近日，江南大學紡織科學與工程學院/針織技術教育部工程研究中心蔣高明教授研究團隊將針織三維成形與加筋技術相結合，成功制備了一種能夠澆水速硬的柔性加筋型經編間隔結構增強混凝土復合材料（水泥毯）并進行了關鍵技術研究，真正實現了水泥毯柔曲靈活與高強承載、輕便施工的有機統一。相關成果以“Mechanical performance of concrete canvas reinforced with insert-bar structures under quasi-static and impact loading”為論文標題在線發表在土木工程領域頂級期刊《Construction and Building Materials》。江南大學針織中心2023級博士研究生馬曉濤為論文第一作者；江南大學針織中心馬丕波教授為論文通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金（52373058, 11972172）、中央高校基本科研業務費（JUSRP62005）、江蘇省高等學校重點學科建設項目（PAP）資助。
論文全文鏈接為：https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.133915。
文章概述
水泥毯（CC）是采用干態水泥基膠凝粉料填充技術制成的經編間隔結構增強混凝土柔性復合材料，在澆水前可以像常規柔性織物一樣任意變形、裁剪，施工時只需向織物表面灑水即可快速硬化一體成型（厚3-30mm），無需攪拌和模具使用。相較于傳統混凝土材料及漿體攪拌型水泥基復合材料，CC具有節能環保、施工高效靈活等特性，特別適用于人力、時間和設備受限場合使用。目前已在歐美國家成功應用于各類民用和軍用領域，如快速成型應急帳篷、道路修補、岸堤邊坡防護、隧道涵洞保護、水下管道保護、溝渠內襯、家具與藝術品等方面。然而，CC在戶外環境服役過程中易受到落石、冰雹撞擊、車船碰撞等沖撞行為，當作為薄壁材料使用時抗沖擊性能表現不佳，進而限制了其在軍事掩體防護、橋墩防撞、橋梁承重等特殊場合的使用。如何在不影響CC整體柔曲輕薄特征并保證高施工效率的同時提高CC的承載能力，仍然是一個巨大的挑戰。
本項工作中，研究人員提出了以聚合物熔紡大直徑單絲作為加強筋定型穿入織物間隔層的新策略，基于不同加筋關鍵參數進行了準靜態頂破試驗和低速沖擊試驗，分析評價了柔性加強筋的破壞形貌和增強效果，并闡明了相應增強機制。研究拓展了增強混凝土用經編間隔織物的結構設計思路，為進一步擴大針織三維結構材料在軍民兩用領域的應用奠定了理論基礎。
圖文導讀
圖1 柔性加筋型針織間隔織物結構設計示意圖
圖2 新型柔性加筋型經編間隔結構增強混凝土復合材料澆水前彎曲示意圖
圖3 不同加載速度下抗沖擊性能對比結果