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注意,一定要避开这种伪劣GRC产品

所属分类:产品资讯    发布时间:2019-11-13   作者:中科院复合材料研究所
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1.  什么是真正的GRC

GRC的英文全称是Glass Fibre Reinforced Cement,有的国家如美国也会将其缩写为GFRC。其翻译成中文的全称是“玻璃纤维增强混凝土”。GRC是通过砂子、水、水泥、玻璃纤维、外加剂以及其他集料混合制作而成的复合型材料。水与水泥发生反应后硬化,成为胶凝体——水泥石,水泥石把砂子及玻璃纤维紧密地胶结为一体,从而形成了一种具有杰出性能的新型材料。砂子在GRC中主要起到填充和骨架效果,而玻璃纤维则起到增强效果。玻璃纤维所起的增强效果主要是指增强水泥材料的抗拉强度、抗弯强度以及抗冲击能力等。水泥基材原本就是一种抗压性较好、抗拉性较差的材料,通常水泥基材的抗拉强度不到抗压强度的十分之一。通过使用耐碱玻璃纤维混合来增强水泥基材后,混合后的材料抗拉性能大幅提升。材料提升的幅度因玻纤强度、材质配方、制作工艺、玻纤含量等因素影响会有较大差异。质量可靠的GRC的抗冲击强度可提升至20倍左右,抗拉抗弯强度可提升至3倍左右。

作为GRC的增强材料,耐碱玻璃纤维十分明显的优势是因为它的抗拉强度很高,比钢筋还高5倍左右。1级钢筋的抗拉强度的标准值是235Mpa,而用于GRC中的玻璃纤维束的抗拉强度至少在1400Mpa以上。由于玻璃纤维强度高,很细的断面就能承受十分大的拉力,再加上玻璃纤维不需要像钢筋一样需要特定厚度的保护层来阻止其锈蚀,因而,GRC是一种可以做成薄壁型构件的材料。这也是GRC之所以能够被广泛应用的主要原因之一。但是,没有经过特殊处理的普通玻璃纤维在普通水泥中容易被水泥水化反应后所生成的碱所侵蚀,跟随时间的推移,不能保证玻璃纤维耐碱性能的产品强度会迅速下降。因此,科学家研制了一种能在水泥中不受或少受碱的侵蚀从而保持其耐久性的玻璃纤维——耐碱玻璃纤维。

1966年,英国人A.J.Ma jumder发明了耐碱玻璃纤维,并投入实际应用。这种被命名为“CemFi(赛姆菲尔)”的玻璃纤维中含有氧化锆ZrO,它能够阻延和削弱水泥石中的碱对玻璃纤维的侵蚀速度和强度。从而使GRC的耐久性有了基本的保证。耐碱玻璃纤维的问世是GRC发展历史上真正意义的起点。至今,世界上已有四十多个国家和地区生产和使用GRC制品。中国是在20世纪50年代末便开始了GRC的研究工作。在当时,国内一度大量推广GRC产品应用,但因当时玻璃纤维耐碱性无法得到解决,所生产的GRC产品强度迅速下降,其安全性与耐久性没有保障。因此,国家建工部在1961年下文禁用GRC产品。70年代中期,国内又恢复了GRC应用的研究与开发工作。一方面着手研制耐碱玻璃纤维,另一方面开发出一种低碱的硫铝酸盐水泥。通过对这两种材料的研发与摸索,到80年代中期相继GRC的原材料耐碱性能问题取得突破。自此GRC在中国的应用重新启动,并于90年代得到大范围的推广。

GRC

GRC制品主要的特点是壁薄体轻、造型随意、质感传神。

1)壁薄体轻

GRC有个十分重要的优势就是可以做成壁薄型的构件。通常情况下,GRC构件的壁厚不大于15mm,较薄的GRC构件壁厚能够做到56mm之间。由两层GRC板一层轻质材料构成的夹心板,两层GRC板的厚度的总和也不超过20mm左右。由于壁薄,自重轻。GRC构件的每平方重量通常在1540kg左右。GRC构件自重轻,从而使得它可以在非常多的需要减轻重量的领域大显神通。例如挂在外墙上的造型不一的GRC建筑细部装饰构件,其给墙体结构带来的负荷小,从而可以让建筑物立面造型丰富化的方式变得简单、安全、易行了。

2) 造型随意

GRC构件是通过模具制作成型的。由于自重轻,实现各种造型很容易。因此,GRC可以做成各种各样复杂的规格与造型。

3)质感传神

GRC的表面质感受模具的材质与质感决定。因为GRC中集料的颗粒相对较细。因此,能够细腻并且准确地实现各种质感与纹理。不但能够做到光滑如镜,而且还能够做得粗糙似石。仿制的各类质感效果非常传神。是一种十分理想的仿真材料。

