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GRC

GRC是英文Glass fiber Reinforced Cement的縮寫，美國英語Glass Fiber Reinforced Concrete，縮寫為GFRC，含義相同，指的是玻璃纖維增強(qiáng)混凝土，這是一種以耐堿玻璃纖維為增強(qiáng)材料、水泥砂漿為基體材料的纖維水泥復(fù)合材料。它的突出特點(diǎn)是具有很好的抗拉和抗折強(qiáng)度，以及較好的韌性。這種材料尤其適合制作裝飾造型和用來表現(xiàn)強(qiáng)烈的質(zhì)感。

彩色GRC-歐美市場(chǎng)主導(dǎo)產(chǎn)品

彩色GRC,即帶飾面的GRC。

飾面層與GRC纖維增強(qiáng)層為一次成型。這種彩色裝飾面層是通過GRC配料中加入顏料、彩色骨料和外加劑，以及特定的制作工藝完成的。

一種通過造型、紋理、質(zhì)感與色彩表達(dá)設(shè)計(jì)師想象力的材料。

GRC材料的優(yōu)勢(shì)

建筑外立面常見的裝飾材料有：

天然石材干掛

玻璃幕墻

金屬幕墻

陶板

瓷磚

鋁塑板

清水混凝土

與這些外墻裝飾材料相比，GRC材料的最大優(yōu)勢(shì)是可以滿足建筑師個(gè)性化需求，完成千姿百態(tài)的裝飾造型與肌理質(zhì)感的表達(dá)。

歐標(biāo)GRC——行業(yè)發(fā)展的必然方向

GRC歐洲標(biāo)準(zhǔn)——人家的標(biāo)準(zhǔn)，我們的指南。

標(biāo)準(zhǔn)是行業(yè)發(fā)展水平的一個(gè)標(biāo)志。

標(biāo)準(zhǔn)是一種公開、透明的東西，有了標(biāo)準(zhǔn)，無論是生產(chǎn)者，還是消費(fèi)者，大家對(duì)一種商品的原材料、質(zhì)量、性能等等都心知肚明，實(shí)際上也就使得商品交易的“契約”關(guān)系變得更加確定，使雙方的權(quán)利、義務(wù)更加明確。　規(guī)范的企業(yè)都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，總是希望市場(chǎng)公開、透明，規(guī)范化健康發(fā)展；而投機(jī)商總是希望把水?dāng)嚋啠瑥闹袧O利。“標(biāo)準(zhǔn)”是市場(chǎng)秩序的基礎(chǔ)。

通過標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，已被證明是工業(yè)發(fā)達(dá)國家行業(yè)發(fā)展的必由之路。在經(jīng)濟(jì)全球化、信息化快速推進(jìn)的今天，標(biāo)準(zhǔn)的地位和作用越來越重要。

牛頓有句名言：“如果我比別人看得更遠(yuǎn)一些,那是因?yàn)槲艺驹诰奕藗兊募缟稀！?GRC歐洲標(biāo)準(zhǔn)正是這樣一位GRC行業(yè)的巨人，我們應(yīng)該借助GRC歐洲標(biāo)準(zhǔn)體系，迅速登上一個(gè)新的高度。

GRC材料的應(yīng)用領(lǐng)域

GRC建筑細(xì)部裝飾構(gòu)件，簡(jiǎn)稱：GRC建筑細(xì)部。

GRC幕墻板，或稱：GRC外墻掛板。

GRC園林景觀制品，如：GRC雕塑，GRC假山，GRC小品，GRC花缽等。

還有GRC輕質(zhì)隔墻板、GRC保溫板、通風(fēng)管道、永久性管狀芯模、永久性模板、工業(yè)建筑屋面構(gòu)件、聲屏障、自承載式地板、灌溉渠道等。

GRC的材料組成

GRC的基本組成材料為水泥、砂子、纖維和水，另外還添加有聚合物、外加劑等用于改善后期性能的材料。

水泥：通常用于GRC中的水泥主要有快硬硫鋁酸鹽水泥、低堿度硫鋁酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、白色硅酸鹽水泥。

纖維：GRC材料中使用的纖維必須是耐堿玻璃纖維，種類包括耐堿玻璃纖維無捻粗紗、耐堿玻璃纖維短切紗、耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布。歐美國家要求GRC中使用的玻璃纖維氧化鋯含量不低于16.5%，中國要求在使用普通硅酸鹽水泥時(shí)氧化鋯含量不低于16.5%。

聚合物：通常添加的聚合物為丙乳，即丙烯酸酯共聚乳液。

外加劑：通常可選擇性地加入高效減水劑、塑化劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑、防凍劑、防銹劑等外加劑:當(dāng)制品中含有鋼質(zhì)增強(qiáng)材料或鋼質(zhì)預(yù)埋件時(shí)，不得使用氯化鈣基的外加劑。

