1.超高性能GRC是基于緊密堆積理論研發(fā)出來(lái)的水泥基復(fù)合材料。
由于材料力學(xué)的發(fā)展，材料科技工作除關(guān)注化學(xué)鍵力的開(kāi)發(fā)外，更注重顆粒間范德華力的開(kāi)發(fā)，并發(fā)現(xiàn)緊密堆積理論是獲得高性能固井材料的關(guān)鍵。利用緊密堆積理論與顆粒大小分布技術(shù)，使微細(xì)膠凝顆粒擠入材料的空隙，材料的膠空比大幅度降低，提高顆粒間的范德華力從而創(chuàng)造出了新的高性能凝膠材料。但用于緊密堆積的微細(xì)膠凝顆粒應(yīng)是水化膜薄、外型呈球形、具有較好的活性顆粒。因此通過(guò)線(xiàn)性堆積密度模型以及二元系統(tǒng)的堆積密度與微細(xì)膠凝材料直徑的關(guān)系，可以提出二元系統(tǒng)堆積時(shí)微細(xì)膠凝材料的體積分?jǐn)?shù)為0.18~0.27，對(duì)于密度與水泥的微細(xì)膠凝材料，其摻量為18%~27%，指出二元充填微細(xì)膠凝材料的尺寸應(yīng)在被填充材料顆粒尺寸的1/2.5至1/10范圍內(nèi);提出了干混材料堆積體積分?jǐn)?shù)(PVF)的概念，PVF值越高，水泥漿性能越好。所以我們需要根據(jù)緊密堆積理論來(lái)設(shè)計(jì)材料的配合比。
2.關(guān)于超高性能水泥基復(fù)合材料中水化產(chǎn)物
在高性能混凝土中，未水化水泥熟料和礦物外加劑顆粒(H粒子)屬于次中心質(zhì)，水泥凝膠(L粒子)屬于次介質(zhì)，毛細(xì)孔屬于負(fù)中心質(zhì)，三者組成水泥石。在水膠比很低的高性能混凝土中，水泥石的孔隙率很低，在一定的H/L粒子比值下，強(qiáng)度隨孔隙率的減小而提高。因此，盡管水泥和礦物外加劑顆粒的水化程度低，水泥石中保留了很大的H/L粒子比值(固膠比)，所以混凝土可得到高強(qiáng)度。活性SiO2進(jìn)一步與C-S-H凝膠反應(yīng)，使高鈣硅比C-S-H轉(zhuǎn)化為低鈣硅比C-S-H。前蘇聯(lián)學(xué)者研究提出，低鈣硅比的C-S-H強(qiáng)度可以比高鈣硅比C-S-H的強(qiáng)度高出10倍以上。這也是我們可以使用低強(qiáng)度水泥配制出高強(qiáng)度等級(jí)混凝土的一個(gè)重要原因。
3.關(guān)于纖維在超高性能水泥基復(fù)合材料的增強(qiáng)作用
一、使水泥基材的抗拉強(qiáng)度有所保證或得以提高。未增強(qiáng)的水泥基材不僅抗拉強(qiáng)度低，且內(nèi)部存在缺陷而往往難于保證，加入纖維可使其抗拉強(qiáng)度有充分的保證。當(dāng)所選用纖維的力學(xué)性能、幾何特征、分布與取向以及摻量等合適時(shí)，還可使復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度較之基材有明顯的提高。
第二、在水泥基材中起阻裂作用。當(dāng)水泥基材尚處于塑性狀態(tài)時(shí)，就極易產(chǎn)生微細(xì)裂縫，在硬化過(guò)程中則因失水干縮而導(dǎo)致微細(xì)裂縫的擴(kuò)大并產(chǎn)生新的裂縫，纖維加入水泥基材中可阻止原有裂縫的擴(kuò)展并延緩新裂縫的產(chǎn)生，從而使復(fù)合材料的抗?jié)B、抗凍等性能較之基材有顯著的提高。硬固的水泥基材在受拉(彎)時(shí)，因其中某一“危險(xiǎn)裂縫”的迅速擴(kuò)展而導(dǎo)致脆斷，纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料則因纖維的阻裂作用而可延緩其在受拉(彎)時(shí)的破壞過(guò)程，并在破壞前有一定預(yù)兆。
第三、提高了水泥基材的變形能力。纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料在受拉(彎)時(shí)，即使基材中已出現(xiàn)大量的分散裂縫，仍可繼續(xù)承受一定的外荷并具有假延性，從而使復(fù)合材料的韌性與抗沖擊性得以明顯提高。
產(chǎn)品特性：
1、該產(chǎn)品是普通GRC的換代產(chǎn)品，具有高強(qiáng)度，高抗折，高抗壓性能;
2、由于產(chǎn)品的高性能，將會(huì)使產(chǎn)品的安裝更加簡(jiǎn)單易用，提高安裝效率，降低用工成本;
3、由于產(chǎn)品的高性能，將會(huì)使該類(lèi)產(chǎn)品的使用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，并可以替代石材的使用，制作出豐富多樣的高性能GRC制品。
