MPa左右，彈性模量達(dá)到105.6 GPa，其力學(xué)性能完全可滿足工程使用。在提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗彎和抗剪性能上，雖在提高加固構(gòu)件的剛度上無CFRP效果好，但因?yàn)槠鋬?yōu)異的性價(jià)比仍然值得推廣使用。

       4)優(yōu)異的耐堿性能。與硅酸鹽的天然相容性，且以同屬硅酸鹽的火山噴出巖為原料制成的CBF，耐酸堿性強(qiáng)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，CBF在飽和Ca(OH)：溶液以及在水泥等堿性介質(zhì)中耐久性比玻璃纖維好，能保持高度的穩(wěn)定性，可代替鋼筋用作混凝土建筑結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)材料，制作橋梁等大型建筑的結(jié)構(gòu)件。利用CBF較高的抗拉強(qiáng)度和抗剪切強(qiáng)度這一特性，加上CBF具有天性的與水泥、混凝土的親和力和耐堿性，在建筑增強(qiáng)領(lǐng)域的應(yīng)用已顯示出它獨(dú)特的優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿Α?br />
4結(jié)語

       玄武巖纖維具有較好的耐高溫性能、較高的抗拉強(qiáng)度、優(yōu)異的延性及耐腐蝕性能。另外，國內(nèi)玄武巖礦產(chǎn)豐富，其發(fā)展也具有很好的政策優(yōu)勢。因此，玄武巖纖維在建筑工程加固領(lǐng)域有較好的應(yīng)用前景。

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