其他材料：可以選擇性的添加一些火山灰質(zhì)活性材料，有利于提升GRC制品的綜合性能，例如強(qiáng)度、抗?jié)B、耐久等。

GRC的生產(chǎn)工藝

增強(qiáng)的玻璃纖維有很多種型式，例如短切纖維紗、連續(xù)纖維無捻粗紗、網(wǎng)格布、短切纖維氈等，不同型式的玻璃纖維摻入到水泥基體中的方法不同，相同型式的玻璃纖維摻入到水泥基體中的方法也不完全相同。而且玻璃纖維的摻入量和使用方式對(duì)于玻璃纖維增強(qiáng)水泥復(fù)合材料的力學(xué)性能有著很大的影響。這就形成了多種玻璃纖維增強(qiáng)水泥復(fù)合材料的制作工藝，如噴射工藝、預(yù)混噴射工藝、預(yù)混澆筑工藝、注模工藝、布網(wǎng)工藝、纏繞工藝等。每種生產(chǎn)工藝都有其各自的特點(diǎn)，適用于制作不同的產(chǎn)品，當(dāng)然所使用的設(shè)備也有所不相同。

1、噴射工藝

噴射工藝是應(yīng)用最早并且最多的制造GRC制品的方法，包括手工噴射和自動(dòng)噴射。20世紀(jì)70年代初英國建筑研究院（BRE）最先用此方法制造玻璃纖維增強(qiáng)水泥（GRC）制品。不管是手工噴射還是機(jī)械噴射，噴射工藝都需要經(jīng)過專門訓(xùn)練的操作人員和專用設(shè)備。操作方法的正確與否很大程度影響到GRC制品的強(qiáng)度和耐久性。對(duì)于噴射工藝而言，玻璃纖維以二維亂向隨機(jī)分布于水泥砂漿之中，纖維的有效利用率高，產(chǎn)品的各項(xiàng)物理性能也較好。

2、預(yù)混工藝

預(yù)混工藝是將短切玻璃纖維和水泥砂漿基體共同攪拌，形成均勻的玻璃纖維水泥混合料，然后通過澆筑或噴射的方法制成產(chǎn)品。根據(jù)成型方法的不同，預(yù)混工藝可分為預(yù)混澆筑工藝和預(yù)混噴射工藝。預(yù)混澆筑工藝與預(yù)制混凝土制品的工藝相類似，在澆筑過程中常常會(huì)輔以震動(dòng)工序。

歐標(biāo)GRC材料性能

GRC技術(shù)前沿領(lǐng)域

Interface Tailoring玻纖-水泥界面優(yōu)化技術(shù)

由于玻璃纖維的表面非常光滑，普通GRC中玻纖-水泥界面過渡區(qū)是最薄弱的環(huán)節(jié)，AR纖維理論上只能發(fā)揮其強(qiáng)度效能的14.3%。界面理論認(rèn)為：玻纖-水泥界面結(jié)合力如果太弱，受載時(shí)，纖維會(huì)大量拔出，GRC強(qiáng)度很低；但如果結(jié)合力過強(qiáng)，纖維表面應(yīng)力集中，導(dǎo)致纖維受損，材料脆斷，既降低強(qiáng)度，又降低塑性。只有界面結(jié)合力適中的GRC才能呈現(xiàn)出高強(qiáng)度和高韌性。界面優(yōu)化涉及原材料的匹配、工藝方法與參數(shù)的設(shè)定、生產(chǎn)環(huán)境與條件的作用等諸多問題，以及這些條件的彼此相互交叉影響。

Uniform纖維分散技術(shù)

玻纖均勻良好的交織形態(tài)和取向是制造優(yōu)質(zhì)GRC的關(guān)鍵技術(shù)之一。是保證GRC的均質(zhì)性的必備條件，如果出現(xiàn)局部纖維含量過低，或是纏繞結(jié)團(tuán)都會(huì)嚴(yán)重影響GRC的品質(zhì)，甚至發(fā)生安全事故。通過化學(xué)分散劑和機(jī)械分散器專有技術(shù)相結(jié)合的方法獲得了非常好的均勻分散效果。保證了最終產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。

PC互穿網(wǎng)絡(luò)基體優(yōu)化技術(shù)

水泥砂漿基材存在許多缺陷，如孔洞、裂隙、水泥水化不充分、水泥石的脆性等等，通過外加劑、微粉、聚合物等多項(xiàng)技術(shù)形成多個(gè)網(wǎng)絡(luò)互穿，相互補(bǔ)充，使綜合效能得到成倍提高。這是未來GRC材料技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。可以根據(jù)用戶提出的特定要求，設(shè)計(jì)出不同功能的GRC。

