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摘要：近年来，我国的工程建设越来越多，对原材料的需求也越来越大。相较于传统的水泥基复合材料，超高强水泥基复合材料具有耐腐蚀强、抗压性能好以及耐磨损等方面优势，超强耐久性能较为理想，是推动建筑行业持续行发展的重要材料，极具研究价值。本文将以超高强水泥基复合材料分析为切入点，通过对此种材料实际性能与用途的分析，对超高强水泥基复合材料与其制品展开全面探究，期望能够为超高强水泥复合材料研究提供一定启示。
关键词：制品；超高强水泥基复合材料；材料性能
引言
随着工程需求的日益多元以及混凝土科学技术的不断进步，各种高性能水泥基复合材料被研发出来并得以推广利用。超高韧性水泥基复合材料是一种利用断裂力学和微观力学原理对材料体系进行系统地设计和优化后，得到的具有3%以上拉应变能力的高性能水泥基复合材料。该种材料最早是由美国密歇根大学高等土木工程材料实验室的Li教授团队研制成功并将其命名为。考虑到该种材料具有优异的韧性，同时也为了便于工程和设计人员对其理解，国内徐世烺团队将这类材料称为UHTCC并对其进行了深入研究。
1高延性水泥基复合材料
高延性水泥基复合材料（High Ductility Cemen-titions Composites，以下简称HDCC），又被称为工程水泥基材料（Engineered Cementitions Composites，ECC），是一种具有多微裂缝、应变硬化特性的纤维增强水泥基复合材料，具有较好的抗裂性、韧性、抗冲击性等特征。HDCC材料因其优异的综合性能可应用于应力集中、应变较大的建筑结构处，如无伸缩缝桥面板的连接板、剪力墙、短柱抗震、墙体加固等，此外，在桥梁箱梁、机场跑道、大坝与隧道等结构物的修复方面也有良好的应用前景。
2复合材料主要性能与用途
通过不断优化，超高强水泥基材料性能要远远优于普通复合材料，可以有效降低建筑结构自重，以达到突破自重限制，确保钢筋混凝土可以得到切实发展的目标。根据有关机构研究表明，一般建筑体系结构自重如果是有效荷载的8-10倍，会对其性能形成严重制约，但在对超高强水泥材料进行使用之后，建筑自重得到了有效控制，材料使用量以及生产、运输等环节中的能源消耗量也达到了切实降低的目标，为现代建筑行业发展奠定了良好基础。由于超高强水泥材料具备良好工作性、耐久性以及强度，所以其可以在建筑物、大跨度桥梁以及海底隧道等工程中进行使用。目前，此种材料已经在地下、桥梁、隧道以及港口等多个工程领域中得到了广泛应用，其所具备的经济效益以及社会效益得到了有效发挥。
3 HDCC的收缩特性
选用了单掺减缩剂、减缩剂与膨胀剂混合使用的二种方式，减缩剂等量取代水，膨胀剂内掺，成型了系列试件，研究了HDCC的收缩特性。单用减缩剂时，随着掺量的增加，各龄期的收缩均降低，特别是减缩剂用量为3.0%时，60d可以控制在190με以内，降低幅度达71.39%。上述结果表明，减缩剂的用量在3%时，效果较好。在此基础上尝试了减缩剂与膨胀剂的同时使用，早龄期的结果表明，在有纤维存在且减缩剂掺量为3.0%前提下，HME-IV与氧化钙膨胀剂用量在3.0%时，可以有效减少收缩或微膨胀；当氧化钙膨胀剂用量达到6.0%时，产生了比较大的膨胀，有必要抑制可能存在过度膨胀的风险。
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4制品分析