2.不使用耐碱玻璃纤维的“GRC”是不可用的假GRC

GRC一定要使用耐碱性玻璃纤维作为增强材料,因为水泥与水的水化反应会形成水泥石,其中大概有25%的氢氧化钙,而玻璃纤维中含有70%的二氧化硅,氢氧化钙与二氧化硅会发生不可逆转的化学反应,形成强度极低的水化硅酸钙,使水泥石中的玻璃纤维的强度大幅下降,从而导致GRC产品的强度大幅下降。耐碱玻纤则是通过在玻璃纤维中加了不低于16%的氧化锆增强其耐碱性的,氧化锆阻止了氢氧化钙与二氧化硅的化学反应,保证了玻璃纤维的强度不会被影响,从而确保了GRC产品的耐久性。由于在玻璃纤维中增加氧化锆会极大提高产品成本,耐碱玻璃纤维是普通玻璃纤维价格的几倍甚至几十倍。所以,真正的GRC产品价格不会是低廉的。

3.玻璃纤维含量低的“GRC”是不可用的伪劣GRC

GRC一定要保证其规定的玻璃纤维含量。玻璃纤维对于GRC的意义与钢筋对于钢筋混凝土的意义是相同的,玻璃纤维含量过低就会类似于钢筋配筋不足一样,发挥不了增强的作用。如果不添加玻璃纤维,GRC的抗拉和抗弯强度不到2兆帕,而玻璃纤维含量高的GRC的抗弯强度可以达到6兆帕。GRC建筑细部装饰构件在安装后至少承受着温度应力、风、自重、干湿变应力等其它荷载的影响,假如GRC无法达到规定的强度值,将是十分危险的。 耐碱性玻璃纤维的成本远超GRC中的其他材料,占材料成本中非常大的比重,部分厂家为了降低成本,从而在玻璃纤维的含量偷工减料。因而,价格低廉的GRC通常可能是玻璃纤维含量较低的。客户可以检验厂家的GRC抗弯强度来辩明产品质量。注意:须检验并不是抗压强度,而是抗弯强度,。

4.只通过铺置玻璃纤维网格布的“GRC”是不可靠的

玻璃纤维网格布会增强水泥基材的整体性,但只加网格布不使用短玻纤,无法从本质上改变其材料特性,产品的力学性能无法得到保障。当然,只通过放置玻璃纤维网格布来充当增强材料会极大的降低产品成本。

5.做得厚的产品也有可能是不可靠的

通常情况下,GRC构件的厚度在615mm之间,就算是几十平方米的用于高层建筑的大型外板墙,厚度也不会超过20mm。部分厂家因成本原因,不能足量添加玻璃纤维,导致强度不够厚度来凑的现象,增加厚度的构件达到30mm左右,甚至更厚。假若这种厚“GRC”添加了足量的奶碱玻璃纤维,它的价格应当较高而绝不会反倒更低。假若GRC构件的厚度非常厚,而价格又比较便宜,那么非常有可能是偷工减料的GRC产品。GRC构件过厚,不但会让其玻璃纤维含量更低,产品更加不可靠,而且产品自重的增加也会对建筑结构带来额外负担乃至危害。只有GRC中玻璃纤维含量充分,才可以做得壁薄体轻。

6.GRC构件全部采用焊接的方式安装是不可靠的

GRC的干湿变型较大,2米左右的线型构件干湿变型量约为12mm,这个变型假如被彻底限制,将导致30兆帕左右的应力,远超GRC的极限抗弯强度,导致产品开裂。所以,世界各国安装GRC构件首先使用弹性可位移的结点,从而释放变型应力。运用或部分运用螺栓安装GRC可以避免或削减变型应力。

GRC

7.GRC的预埋件与连接件不耐锈蚀是不可靠的

GRC构件通常仅是通过少量安装结点固定在基墙上,假如连接点产生问题,既有可能产生脱落。GRC的安装需要考虑到构件连接点的抹灰是部分补抹的,有很大的可能抹得不实或与墙面有缝隙导致渗水。所以,GRC构件的预埋件和连接件需要按外露考虑防锈蚀能力。国外的GRC标准要求预埋件和连接件必须为镀锌处理,建议用不锈钢。未经防锈处理的普通低碳钢是不可以使用的。

9.GRC构件的预埋件处、转角处不加强是不可靠的

GRC构件的预埋件处、转角处往往是应力集中的部位,在这些部位应当加强有结构。可以采用布局加肋、加玻纤网、加筋、内转角顺滑过渡等方式。

10.使用铺网抹浆工艺制作的“GRC”是极其不可靠的

  铺网抹浆工艺对材料配比随意性大,产品密实度低,玻璃纤维含量少,使用这种工艺制作的产品不能称之为GRC

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