超高性能水泥基复合材料抗侵彻优化设计(5)
（2）聚丙烯腈纤文对抗压强度有一定增强作用，纤文体积掺率<0.2%时，纤文掺量增加，抗
压强度稍有增加。当纤文体积掺率为 0.085%～0.17%时，28d 及 90d 纤文混凝土抗压强度比素
混凝土分别提高 1.7%～12%和 8%～11.6%。
（3）掺体积率 0.085%～0.17%的聚丙烯腈纤文，它使混凝土梁弯曲韧性指数有明显提高，I5
比素混凝土提高 4.25～4.65 倍，I10 提高 6.45～7.63 倍，I20 提高 9.2～11.73 倍。I10/I5、I20/I10
介于 1.42～1.66 之间，剩余强度系数 R5，10 在 44～60.5，R10，20 在 27.5～41 之间变化。按
照日本 JCI 方法，较长聚丙烯腈纤文混凝土的等效抗弯强度在 0.76～0.87MPa 之间变化，较短
聚丙烯腈纤文混凝土的等效抗弯强度在 0.63～0.81MPa 之间变化。
（4）较长纤文比较短纤文增强混凝土的抗弯拉强度提高幅度大 7.9%，即用长度为 20mm的聚
丙烯腈纤文来增强混凝土，其增强增韧效果比较显著。纤文体积掺率由 0.085%提高到 0.17%
时，纤文混凝土抗弯拉强度提高约 6%～9%[12]
。
1.3.4 玄武岩纤文（BF）
玄武岩纤文与碳纤文、芳纶、超高分子量聚乙烯纤文(UHMWPE)等高技术纤文相比，除
了具有高技术纤文高强度、高模量的特点外，玄武岩纤文还具有耐高温性佳、抗氧化、抗辐射、
绝热隔音、过滤性好、抗压缩强度和剪切强度高、适应于各种环境下使用等优异性能，且性价
比好，是一种纯天然的无机非金属材料，也是一种可以满足国民经济基础产业发展需求的新的
基础材料和高技术纤文。
玄武岩纤文及其复合材料可以较好地满足国防建设、交通运输、建筑、石油化工、环保、
电子、航空、航天等领域结构材料的需求，对国防建设、重大工程和产业结构升级具有重要的
推动作用。它既是 21 世纪符合生态环境要求的绿色材料，又是一个在世界高技术纤文行业中
可持续发展的有竞争力的新材料产业。 尤其是我国已经拥有自主知识产权的玄武岩纤文制造技
术及工艺，并且以“后来居上”的后发展优势达到了国际领先水平，因此，大力发展玄武岩纤
文及其复合材料产业无疑具有重要的意义。 本科毕业设计说明书（论文）
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1.3.4 碳纤文（CF）
碳纤文是由有机纤文经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。 碳纤文的微观结构类似
人造石墨，是乱层石墨结构。碳纤文是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的 1/4，
碳纤文树脂复合材料抗拉强度一般都在 3500Mpa 以上，是钢的 7~9 倍，抗拉弹性模量为
230~430Gpa亦高于钢。 因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)
以上，而 A3 钢的比强度仅为 59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。材料的比强度愈高，
则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，从这个意义上已预示了碳纤文在工程的广
阔应用前景。
1.4 UHPCC 抗侵彻性能的研究
近年来,随着钻地武器的迅猛发展及其在当代战场上的应用,如何严防精确制导武器,提高
防护工程的综合防护能力,做到对来袭武器有强大的阻挡和自卫能力,是防护工程亟待解决的关
键技术难题.研制抗侵彻能力强, 便于应用的新型遮弹防护层, 是国防防护工作的当务之急，大
量研究表明,混凝土材料具有非常优越的抗弹防护能力, 而早期的防护工程材料多用强度等级
低的素混凝土或普通纤文增强混凝土,其抗侵彻能力较弱.目前研究强度等级高的新型钢纤文增
强混凝土材料的抗侵彻性能成为抗深侵彻材料研究的重要方向[13,14]
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