《混杂纤维混凝土阻裂增韧及耐久性能》共分10章，第1章绪论，引出混杂纤维混凝土研究的必要性;第2章采用新型刀口诱导约束法全面阐述混杂纤维砂浆、混凝土的阻裂性能，并与传统的平板法进行试验对比。分析混杂纤维混
1、红砖是以粘土，页岩，煤矸石等为原料然后经粉碎混合，提练后再以人工或机械压制而成形的，普通烧红砖它的色泽都是红艳的，有时为暗黑色是用于墙体材料。而且红砖自重大。烧制红砖会让土地损坏，并且消耗煤炭，砖厂的周围几乎都是大坑、人造沙漠。现在大多数城市已经禁止红砖进入施工现场，逐步淘汰。红砖易吸水，砖墙和水泥砂浆结合较好。
2、PC砖就一种聚氨酯与水泥配比压制的砖，PC是聚碳酸酯的简称，聚碳酸酯的英文是Polycarbonate，简称PC工程塑料，PC材料就是我们所说的工程塑料中的一种，作为被世界范围内广泛使用的材料。它主要是一种无色的无定性的热塑性的材料。PC砖一般都是当地建材就有的。PC砖秉承了混凝土的高强度、耐久性、耐磨性、耐候性、抗冲击性、防结露、防阻燃、不腿色的特点，材料的色彩艺术特征、多样化的造型为地面工程的环境设计首选。1、将相对应配方的天然石粉破碎成不同目数大小，混合不同效果的岩片、云母片或不同的无机型配色片材，与高标号水泥、一定的外加剂、亮光剂或防水型无机材料按照一定比例震动成型。
2、经蒸汽养护，底层一般都是用C40级混凝土完成二次布料、二次震实、第二次蒸汽密封的养护、脱模，脱模后自然养护与循环水养护。
3、用专业喷砂机组设备或相对应的铣磨或水磨机械在其表面均匀地铣磨出火烧、荔枝、条纹或方格图案（等同于石材的各种打磨方式），最终呈现出天然石材的质感和效果。
选用优质活性掺合料，采用粉煤灰和矿粉双掺；骨料的质量对混凝土抗裂性有较大影响，应控制含泥量和泥块含量，选用级配良好的中粗砂和连续级配、空隙率小的石子；选用减水率高收缩率比小的高性能减水剂。
钢纤维混凝土就是在普通混凝土中掺入适量钢纤维而成的一种新型复合材料，近年来在国内外得到迅速发展。它克服了混凝土抗拉强度低、极限延伸率小、性脆等缺点，具有优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐疲劳、高韧性等性能，已在建筑、路桥、水工等工程领域得到应用。
一、钢纤维的基本性质
1钢纤维的类型及特征参数
钢纤维按材质分，有普通碳钢钢纤维和不锈钢钢纤维，其中以普通钢钢纤维用量居多；按外形分有长直形、压痕形、波浪形、弯钩形、大头形、扭曲形；按截面形状分有圆形、矩形、月牙形及不规则形；按生产工艺分有切断型、剪切型、铣削型及熔抽型；按施工用途分有浇筑用钢纤维和喷射用钢纤维。
为满足钢纤维的增强效果与施工性能，通常采用钢纤维长度为15～60mm，直径或等效直径为03～12mm，长径比为30～100，纤维的体积掺量为05%～2%
2钢纤维的主要性能
钢纤维的主要性能包括抗拉强度与黏结强度。试验表明，由于普通钢纤维混凝土主要是因钢纤维拔出而破坏，并不是因钢纤维拉断而破坏，因此钢纤维的抗拉强度一般能满足使用要求，而其与混凝土基体界面的黏结强度是影响钢纤维混凝土性能的主要因素。黏结强度除与基体的性能有关外，就钢纤维本身而言，与钢纤维的外形和截面形状有关。
二、钢纤维混凝土的基本性能
国内外对钢纤维的作用机理和钢纤维混凝土的基本性能做了大量的研究，现归纳如下：钢纤维混凝土中乱向分布的短纤维主要作用是阻碍混凝土内部微裂缝的扩展和阻滞宏观裂缝的发生和发展。在受荷（拉、弯）初期，水泥基料与纤维共同承受外力，当混凝土开裂后，横跨裂缝的纤维成为外力的主要承受者。因此钢纤维混凝土与普通混凝土相比具有一系列优越的物理和力学性能。
