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注意,一定要避開這種偽劣GRC產品

所屬分類:產品資訊    發布時間:2019-11-13   作者:中科院複合材料研究所
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1.  什麼是真正的GRC

GRC的英文全稱是Glass Fibre Reinforced Cement,有的國家如美國也會將其縮寫為GFRC。其翻譯成中文的全稱是“玻璃纖維增強混凝土”。GRC是通過砂子、水、水泥、玻璃纖維、外加劑以及其他集料混合製作而成的複合型材料。水與水泥發生反應後硬化,成為膠凝體——水泥石,水泥石把砂子及玻璃纖維緊密地膠結為一體,從而形成了一種具有傑出性能的新型材料。砂子在GRC中主要起到填充和骨架效果,而玻璃纖維則起到增強效果。玻璃纖維所起的增強效果主要是指增強水泥材料的抗拉強度、抗彎強度以及抗衝擊能力等。水泥基材原本就是一種抗壓性較好、抗拉性較差的材料,通常水泥基材的抗拉強度不到抗壓強度的十分之一。通過使用耐堿玻璃纖維混合來增強水泥基材後,混合後的材料抗拉性能大幅提升。材料提升的幅度因玻纖強度、材質配方、製作工藝、玻纖含量等因素影響會有較大差異。質量可靠的GRC的抗衝擊強度可提升至20倍左右,抗拉抗彎強度可提升至3倍左右。

作為GRC的增強材料,耐堿玻璃纖維十分明顯的優勢是因為它的抗拉強度很高,比鋼筋還高5倍左右。1級鋼筋的抗拉強度的標準值是235Mpa,而用於GRC中的玻璃纖維束的抗拉強度至少在1400Mpa以上。由於玻璃纖維強度高,很細的斷麵就能承受十分大的拉力,再加上玻璃纖維不需要像鋼筋一樣需要特定厚度的保護層來阻止其鏽蝕,因而,GRC是一種可以做成薄壁型構件的材料。這也是GRC之所以能夠被廣泛應用的主要原因之一。但是,沒有經過特殊處理的普通玻璃纖維在普通水泥中容易被水泥水化反應後所生成的堿所侵蝕,跟隨時間的推移,不能保證玻璃纖維耐堿性能的產品強度會迅速下降。因此,科學家研製了一種能在水泥中不受或少受堿的侵蝕從而保持其耐久性的玻璃纖維——耐堿玻璃纖維。

1966年,英國人A.J.Ma jumder發明了耐堿玻璃纖維,並投入實際應用。這種被命名為“CemFi(賽姆菲爾)”的玻璃纖維中含有氧化鋯ZrO,它能夠阻延和削弱水泥石中的堿對玻璃纖維的侵蝕速度和強度。從而使GRC的耐久性有了基本的保證。耐堿玻璃纖維的問世是GRC發展曆史上真正意義的起點。至今,世界上已有四十多個國家和地區生產和使用GRC製品。中國是在20世紀50年代末便開始了GRC的研究工作。在當時,國內一度大量推廣GRC產品應用,但因當時玻璃纖維耐堿性無法得到解決,所生產的GRC產品強度迅速下降,其安全性與耐久性沒有保障。因此,國家建工部在1961年下文禁用GRC產品。70年代中期,國內又恢複了GRC應用的研究與開發工作。一方麵著手研製耐堿玻璃纖維,另一方麵開發出一種低堿的硫鋁酸鹽水泥。通過對這兩種材料的研發與摸索,到80年代中期相繼GRC的原材料耐堿性能問題取得突破。自此GRC在中國的應用重新啟動,並於90年代得到大範圍的推廣。

GRC

GRC製品主要的特點是壁薄體輕、造型隨意、質感傳神。

1)壁薄體輕

GRC有個十分重要的優勢就是可以做成壁薄型的構件。通常情況下,GRC構件的壁厚不大於15mm,較薄的GRC構件壁厚能夠做到56mm之間。由兩層GRC板一層輕質材料構成的夾心板,兩層GRC板的厚度的總和也不超過20mm左右。由於壁薄,自重輕。GRC構件的每平方重量通常在1540kg左右。GRC構件自重輕,從而使得它可以在非常多的需要減輕重量的領域大顯神通。例如掛在外牆上的造型不一的GRC建築細部裝飾構件,其給牆體結構帶來的負荷小,從而可以讓建築物立麵造型豐富化的方式變得簡單、安全、易行了。

2) 造型隨意

GRC構件是通過模具製作成型的。由於自重輕,實現各種造型很容易。因此,GRC可以做成各種各樣複雜的規格與造型。

3)質感傳神

GRC的表麵質感受模具的材質與質感決定。因為GRC中集料的顆粒相對較細。因此,能夠細膩並且準確地實現各種質感與紋理。不但能夠做到光滑如鏡,而且還能夠做得粗糙似石。仿製的各類質感效果非常傳神。是一種十分理想的仿真材料。

