第1章　绪论

现有的研究成果表明,在混凝土中加入纤维能有效抑制混凝土塑性收缩开裂,改善混凝土抗冲磨、抗冲击、抗冻和抗渗等性能。近年来,纤维增强混凝土在建筑、道路交通和隧道桥梁等基础设施建设领域已经得到广泛应用。通过在混凝土中掺加钢纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维及尼龙纤维等形成纤维混凝土,这些纤维可有效提高混凝土的强度及抗裂性能。20世纪80年代后期,纤维混凝土在我国逐渐得到推广。纤维均匀地掺入到混凝土中,相互搭接形成一个乱向支撑体系,阻碍了混凝土内部裂缝的扩展与连通贯穿,防止混凝土碎块从基体中剥落。

连续玄武岩纤维(Continue Basalt Fiber,CBF)是以天然玄武岩矿石为原料,将矿石破碎后加入熔窖中,在1450～1500℃熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板制成的连续纤维。玄武岩纤维的结构及性能类似于玻璃纤维,但其在耐高温、耐水汽、耐腐蚀性和绝热隔音等性能方面都优于玻璃纤维,它在空气和水介质中不会释放有毒物质而且阻燃性好,还具有良好的力学性能,并且能在降解后即成为土壤的母质,对环境友好,是一种绿色材料[1-3]。因为该纤维主要成分为火山岩浆岩的中性、碱性岩(SiO2为52%～65%),包含辉长岩和碱性玄武岩、闪长岩-安山岩类,因此也称之为“火成岩纤维”[4-5]。但是原料以玄武岩为主,为与多数研究成果一致,因此本书仍称其为“玄武岩纤维”[6-10]。

玄武岩纤维复合材料(BFRP)是一种新型无机纤维复合材料,在工程中应用的包括短切玄武岩纤维、玄武岩纤维片材、型材、板材、筋(棒)材和索材等。CBF作为一种新型的建筑材料,与碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维相比,具有较强的综合性能,而且具有较明显的价格优势。玄武岩纤维及其复合材料应用的主要领域包括在增强混凝土性能方面用作混凝土改性掺料,在建筑修复、加固和更新领域代替碳纤维新材料,补强梁、柱、板和墙等结构构件,尤其适合抗震加固,在道路施工领域用作土工格栅材料等[11-15]。