1强度和重量比值增大
这是钢纤维混凝土具有优越经济性的重要标志。
2具有较高的抗拉、抗弯、抗剪和抗扭强度在混凝土中掺入适量钢纤维，其抗拉强度提高25%～50%，抗弯强度提高40%～80%，抗剪强度提高50%～100%
3具有卓越的抗冲击性能
材料抵抗冲击或震动荷载作用的性能，称为冲击韧性，在通常的纤维掺量下，冲击抗压韧性可提高2～7倍，冲击抗弯、抗拉等韧性可提高几倍到几十倍。
4收缩性能明显改善
在通常的纤维掺量下，钢纤维混凝土较普通混凝土的收缩值降低7%～9%
5抗疲劳性能显著提高
钢纤维混凝土的抗弯和抗压疲劳性能比普通混凝土都有较大改善。当掺有15%钢纤维抗弯疲劳寿命为1×106次时，应力比为068，而普通混凝土仅为051；当掺有2%钢纤维混凝土抗压疲劳寿命达2×106次时，应力比为092，而普通混凝土仅为056
6耐久性能显著提高
钢纤维混凝土除抗渗性能与普通混凝土相比没有明显变化外，由于钢纤维混凝土抗裂性、整体性好，因而耐冻融性、耐热性、耐磨性、抗气蚀性和抗腐蚀性均有显著提高。掺有15%的钢纤维混凝土经150次冻融循环，其抗压和抗弯强度下降约20%，而其他条件相同的普通混凝土却下降60%以上，经过200次冻融循环，钢纤维混凝土试件仍保持完好。掺量为1%、强度等级为CF35的钢纤维混凝土耐磨损失比普通混凝土降低30%掺有2%钢纤维高强混凝土抗气蚀能力较其他条件相同的高强混凝土提高14倍。钢纤维混凝土在空气、污水和海水中都呈现良好的耐腐蚀性，暴露在污水和海水中5年后的试件碳化深度小于5mm，只有表层的钢纤维产生锈斑，内部钢纤维未锈蚀，不像普通钢筋混凝土中钢筋锈蚀后，锈蚀层体积膨胀而将混凝土胀裂。三、钢纤维混凝土设计与施工规程说明
我国于1996年出版了《钢纤维混凝土试验方法》CECS13：89和《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》CECS38：92，但本规程只对钢纤维混凝土结构不同于混凝土结构设计与施工的专门要求作出规定。在进行钢纤维混凝土结构设计和施工时，尚应与《水工钢筋混凝土结构设计规范》SL/T191-96和《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2001配合使用。
四、钢纤维混凝土在水利水电工程中的应用
1支护工程钢纤维混凝土由于抗拉、抗弯、抗剪强度高，能承受较大的围岩和土体的变形作用而保持良好的整体性，因此可用于隧洞支护、山体护坡等工程。如浙江省开化县齐溪水电站有压隧洞在两个工程段内采用喷射钢纤维混凝土衬砌，使围岩能在较大程度上发挥作用，减少了衬砌厚度，由原来的钢筋混凝土衬砌厚度500mm减至钢纤维混凝土喷衬厚度60mm，省去了钢筋加工和绑扎工程量，同时不需立模和回填灌浆，造价由每延米1175元减至398元，施工工作量减少3/4工程至今正常运行。
2储水、防渗、输水管道工程
钢纤维混凝土由于抗裂性能好、收缩率低，因而防水、防渗性能较好，可用于低压输水管、蓄水池、地下室防渗等工程。而在储水和防渗结构中钢纤维混凝土可作防水层，有时也可兼作结构层代替钢筋混凝土。如浙江省余姚岭水库混凝土坝面多次出现裂缝、下游面局部出现渗水，在混凝土面层采用喷射钢纤维混凝土，厚度50mm，达到了防渗效果，与高频振荡钢丝网水泥砂浆防渗面板相比，具有工艺简单、施工方便、造价低等优点。
3高速水流冲刷磨损部位
