CFRC材料的运用

小熊

　　在目前应用最广的4种纤维混凝土中，钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土和碳纤维混凝土属于高弹模纤维混凝土，其中以碳纤维的增强增韧效果最好。碳纤维混凝土已在以下方面得到了广泛应用 ：
　　(1)在混凝土中加入适量的短切碳纤维，可以提高混凝土的抗拉强度、弯曲强度和抗冲击性能，降低干缩，改善耐磨性能，提高混凝土的减震能力，改善新旧混凝土之间的粘结强度和提高砖与砂浆的粘结强度，因而在实际建筑中使用有相当潜力。目前，利用短切碳纤维增强混凝土，可以制成各种屋面、内外墙、地面及天花板的板材等，未来的一种发展趋势是利用通长碳纤维增强混凝土作为承重构件。
　　(2)碳纤维能阻止混凝土构件裂缝的扩散展开，而目前我国高强度混凝土裂缝问题较突出，因而可研究尝试采用碳纤维来改善高强度混凝土的性能。
　　(3)在混凝土中掺人碳纤维可显著改善其导电性能，所以，碳纤维混凝土可在工业防静电、接地工程和钢筋阴极保护等方面发挥重要作用。
　　(4)在普通混凝土中填加短切碳纤维，可以显著增强混凝土的电磁屏蔽性能，因此，碳纤维屏蔽混凝土可以应用于军事和商业中，例如防止核爆炸电磁杀伤、干扰和常规电磁武器杀伤、电磁屏蔽防护、电磁信号秘密的保护等，还可以应用于民用建筑以防止电磁污染。
　　(5)碳纤维混凝土的力电效应与混凝土的力学行为关系密切，因而其电热效应可用于桥梁路面的融雪化冰。
　　(6)利用碳纤维混凝土的力电效应，可以为无损伤检测混凝土强度等提供新的方法。
　　(7)近年来，利用碳纤维增强材料修复补强混凝土结构的技术已日臻完善且迅速发展。例如，意大利的不少工业厂房(如双曲薄壳)、桥梁、住宅(混凝土框架)采用粘贴碳纤维增强塑料筋带进行加固效果明显，达到原有强度和刚度的性能要求;日本在桥梁、桥面板、隧道工程中也有采用碳纤维增强塑料筋片获得成功的实例;连续纤维增强塑料(FRP)补强加固技术日臻成熟，世界各国先后编制出相应的规范，我国于2003年颁布了CECS 146：2003《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》。
　　(8)碳纤维混凝土具有温敏性，即温度变化引起的电阻变化(温阻性)及碳纤维混凝土内部的温度差会产生电位差的热电性(Seebeck效应)，因此，可用于对建筑物内部和周围环境变化的实时监控;也可以实现对大体积混凝土的温度自监控，以及用于热敏元件和火警报警器等;可望用于有温控和火灾预警要求的智能混凝土结构中。
　　(9)利用碳纤维混凝土的力学机敏性，通过监测碳纤维混凝土的电阻变化率，就能够掌握碳纤维混凝土结构的应力应变状态，以实现对结构物损伤的定位及损伤程度的评估，可用于大坝、桥梁及重要的建筑结构，实现对结构的实时在线监测。