超高性能GRC簡(jiǎn)介：
1.超高性能GRC是基于緊密堆積理論研發(fā)出來(lái)的水泥基復(fù)合材料。
由于材料力學(xué)的發(fā)展，材料科技工作除關(guān)注化學(xué)鍵力的開(kāi)發(fā)外，更注重顆粒間范德華力的開(kāi)發(fā)，并發(fā)現(xiàn)緊密堆積理論是獲得高性能固井材料的關(guān)鍵。利用緊密堆積理論與顆粒大小分布技術(shù)，使微細(xì)膠凝顆粒擠入材料的空隙，材料的膠空比大幅度降低，提高顆粒間的范德華力從而創(chuàng)造出了新的高性能凝膠材料。但用于緊密堆積的微細(xì)膠凝顆粒應(yīng)是水化膜薄、外型呈球形、具有較好的活性顆粒。因此通過(guò)線(xiàn)性堆積密度模型以及二元系統(tǒng)的堆積密度與微細(xì)膠凝材料直徑的關(guān)系，可以提出二元系統(tǒng)堆積時(shí)微細(xì)膠凝材料的體積分?jǐn)?shù)為0.18~0.27，對(duì)于密度與水泥的微細(xì)膠凝材料，其摻量為18%~27%，指出二元充填微細(xì)膠凝材料的尺寸應(yīng)在被填充材料顆粒尺寸的1/2.5至1/10范圍內(nèi);提出了干混材料堆積體積分?jǐn)?shù)(PVF)的概念，PVF值越高，水泥漿性能越好。所以我們需要根據(jù)緊密堆積理論來(lái)設(shè)計(jì)材料的配合比。
2.關(guān)于超高性能水泥基復(fù)合材料中水化產(chǎn)物
在高性能混凝土中，未水化水泥熟料和礦物外加劑顆粒(H粒子)屬于次中心質(zhì)，水泥凝膠(L粒子)屬于次介質(zhì)，毛細(xì)孔屬于負(fù)中心質(zhì)，三者組成水泥石。在水膠比很低的高性能混凝土中，水泥石的孔隙率很低，在一定的H/L粒子比值下，強(qiáng)度隨孔隙率的減小而提高。因此，盡管水泥和礦物外加劑顆粒的水化程度低，水泥石中保留了很大的H/L粒子比值(固膠比)，所以混凝土可得到高強(qiáng)度。活性SiO2進(jìn)一步與C-S-H凝膠反應(yīng)，使高鈣硅比C-S-H轉(zhuǎn)化為低鈣硅比C-S-H。前蘇聯(lián)學(xué)者研究提出，低鈣硅比的C-S-H強(qiáng)度可以比高鈣硅比C-S-H的強(qiáng)度高出10倍以上。這也是我們可以使用低強(qiáng)度水泥配制出高強(qiáng)度等級(jí)混凝土的一個(gè)重要原因。
3.關(guān)于纖維在超高性能水泥基復(fù)合材料的增強(qiáng)作用
一、使水泥基材的抗拉強(qiáng)度有所保證或得以提高。未增強(qiáng)的水泥基材不僅抗拉強(qiáng)度低，且內(nèi)部存在缺陷而往往難于保證，加入纖維可使其抗拉強(qiáng)度有充分的保證。當(dāng)所選用纖維的力學(xué)性能、幾何特征、分布與取向以及摻量等合適時(shí)，還可使復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度較之基材有明顯的提高。
第二、在水泥基材中起阻裂作用。當(dāng)水泥基材尚處于塑性狀態(tài)時(shí)，就極易產(chǎn)生微細(xì)裂縫，在硬化過(guò)程中則因失水干縮而導(dǎo)致微細(xì)裂縫的擴(kuò)大并產(chǎn)生新的裂縫，纖維加入水泥基材中可阻止原有裂縫的擴(kuò)展并延緩新裂縫的產(chǎn)生，從而使復(fù)合材料的抗?jié)B、抗凍等性能較之基材有顯著的提高。硬固的水泥基材在受拉(彎)時(shí)，因其中某一“危險(xiǎn)裂縫”的迅速擴(kuò)展而導(dǎo)致脆斷，纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料則因纖維的阻裂作用而可延緩其在受拉(彎)時(shí)的破壞過(guò)程，并在破壞前有一定預(yù)兆。
第三、提高了水泥基材的變形能力。纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料在受拉(彎)時(shí)，即使基材中已出現(xiàn)大量的分散裂縫，仍可繼續(xù)承受一定的外荷并具有假延性，從而使復(fù)合材料的韌性與抗沖擊性得以明顯提高。
產(chǎn)品特性：
1、該產(chǎn)品是普通GRC的換代產(chǎn)品，具有高強(qiáng)度，高抗折，高抗壓性能;
2、由于產(chǎn)品的高性能，將會(huì)使產(chǎn)品的安裝更加簡(jiǎn)單易用，提高安裝效率，降低用工成本;
3、由于產(chǎn)品的高性能，將會(huì)使該類(lèi)產(chǎn)品的使用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，并可以替代石材的使用，制作出豐富多樣的高性能GRC制品。