检查井是交通信号、电力以及通讯等地下管线设施内，用于设备安装、连接以及检查的竖向构筑物。一般检查井都是由井盖、井座以及井身等所组成的，在通讯以及电力等公共设施保护中发挥着极为重要的作用。传统检查井盖多为铸铁生产产品，具有材料存在局限以及加工能耗较大等方面的问题，并不利于环境保护以及工程造价，且经常出现被盗以及损坏等问题，会使国家经济受到直接损失。所以检查井盖生产开始出现转变，超高强水泥基复合材料检查井盖开始出现并使用。此种井盖是经过大型机械压制成型的，支撑做宽度0.4米，φ700mm。在不添加钢纤维情况下，试件破坏相对较为集中，很容易会在某点受到破坏后，延伸形成相应裂缝，与中心位置受力不均匀有着直接关联。如果试件出现裂缝，表明其骨料存在断裂问题，会使试件快速受到破坏，造成受力集中地区块状出现快速脱落问题。而在加入一定量钢纤维之后，试件破坏裂缝会呈现出较为均匀的情况，裂缝会均匀分布在破坏底面，部分钢纤维会被拉出。而钢纤维的拔出，可以在一定程度上对裂缝发展速度形成控制，防止井盖出现大幅度变形的情况，也保证材料基体到达极限应变的时间可以得到有效推迟，以对井盖使用寿命进行延长。试件在进行受压过程中，其边缘会因为钢圈支撑作用而出现翘起情况，会在钢圈支撑上方以及圆形钢板间产生正面裂缝，主要是因为钢板界面处出现水平方向滑移以及边缘位置产生竖向裂缝所造成的，板件被挤坏受剪连接件达到极限承载力与此区域正处于剪力最大部位，所以在井盖处于极限状态时，试件中的剪力会主要分布在中心直径为356mm圆圈到边缘部分位置，如果此部分出现裂缝，则表明试件受到剪切破坏，应对其展开针对性分析。在此将以此井盖与市场广泛使用类型井盖实施性能对比分析的方式，对超高强水泥基复合材料所制成的井盖产品性能进行明确。（1）普通混凝土井盖制造成本较为低廉，且制作过程较为简单，但却没有较大回收价值，笨重以及承载力不足缺点较为明显，同时开启困难以及耐久性能差的特征，也会对其使用形成限制，因此其多应用于人行道之中，应用范围较为有限。（2）超高强水泥基复合材料井盖具备良好的力学性能，所有性能都与铸铁井盖相似，且有着耐久性强以及使用期限长等方面的优势，但其也没有较高回收价值，存在开启困难、笨重以及承载力等缺点。但由于其优势较为突出，在城市绿化带、道路以及人行道等处都能对其进行使用。（3）铸铁井盖具有高强度、刚度以及抗冲击力较强等方面的优势，但其同时也存在着容易被盗取，车辆经过噪声较大以及容易发生跳动等问题，会对周边居民正常生活形成一定影响。通过对比可以发现，在掺入钢纤维材料之后，井盖性能得到了有效提升，成本也得到了合理控制。在相同质量条件下，井盖基本力学性能得到了有效改善，且经济效益较为突出，有着较为可观的发展前景，值得推广。
结束语
综上所述，水泥基复合材料保温板具有很多的优点，不但价格低廉，而且使用的制作材料也十分简单，基本上是常见材料，其使用范围广泛，适应能力也较高。水泥基复合材料又可以分成不同的品种，为建筑业的发展提供了很大的便利，不同的品种还可以应用于不同的方面，是一种不可多得的用途广泛的复合型材料。通过本文对超高强水泥基复合材料相关内容的阐述，使我们对该类型材料以及材料性能等有了更加清晰的认知。目前国内超高强水泥基复合材料研究已经达到了一定水平，但材料水化研究还没有对钢纤维加入影响展开更加深度的分析。按照实践操作发现，在掺入钢纤维之后，水泥材料水化放热会受到直接影响，所以该方面研究是极有必要的，还需要广大同仁展开进一步分析。
参考文献
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论文作者:张学锋
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/3
标签：复合材料论文; 水泥论文; 井盖论文; 材料论文; 性能论文; 裂缝论文; 对其论文; 《防护工程》2019年11期论文;