钢纤维混凝土具有较高的抗冲磨、抗气蚀能力，因此可用于溢洪道、消力池、闸底板等承受高速水流作用的部位。如：大渡河支流南桠河石棉二级电站，该电站是引水式径流电站，1965年建成发电。当年汛期后，冲砂闸底板和护坦被冲成深槽，最深处达07m，埋设的28mm钢筋全部磨断，1968年和1969年先后两次用辉绿岩铸石板、环氧混凝土、呋喃混凝土进行修补加固对比试验，除环氧混凝土在一个汛期内磨损10～50mm外（后来也被冲毁了），其余材料不到一个汛期全部被砸碎冲掉。1977年在毁坏处采用硅锰渣铸石板、改性环氧砂浆、胶乳水泥砂浆、MC尼龙板、高强混凝土、钢纤维混凝土等材料进行补强试验，结果表明钢纤维混凝土是较好的抗冲耐磨材料。
4处于腐蚀环境中的构件
钢纤维混凝土具有良好的耐腐蚀性能，可用于海水等腐蚀环境中的闸门、输水管道等构件的防蚀层或结构层。
5动力荷载作用部位和抗震结构节点
由于钢纤维混凝土具有较高的抗拉强度、断裂韧性和抗疲劳等性能，因此，可用于承受动力荷载的机墩、抗震结构的框架节点等部位。
6复杂应力部位
钢纤维混凝土中的钢纤维一般呈三维乱向分布，沿每个方向都有增强和增韧作用。钢纤维对混凝土结构复杂应力区增强是非常有利的，而且容易浇筑成型，比钢筋更能适应各种复杂的结构形式。此外，钢纤维限制混凝土裂缝的作用也是钢筋不能相比的。因此，可用于大坝内廊道、泄水孔等孔口复杂应力区和牛腿等受弯构件的抗剪以及板的抗冲切部位等。
7部分应用钢纤维混凝土的水利水电工程
浙江省淳安县河村水库泄洪洞支护，浙江省文成县百丈际水电站引水隧洞、葛洲坝二江泄水闸、三门峡泄水排砂底孔、贵州乌江渡水电站、江西大港水电站的工程修补，湖南省永川市向阻坝渡槽局部槽身加强，浙江省玉环县四海闸闸槽二期，三峡临时船闸闸槽二期，杭州市德胜坝闸门门体等。钢纤维混凝土在以上工程应用均取得良好效果。
五、结 语
1钢纤维混凝土的优越性能及在水利水电工程中成功的应用表明：钢纤维混凝土不但可以解决钢筋混凝土难以解决的裂缝、耐久性等问题，而且用于输水隧洞等工程可以大幅度降低造价。因此，钢纤维混凝土在水利水电工程中具有广阔应用前景。
2目前钢纤维混凝土在应用中主要的问题是钢纤维生产成本较高，造成钢纤维混凝土初始造价较高。为了使钢纤维混凝土得到广泛应用，一方面，应努力降低钢纤维生产成本从而降低钢纤维混凝土的造价；另一方面，在应用时，不应只计一次性投资，而应考虑钢纤维混凝土的优越使用性能、较低的维修费和使用寿命延长等综合经济效益。（
碳纤维是一种纤维状碳材料。它是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电，具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。用碳纤维与塑料制成的复合材料所做的飞机不但轻巧，而且消耗动力少，推力大，噪音小；用碳纤维制电子计算机的磁盘，能提高计算机的储存量和运算速度；用碳纤维增强塑料来制造卫星和火箭等宇宙飞行器，机械强度高，质量小，可节约大量的燃料。1999年发生在南联盟科索沃的战争中，北约使用石墨炸弹破坏了南联盟大部分电力供应，其原理就是产生了覆盖大范围地区的碳纤维云，这些导电性纤维使供电系统短路。 目前，人们还不能直接用碳或石墨来抽成碳纤维，只能采用一些含碳的有机纤维（如尼龙丝、腈纶丝、人造丝等）做原料，将有机纤维跟塑料树脂结合在一起，放在稀有气体的气氛中，在一定压强下强热炭化而成 碳纤维是纤维状的碳材料，其化学组成中含碳量在90%以上。由于碳的单质在高温下不能熔化（在3800K以上升华），而在各种溶剂中都不溶解，所以迄今无法用碳的单质来制碳纤维。 碳纤维可通过高分子有机纤维的固相碳化或低分子烃类的气相热解来制取。目前世界上产生的销售的碳纤维绝大部分都是用聚丙烯腈纤维的固相碳化制得的。