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什么是偽劣GRC?
日期:2021-01-14    閱讀( )
 什么是偽劣GRC?
                                田勇
1.  GRC簡介 
  GRC是英文Glass Fibre Reinforced Cement (或 Concrete)的縮寫,也有的國家如美國縮寫為GFRC。
GRC翻譯成中文是“玻璃纖維增強水泥(或混凝土)”。GRC是水泥、砂子、水、耐堿玻璃纖維、外加劑以及其他集料與混合物組成的復合材料。水泥與水發生反應后硬化,形成膠凝體——水泥石,把砂子(或其他集料)牢固地膠結在一起,并膠結錨固玻璃纖維,形成了具有良好性能的新材料。砂子在GRC中起填充和骨架作用,耐堿玻璃纖維起增強作用。耐堿玻璃纖維所起的作用主要是增強水泥基材的抗拉性,及提高了其抗拉強度抗彎強度和抗沖擊能力等。 
    水泥基材是抗壓性較好、抗拉性較差的材料,其抗拉強度往往不到抗壓強度的十分之一。用耐堿玻璃纖維增強后,起抗拉性能大大提高。具體提高的幅度因材質配方、玻纖強度、玻纖含量、工藝 
方法的不同而有較大差異。質量得到保證的GRC的抗拉抗彎強度可提高3倍左右,抗沖擊強度可提高20倍左右。 
    耐堿玻璃纖維作為增強材料的一個非常明顯的優勢是它的抗拉強度很高,比鋼筋還高5倍左右。1級鋼筋的抗拉強度的標準值是235Mpa,而用于GRC中的玻璃纖維束的抗拉強度至少在1400Mpa以上 
。由于玻璃纖維強度高,很細的斷面就能承受較大的拉力,在加上玻璃纖維用不著像鋼筋那樣需要一定厚度的保護層防止銹蝕,因此,GRC可做成薄壁型的構件。這是GRC得以廣泛應用的非常突出的特 
點。 
    但是,未經保護或處理的普通玻璃纖維在普通水泥中易受到水泥水化所生成的堿的侵蝕,隨時間的延續,其強度會大大降低,從而不能保證玻璃纖維增強效果的耐久性。因此,科學家研制了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,并投入實際應用。這種被命名為“Cem—Fi(賽姆菲爾)”的玻璃纖維中含有氧化鋯ZrO,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發展史真正意義的始點。到目前為止,世界上已有四十多個國家和地區生產和使用GRC制品。中國是在20世紀50年代末開始研究GRC的。當時曾大量推廣GRC 
產品,但由于那時已有在GRC中的是不耐堿的中堿或無堿玻璃纖維,沒有解決最關鍵最根本的耐堿問題。GRC產品的強度很快下降,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,中國又恢復了GRC的研究開發。一方面研制耐堿玻璃纖維,另一方面研制低堿度水泥。這兩方面的研制至80年代中期相繼取得成果。從而GRC在中國重新開始進入應用領域,并在90年代得到大范圍的推廣。GRC制品最只要的特點是壁薄體輕、造型隨意、質感逼真。 
(1)壁薄體輕 
GRC最主要的特點就是可以做成壁薄型的構件。一般情況下,GRC構件的壁厚不超過15mm,最薄的構件壁厚可以做到5—6mm。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。由于壁薄,自然體輕。GRC構件的展開面積重量一般在15—40kg之間。GRC構件體輕,使得它可以在許多需要減輕重量的領域大顯身手。比如掛在外墻的各種GRC建筑裝飾構件,給墻體結構增加的負荷不大,使得建筑物豐富立面造型的手段變得簡單、安全、易行了。 
(2) 造型隨意 
GRC構件是在模具中制做成型的。由于質量輕,對于其實現各種造型很方便。因此,GRC可以做成各種復雜的造型。 
(3)質感逼真 
GRC表面質感是由模具的質感所決定的。由于GRC中沒有粗集料,所以細集料的顆粒也比較細。因此,可以細膩、準確地表現不同的質感與紋理。既可以做得光滑如鏡,又可以做得粗糙似石。復制的各 