GRC設(shè)計(jì)

《GRC預(yù)制裝配系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南》

Design Guide for Prefabricated Glassfibre Reinforced Concrete Systems

由FRONTIER福瑞泰編制。

1. 影響GRC設(shè)計(jì)的因素

自然力：風(fēng)、水、熱、地震

其它：火、聲、電化學(xué)侵蝕、腐蝕、碳化

建筑結(jié)構(gòu)：鋼筋混凝土框架、鋼結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆剪力墻、砌體結(jié)構(gòu)

2. 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)

典型的GRC初始性能與老化后的性能

生產(chǎn)工藝和材料配比對(duì)GRC性能的影響

GRC的徐變和應(yīng)力狀態(tài)下的破壞方式

比例極限強(qiáng)度

GRC設(shè)計(jì)方式

疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)的選擇

強(qiáng)度設(shè)計(jì)與計(jì)算

3. 板型結(jié)構(gòu)與基本設(shè)計(jì)原理

充分利用GRC材料所特有的高抗彎、抗拉、抗剪和抗沖擊強(qiáng)度，依據(jù)薄殼結(jié)構(gòu)原理設(shè)計(jì)制造剛性曲面造型。強(qiáng)調(diào)材料力學(xué)與結(jié)構(gòu)力學(xué)的綜合運(yùn)用，結(jié)合幾何造型的合理性，依靠曲面內(nèi)的雙向軸力和順剪力承受載荷。通過曲面造型變化，豐富建筑立面裝飾效果；減輕結(jié)構(gòu)自重，內(nèi)力均勻，提高了空間整體工作性，強(qiáng)度高，剛度大，節(jié)省材料，經(jīng)濟(jì)合理。

4. GRC力學(xué)性能與物理化學(xué)性能設(shè)計(jì)

不同的應(yīng)用條件對(duì)GRC的性能要求有很大差別。眾所周知，沿海地區(qū)與城市中心，高層建筑與低矮的別墅，其風(fēng)荷載相差很大。再例如：屋面與墻面比較，屋面的條件就要惡劣的多，普通GRC就難以勝任，因?yàn)槲菝媸艿接晁⒈鶅觥㈥柟庵鄙涞淖饔茫珿RC材料會(huì)產(chǎn)生濕脹干縮、熱脹冷縮，缺乏抗疲勞能力的普通GRC內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生破壞。還有許多情況必須考慮：表面粗糙與光滑；淺色與深色對(duì)陽光產(chǎn)生的熱能吸收，等等。因此，應(yīng)視具體情況，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)GRC材料的功能與性能指標(biāo)體系。

5. GRC產(chǎn)品設(shè)計(jì)

建筑美學(xué)設(shè)計(jì)：造型、質(zhì)感。

建筑師與GRC工程師的深入溝通是十分必要的。

產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：鋼骨架、增強(qiáng)肋、收邊......

6. 構(gòu)造節(jié)點(diǎn)與固定系統(tǒng)的基本準(zhǔn)則

面板構(gòu)造設(shè)計(jì)

邊緣與洞口

尺度協(xié)調(diào)

構(gòu)造節(jié)點(diǎn)型式

通風(fēng)雨幕

連接件

接縫處理與密封

與相鄰材料銜接

7. 生產(chǎn)工藝方案與配合比設(shè)計(jì)

在綜合考慮使用環(huán)境條件后，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)GRC材料的功能與性能指標(biāo)體系。根據(jù)這些數(shù)據(jù)制定生產(chǎn)工藝方案與配合比設(shè)計(jì)。在滿足使用條件的情況下，預(yù)留足夠的安全系數(shù)，合理運(yùn)用各種技術(shù)工藝程序，設(shè)計(jì)一個(gè)完整的技術(shù)經(jīng)濟(jì)方案。其中，首先選擇合適的工藝路線，然后選擇與之匹配的原材料，之后進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，試配驗(yàn)證，組織實(shí)施。

8. 性價(jià)比與成本控制

用最合理的技術(shù)工藝與最經(jīng)濟(jì)的方式完成設(shè)計(jì)與交付。

性價(jià)比分析，價(jià)值工程（Value Engineering);

成本規(guī)劃；

過程控制，價(jià)值分析（Value Analysis)。

GRC安裝

《GRC預(yù)制裝配系統(tǒng)安裝指南》

Fixing Guide for Prefabricated Glassfibre Reinforced Concrete Systems

由FRONTIER福瑞泰編制

1. 前言

2. 連接件的作用

3. 安裝的設(shè)計(jì)原則