其产生的步骤为A预氧化：在空气中加热，维持在200-300度数十至数百分钟。预氧化的目的为使聚丙烯腈的线型分子链转化为耐热的梯型结构，以使其在高温碳化时不熔不燃而保持纤维状态。B碳化：在惰性气氛中加热至1200-1600度，维持数分至数十分钟，就可生成产品碳纤维；所用的惰性气体可以是高纯的氮气、氩气或氦气，但一般多用高纯氮气。C石墨化：再在惰性气氛（一般为高纯氩气）加热至2000-3000度，维持数秒至数十秒钟；这样生成的碳纤维也称石墨纤维。 碳纤维有极好的纤度（纤度的表示法之一是9000米长的纤维的克数），一般仅约为19克；拉力高达300KG/MM2；还有耐高温、耐腐蚀、导电、传热、彭胀系数小等一系列优异性能。目前几乎没有其他材料像碳纤维那样具有那么多的优异性能。 目前，碳纤维主要是制成碳纤维增强塑料来应用。这种增强塑料比钢、玻璃钢更优越，用途非常广泛，如制造火箭、宇宙飞船等重要材料；制造喷气式发动机；制造耐腐蚀化工设备等。 羽毛球：现在大部分羽毛球拍杆由碳纤维制成。碳纤维 carbon fibre 含碳量高于90％的无机高分子纤维 。其中含碳量高于99％的称石墨纤维。碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低，X射线透过性好。但其耐冲击性较差，容易损伤，在强酸作用下发生氧化，与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。因此，碳纤维在使用前须进行表面处理 碳纤维可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得；按状态分为长丝、短纤维和短切纤维；按力学性能分为通用型和高性能型 。通用型碳纤维强度为1000兆帕（MPa）、模量为100GPa左右。高性能型碳纤维又分为高强型（强度2000MPa、模量250GPa）和高模型（模量300GPa以上）。强度大于4000MPa的又称为超高强型；模量大于450GPa的称为超高模型。随着航天和航空工业的发展，还出现了高强高伸型碳纤维，其延伸率大于2％。用量最大的是聚丙烯腈基碳纤维。 碳纤维可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。碳纤维除用作绝热保温材料外，一般不单独使用，多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料。碳纤维增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。碳纤维 由聚丙烯腈纤维、沥青纤维或粘胶维等经氧化、炭化等过程制得的含碳量为90%以上的纤维。
碳纤维目前在替代采暖材料核心发热体上也有新的贡献，国外，在很多节能采暖设备的核心发热体上已经由以前普遍采用的金属材料逐步升级到碳纤维材料，碳纤维材料在采暖方面的应用主要考虑利用了材料的耐腐蚀，抗氧化（金属容易氧化造成局部击穿），高稳定性，寿命更长（很多产品在300摄氏度下普遍能够达到稳定工作100000小时的时间），热转换率高（97％以上）等特点。由于我国在碳纤维材料生产研发方面相对还处在落后的境况，高质量的碳纤维材料还是依靠日韩进口，所以价格居高不下，但随着国内合资、合作形式的出现，以碳纤维为核心技术的产品却已经走入了寻常消费者的家中。
碳纤维产品在采暖方面的应用分了不少形式，比如短纤，短切纤维通常用在如“碳晶”“地暖膜”等采暖产品上，石墨类产品在早起的采暖膜中应用比较广泛，膜类产品除了在采暖上有所应用，在热水器，工业设备恒温环境保障方面应用也是十分广泛。