種質感效果非常逼真。是非常理想的仿真材料。 
2. 不用耐堿玻纖的“GRC”是不可用的偽GRC 
    GRC必須用耐堿玻纖增強,因為水泥與水進行水化反應形成的水泥石大約有25%的氫氧化鈣,玻璃纖維中含有70%的二氧化硅,氫氧化鈣與二氧化硅會發生不可逆轉的化學反應,生成強度大大低于 
二氧化硅的水化硅酸鈣,使玻璃纖維的強度大大降低,從而使GRC的強度大大降低。耐堿玻纖是在玻璃纖維中加了不小于16%的氧化鋯實現其耐堿性的,氧化鋯阻止了氫氧化鈣與二氧化硅的反應,保 
證了玻璃纖維的強度不被削弱,從而保證了GRC的耐久性。由于增加氧化鋯會大大增加玻璃纖維的成本,耐堿玻纖是普通玻纖價格的幾倍,是廉價玻纖的幾十倍,因此,可用的GRC的價格不可能是低廉的。用戶可以通過檢查GRC生產廠家的玻纖進貨發票,判定其是否使用了耐堿玻纖。 
3. 玻纖含量不足的“GRC”是不可用的劣質GRC 
     GRC必須保證足夠的玻纖含量。玻纖在GRC的作用與鋼筋在鋼筋混凝土土中的作用是一樣的,玻纖含量不足就像鋼筋配筋不足一樣,起不到增強的作用。如果不加玻纖,GRC的水泥基材的抗拉和 
抗彎強度不到2兆帕,而玻纖含量足的GRC的抗彎強度可達到6兆帕。GRC建筑裝飾構件在使用過程中至少承受5種荷載(自重、風、溫度應力、干濕變應力及其他荷載)的作用,如果達不到強度指標, 
將是非常不安全的。 玻纖的價格遠遠高于GRC中的其他材料,占成本的比重很大,一些廠家為了省錢只能在玻纖含量上做文章。因此,價格低廉的GRC往往是玻纖含量不足的。用戶可以檢查廠家的GRC的抗彎強度是多少兆帕以辯明真偽。注意:須檢驗的是抗彎強度,而不是抗壓強度。 
4. 僅僅放一層玻纖網的“GRC”是不可靠的 
    玻纖網的放置會增強水泥基材的整體性,但只加網不加短玻纖,并沒有從根本上改變其材性,GRC的力學性能無法保證。當然,只放一層網會大大大大降低成本。 
5. 做得厚的“GRC”極有可能是不可靠的 
    一般情況下,GRC構件的厚度在6—15mm之間,即使幾十平方米的用于高層建筑的大型外板墻,也不過15mm厚。有的廠家不舍得加足量的玻纖(玻纖太貴了),強度不夠斷面湊,只好增加厚度(水 
泥沙子遠比玻纖便宜多了),構件達20—30mm,甚至更厚。如果這些厚“GRC”摻足了耐鹼纖維的含量,其價格應當較高而絕不會反倒更低。如果GRC構件的厚度很厚,而價格又低,則肯定是劣質 
GRC. 
    GRC構件做得厚不僅使其材質的玻纖含量相對更低了,材質更不可靠了,其重量的增加也會對建筑結構帶來負擔甚至危害。GRC中玻纖含量足,才能做薄才敢做薄。 
6. 內表面不光不勻的GRC質量不可靠 
    作為薄壁型的構件,特別是造型復雜的構件,最害怕構件厚度不均勻,薄地方就是構件的軟肋,只有構件的內形與外形基本一致,才能證明構件是均勻的,只有內表面是光的,才能表明構件密實 
。GRC密實,才能很好地握裹住玻纖,才能保證強度。 
7. GRC構件全部用焊接的方式安裝是不可靠的 
    GRC的干濕變型較大,2米左右的線型構件干濕變型量約為1—2mm,這個變型如果被完全限制,將產生30兆帕左右的應力,遠遠大于GRC的抗彎強度,必將把構件拉裂。因此,世界各國安裝GRC構件均采用彈性可位移的結點,以釋放變型應力。使用或部分使用螺栓安裝構件可以避免或減少變型應力。 
8. GRC的埋件與連接件不防銹是不可靠的 
    GRC構件往往只是由幾個安裝結點固定在基墻上一但連接點有了問題,就有可能掉下來。應當考慮到構件連接點的抹灰是局部補抹的,很有可能抹得不實或與墻面有隙,因此,構件的埋件和連接件應當按裸露考慮防銹蝕。國外的GRC規范要求埋件和連接件至少要鍍鋅,最好用不銹鋼。未經防銹處理的普通低碳鋼是不準使用的。 
9. GRC構件的埋件處、轉角處不加強是不可靠的 
    GRC構件的埋件處、轉角處往往是應力集中的地方,在這些地方必須加強構造。如布局加肋、加筋、加玻纖網、內轉角順滑過渡等。
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