摘要：近年来，我国的建筑行业有了很大进展，在建筑工程中，材料是非常重要的一项内容。玄武岩纤维作为21世纪新兴纤维而被受关注，其利用研究已成为各大领域的关注焦点。由于玄武岩纤维耐腐蚀、高强度等等优势，在建筑材料领域得到了最为广泛的应用。主要关注了玄武岩纤维在混凝土、钢筋和沥青等方面的应用研究进展，分析了目前我国玄武岩纤维发展存在的主要不足，为玄武岩纤维产业的后续发展提供了参考意见。
关键词：玄武岩纤维；混凝土；钢筋；沥青；进展
引言
近年来，随着混凝土技术不断改进，纤维混凝土在土木工程领域得到了更多的应用，逐渐替代钢筋混凝土。玄武岩纤维（BasaltFiber,简称BF）因为其低廉的价格以及突出的性能而备受青睐。玄武岩纤维具有的绝缘性是较多玻璃纤维所不具备的特性，使得其在电力方面有着良好的应用。在土木工程方面，在素混凝土中掺入一定量的短切玄武岩纤维，可以有效改善素混凝土的脆性问题，显著加强素混凝土抗压、抗拉以及抗折等力学性能。同时，玄武岩纤维具有良好的耐腐蚀性，突出的耐高温性以及抗冻性，并且玄武岩纤维与素混凝土密度接近，所以玄武岩纤维能与混凝土更好地结合。
1玄武岩纤维简述
玄武岩纤维(BasaltFiber)是天然玄武岩矿石在熔窑内经过1450℃～1500℃的高温环境熔融，并由铂铑合金拉丝漏板制成得到的一种无机连续纤维。20世纪50年代先是由前苏联进行研发，当时主要是用于军工和航天领域。研究表明，玄武岩纤维在掺入到自密实混凝土中后能在满足其工作性能的要求条件下有效地改善纤维自密实混凝土的基本力学性能和耐久性能。与其他的一些高性能纤维相比而言，玄武岩纤维具有许多过硬的优点，其能提高混凝土的抗裂、抗拉、抗压、抗冲击工作性能，和易性也比其他纤维混凝土也较好，工作的可变温度幅度大且熔点很高，具有很好的耐酸碱、耐腐蚀性能，不导电且隔音性能很好等。同时玄武岩纤维生产过程还是绿色环保工艺，在生产的过程中没有排出氧化钠等有毒物质。此外，玄武岩纤维的生产所需原材料不仅价格十分便宜，而且储量极为丰富，在当前国内的高度重视发展下已有了成熟的生产工艺，在与其他混凝土纤维材料相比较下，玄武岩纤维具有显著的价格优势。在掺入一定量的玄武岩纤维后，混凝土会在内部结构中形成一种均匀并且乱向支撑的体系构造，这种体系构造可以有效地削弱混凝土的塑性收缩，帮助增强混凝土的韧性，减小混凝土由收缩引起的裂纹及裂缝。
2玄武岩纤维在建筑材料领域的应用
2.1钢筋
钢筋是现代建筑的骨架，常与混凝土配合使用。钢筋质量的优劣直接影响着建筑成品的好坏与使用寿命。玄武岩纤维筋（BFRP）是由多股连续玄武岩纤维与树脂基体材料经过一系列操作生产得到的产品。由于BFRP筋的耐腐蚀性，该类建材在土木工程中的应用越来越多，前景十分广阔。BFRP筋的性能测定是验证该材料质量的重要过程，顾兴宇等人采用引伸计和光纤应变测试方法研究了BFRP筋的力学性能，由于单纯的BFRP筋的弹性模量较低，但通过与钢丝复合可有效提高其性能。在相关研究中表明，当混凝土中的钢筋发生锈蚀时，其粘结性能会严重退化，致使混凝土开裂和剥落。谢康宇通过系列拉拔实验对BFRP筋与混凝土间的粘结性能。研究表明，BFRP筋的肋参数与表面形状对粘结强度有较多大影响，具有深肋纹的性能最好，明显优于普通钢筋。而Khanfour等在研究玄武岩纤维增强聚合物筋时发现，其在低温环境中的粘结强度下降了10%左右，受冻融循环的影响较小。在腐蚀方面，吴刚等人研究了在不同碱性环境对不同基体BFRP筋的腐蚀行为，以环氧树脂做基体时，其耐蚀性能和强度均优于采用乙烯基酯树脂做基体的复合筋。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于是在单一条件下进行的性能测定，针对实际的复杂环境，其数据的说服力并不强。