2.不使用耐堿玻璃纖維的“GRC”是不可用的假GRC

GRC一定要使用耐堿性玻璃纖維作為增強材料,因為水泥與水的水化反應會形成水泥石,其中大概有25%的氫氧化鈣,而玻璃纖維中含有70%的二氧化矽,氫氧化鈣與二氧化矽會發生不可逆轉的化學反應,形成強度極低的水化矽酸鈣,使水泥石中的玻璃纖維的強度大幅下降,從而導致GRC產品的強度大幅下降。耐堿玻纖則是通過在玻璃纖維中加了不低於16%的氧化鋯增強其耐堿性的,氧化鋯阻止了氫氧化鈣與二氧化矽的化學反應,保證了玻璃纖維的強度不會被影響,從而確保了GRC產品的耐久性。由於在玻璃纖維中增加氧化鋯會極大提高產品成本,耐堿玻璃纖維是普通玻璃纖維價格的幾倍甚至幾十倍。所以,真正的GRC產品價格不會是低廉的。

3.玻璃纖維含量低的“GRC”是不可用的偽劣GRC

GRC一定要保證其規定的玻璃纖維含量。玻璃纖維對於GRC的意義與鋼筋對於鋼筋混凝土的意義是相同的,玻璃纖維含量過低就會類似於鋼筋配筋不足一樣,發揮不了增強的作用。如果不添加玻璃纖維,GRC的抗拉和抗彎強度不到2兆帕,而玻璃纖維含量高的GRC的抗彎強度可以達到6兆帕。GRC建築細部裝飾構件在安裝後至少承受著溫度應力、風、自重、幹濕變應力等其它荷載的影響,假如GRC無法達到規定的強度值,將是十分危險的。 耐堿性玻璃纖維的成本遠超GRC中的其他材料,占材料成本中非常大的比重,部分廠家為了降低成本,從而在玻璃纖維的含量偷工減料。因而,價格低廉的GRC通常可能是玻璃纖維含量較低的。客戶可以檢驗廠家的GRC抗彎強度來辯明產品質量。注意:須檢驗並不是抗壓強度,而是抗彎強度,。

4.隻通過鋪置玻璃纖維網格布的“GRC”是不可靠的

玻璃纖維網格布會增強水泥基材的整體性,但隻加網格布不使用短玻纖,無法從本質上改變其材料特性,產品的力學性能無法得到保障。當然,隻通過放置玻璃纖維網格布來充當增強材料會極大的降低產品成本。

5.做得厚的產品也有可能是不可靠的

通常情況下,GRC構件的厚度在615mm之間,就算是幾十平方米的用於高層建築的大型外板牆,厚度也不會超過20mm。部分廠家因成本原因,不能足量添加玻璃纖維,導致強度不夠厚度來湊的現象,增加厚度的構件達到30mm左右,甚至更厚。假若這種厚“GRC”添加了足量的奶堿玻璃纖維,它的價格應當較高而絕不會反倒更低。假若GRC構件的厚度非常厚,而價格又比較便宜,那麼非常有可能是偷工減料的GRC產品。GRC構件過厚,不但會讓其玻璃纖維含量更低,產品更加不可靠,而且產品自重的增加也會對建築結構帶來額外負擔乃至危害。隻有GRC中玻璃纖維含量充分,才可以做得壁薄體輕。

6.GRC構件全部采用焊接的方式安裝是不可靠的

GRC的幹濕變型較大,2米左右的線型構件幹濕變型量約為12mm,這個變型假如被徹底限製,將導致30兆帕左右的應力,遠超GRC的極限抗彎強度,導致產品開裂。所以,世界各國安裝GRC構件首先使用彈性可位移的結點,從而釋放變型應力。運用或部分運用螺栓安裝GRC可以避免或削減變型應力。

GRC

7.GRC的預埋件與連接件不耐鏽蝕是不可靠的

GRC構件通常僅是通過少量安裝結點固定在基牆上,假如連接點產生問題,既有可能產生脫落。GRC的安裝需要考慮到構件連接點的抹灰是部分補抹的,有很大的可能抹得不實或與牆麵有縫隙導致滲水。所以,GRC構件的預埋件和連接件需要按外露考慮防鏽蝕能力。國外的GRC標準要求預埋件和連接件必須為鍍鋅處理,建議用不鏽鋼。未經防鏽處理的普通低碳鋼是不可以使用的。

9.GRC構件的預埋件處、轉角處不加強是不可靠的

GRC構件的預埋件處、轉角處往往是應力集中的部位,在這些部位應當加強有結構。可以采用布局加肋、加玻纖網、加筋、內轉角順滑過渡等方式。

10.使用鋪網抹漿工藝製作的“GRC”是極其不可靠的

  鋪網抹漿工藝對材料配比隨意性大,產品密實度低,玻璃纖維含量少,使用這種工藝製作的產品不能稱之為GRC

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