超高性能GRC制品

1. 超高性能GRC是基于紧密堆积理论研发出来的水泥基复合材料。

由于材料力学的发展，材料科技工作除关注化学键力的开发外，更注重颗粒间范德华力的开发，并发现紧密堆积理论是获得高性能固井材料的关键。利用紧密堆积理论与颗粒大小分布技术，使微细胶凝颗粒挤入材料的空隙，材料的胶空比大幅度降低，提高颗粒间的范德华力从而创造出了新的高性能凝胶材料。但用于紧密堆积的微细胶凝颗粒应是水化膜薄、外型呈球形、具有较好的活性颗粒。因此通过线性堆积密度模型以及二元系统的最大堆积密度与微细胶凝材料直径的关系，可以提出二元系统最大堆积时微细胶凝材料的体积分数为0.18~0.27，对于密度与水泥最近的微细胶凝材料，其最佳掺量为18%~27%，指出二元充填微细胶凝材料的尺寸应在被填充材料颗粒尺寸的1/2.5至1/10范围内；提出了干混材料堆积体积分数（PVF）的概念，PVF值越高，水泥浆性能越好。所以我们需要根据紧密堆积理论来设计材料的配合比。

1. 关于超高性能水泥基复合材料中水化产物

    在高性能混凝土中，未水化水泥熟料和矿物外加剂颗粒（H粒子）属于次中心质，水泥凝胶（L粒子）属于次介质，毛细孔属于负中心质，三者组成水泥石。在水胶比很低的高性能混凝土中，水泥石的孔隙率很低，在一定的H/L粒子比值下，强度随孔隙率的减小而提高。因此，尽管水泥和矿物外加剂颗粒的水化程度低，水泥石中保留了很大的H/L粒子比值（固胶比），所以混凝土可得到高强度。活性SiO2进一步与C-S-H凝胶反应，使高钙硅比C-S-H转化为低钙硅比C-S-H。前苏联学者研究提出，低钙硅比的C-S-H强度可以比高钙硅比C-S-H的强度高出10倍以上。这也是我们可以使用低强度水泥配制出高强度等级混凝土的一个重要原因。

1. 关于纤维在超高性能水泥基复合材料的增强作用

    第一、使水泥基材的抗拉强度有所保证或得以提高。未增强的水泥基材不仅抗拉强度低，且内部存在缺陷而往往难于保证，加入纤维可使其抗拉强度有充分的保证。当所选用纤维的力学性能、几何特征、分布与取向以及掺量等合适时，还可使复合材料的抗拉强度较之基材有明显的提高。
第二、在水泥基材中起阻裂作用。当水泥基材尚处于塑性状态时，就极易产生微细裂缝，在硬化过程中则因失水干缩而导致微细裂缝的扩大并产生新的裂缝，纤维加入水泥基材中可阻止原有裂缝的扩展并延缓新裂缝的产生，从而使复合材料的抗渗、抗冻等性能较之基材有显著的提高。硬固的水泥基材在受拉（弯）时，因其中某一“危险裂缝”的迅速扩展而导致脆断，纤维增强水泥基复合材料则因纤维的阻裂作用而可延缓其在受拉（弯）时的破坏过程，并在破坏前有一定预兆。
第三、提高了水泥基材的变形能力。纤维增强水泥基复合材料在受拉（弯）时，即使基材中已出现大量的分散裂缝，仍可继续承受一定的外荷并具有假延性，从而使复合材料的韧性与抗冲击性得以明显提高。
普通GRC与超高性能GRC技术参数对比：

性能		GRC				Super-GRC
纤维含量（相对水泥）		10				1～2
成型工艺		切割喷射				预混浇注
干密度（g/cm3）		1.8～2.3				2.1
吸水率		8～14				1～2%
抗折强度（MPa）	LOP	7				17
	MOR	18～24				28～35
抗压强度（MPa）		40～55				120-140
拉伸强度（MPa）		5				10
收缩率		1d	3d	7d	28d	1d	3d	7d	28d
		0.3‰	0.5‰	0.8‰	1.5‰	0	0	0	0
热膨胀率（℃-1）		8×10-6				1.2×10-6
冻融性能		25次OK 200次粉化				25次OK 200次OK
80℃加速老化抗折保留率		60%				95%

 
产品特性：
1、该产品是普通GRC的换代产品，具有高强度，高抗折，高抗压性能；
2、由于产品的高性能，将会使产品的安装更加简单易用，提高安装效率，降低用工成本；
3、由于产品的高性能，将会使该类产品的使用范围进一步扩大，并可以替代石材的使用，制作出丰富多样的高性能GRC制品。