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发信人: CECMSTA (土木工程系和建设管理系学生科学技术协会), 信区: civil_express       
标  题: 23届挑战杯作品资料简介6
发信站: BBS 听涛站 (Mon Apr 25 18:28:18 2005)

【作品名称】  新型无机绿色粘接材料——地聚物
【第一作者】  王 旻（博士研究生  土研四）
    【其他作者】  冯 鹏（土木系土研一班博士）
【作品简介】 
本项目提出一种用于加固混凝土结构的无机基体材料——地聚物（Geopolymer）。
地聚物是由碱激发剂、烧粘土和工业废渣或者矿渣等原料制成，具有早强高强、耐腐蚀性
好、耐久性好、耐高温、隔热性能好、生产能耗低等优点，是一种低成本、高性能的新型
绿色建材。
它具有耐高温、隔热性能好的特点，解决了普通树脂粘结材料耐火性差的缺点；且它与混
凝土界面的粘结强度更大，具有耐腐蚀性好、耐久性好等优点。
 
图1　地聚物的耐火试验结果
用于粘贴纤维片材和钢板的改性地聚物材料比目前采用的普通环氧树脂的生产成本还要低
，而施工比普通树脂加固工艺要简单，且加固后外观与普通混凝土的效果相同，无需再涂
专门的防护层。
 
（a）                      （b）                   （c）                （d）

图2　地聚物粘接碳纤维布加固混凝土柱：
（a）表面处理和涂基底渗透料 （b）粘贴碳纤维 （c）涂面层粘结料 （d）粘贴完成
改性地聚物粘贴纤维布的面内剪切试验，粘接长度为70mm。试验结果：针对碳纤维布的配
方，1天的平均剪切强度为1.00MPa，7天的平均剪切强度为1.20MPa；针对玻璃纤维布的配
方，1天的平均剪切强度为1.51MPa，7天的平均剪切强度为1.88MPa。与普通树脂粘接纤维
布加固的平均剪切强度1.5MPa（包括130mm、100mm和70mm三种粘结长度）基本持平。
地聚物材料的主要原材料为我国特产矿物，储量非常丰富。而且生产加工工序简单，成本
低廉，并能大量消耗工业废料，非常有利于建材工业的可持续发展。
地聚物具有良好的力学性能、耐高温性能和耐久性，并具有良好的施工性能和经济性，将
其与目前的纤维粘贴加固技术结合，将成为今后FRP加固技术的重要发展趋势。本项目提出
的改性地聚物材料克服了传统地聚物材料固化温度高的缺陷，可以在纤维加固混凝土结构
和钢板加固混凝土等结构加固工程中大量应用，有望大大提高纤维片材和钢板加固技术的
适用范围，并能替代现有的树脂粘贴材料。
地聚物材料粘贴纤维片材在面内剪切试验、梁受弯加固试验以及柱的加固中，表现出与树
脂粘贴材料类似的性能，初步证明了地聚物粘贴纤维片材加固混凝土结构的有效性。
目前改性地聚物粘贴纤维片材加固混凝土结构和钢板加固混凝土结构的研究还在继续深入
，相应的产品也将很快推出。

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     ■清华大学土木工程系和建设管理系学生科学技术协会


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