2.2玄武岩纤维在混凝土上的应用
玄武岩纤维因其优势，受到了国家的高度重视，已被列为我国重点发展的四大纤维之一，开展了工业化的生产，在工程中具有广泛的应用空间。由于玄武岩纤维具有良好的抗渗、防水、抗冻性，稳定的化学性能和高强的耐腐蚀、耐酸性等，使得玄武岩纤维混凝土可以在长期高湿度、盐、碱、酸等各类介质复杂的环境下仍能有较强的耐久性，减少混凝土裂缝，对钢筋的锈蚀能力也有所降低，使得其可应用于跨海堤坝大桥、港口码头等实际的工程建筑中，对混凝土的抗裂和防渗要求高的工程也可采用。
2.3沥青
（1）高低温性能。高低温性能是评价沥青混凝土路面质量优劣的重要指标，通常采用高温车辙和低温弯曲、抗裂试验进行测定。籍建云等人在实验室条件下考察了玄武岩纤维种类与掺入量对沥青性能的影响，在最佳掺量条件下，沥青的高低温性能均有所提高。张华等人应用熵权法对加权灰靶模型进行改进，对掺入玄武岩纤维等不同纤维的沥青混合料进行了多指标评价，实验结果显示，在同等条件下，玄武岩纤维沥青混合料的路用性能和经济性较好。（2）水稳定性能。水稳定性能是指待测样品受水影响的程度，其常用测试方法为浸水马歇尔试验，其试验的主要流程为：将按要求制备好的标准马歇尔试件分成2组，在60℃恒温水槽中分别保温30~40min和48h，接着测定其马歇尔稳定度。汤寄予等人通过在沥青中掺入玄武岩纤维发现，改性沥青混合料试件的马歇尔稳定度得到显著提升，表明其具有良好的水稳定性能。（3）其他性能。当直接利用原始玄武岩纤维行改性沥青遇阻时，科研人员则开始利用硅烷偶联剂先对玄武岩纤维进行表面修饰，然后再掺入沥青混合料中，结果表明该工艺可显著提升玄武岩纤维与沥青的黏聚力并改善路用性能。
2.4玄武岩纤维在高层建筑上的应用
高层建筑大都使用高强轻骨料混凝土保证强度的同时减轻自重。但不足之处在于高强轻骨料混凝土易发生脆性断裂，掺入适量的玄武岩纤维会不会使混凝土由脆性破坏变为塑性破坏，从而大大提高高强轻骨料混凝土的力学性能，用玄武岩纤维解决其脆性问题值得去研究。通过大量对玄武岩纤维混凝土新型组合进行有限元理论探究，为玄武岩纤维混凝土的实际应用提供足够且可靠的数据基础。同时玄武岩纤维混凝土的优越性让其在众多混凝土中脱颖而出，使其更多地被投入到应用中，从而推动玄武岩纤维混凝土在土木工程领域中的快速发展。
结束语
综上所述，玄武岩纤维是我国重点发展的四大高技术纤维之一，是“十三五”战略性新兴产业重点产品。不断开拓玄武岩纤维的应用领域是发展玄武岩纤维的重要保障。我国玄武岩矿石储量丰富，有着良好的资源供给。经过科研人员的不懈努力，我国在玄武岩纤维及其应用方面都取得了一定的成绩，但同时也暴露一些不足之处。如：关于玄武岩纤维产品的质量缺少统一标准，基础研究不厚实，应用领域有待拓展，高性能玄武岩纤维制备工艺不完善等等。在后续的研究开发过程中，科研人员应该更加注重基础研究与应用研究的相结合，充分挖掘玄武岩纤维的特性，合理改性玄武岩的不足，努力发展高价值利用。
参考文献
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论文作者:成静
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/9
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