轻质工程地质聚合物复合材料

抗冲击轻质高强

通过钢纤维和碳纳米管的多尺度增强，在保持低密度的同时显著提升动态抗压性能，为轻质抗冲击结构提供了新的材料方案。

Cheng, Zhijun · 李杉 · 卢亦焱 · Li, Weitao · 刘真真

Construction and Building Materials 2023

参数信息

准静态抗压强度提升率

39.28 %

弹性模量提升率

15.32 %

动态抗压强度

94.54 MPa

动态峰值应变

0.77 %

技术优势

动态强度显著提升

在最佳钢纤维含量0.5%时，动态抗压强度达94.54 MPa，同时动态峰值应变为0.77%，表明材料兼具高强度与良好变形能力。

多尺度裂纹桥接

钢纤维、PVA纤维和功能化多壁碳纳米管在微观到宏观尺度上桥接裂纹，协同提升抗冲击性能。

预测模型可靠

所提出的DIF预测模型与试验结果高度一致，可用于LW-EGC的动态设计。

应用场景

• 轻质抗冲击结构：用低密度获得高动态强度，减轻结构自重同时抵抗冲击。
• 防护工程材料：多尺度纤维桥接裂纹，提升防护结构抗冲击韧性。
• 建筑加固修复：轻质高强特性适合既有建筑加固，不显著增加荷载。
• 抗震与抗爆构件：应变率强化效应提升构件在爆炸或地震动下的耗能能力。