聚丙烯纤维混凝土综述2001资料
聚丙烯纤维在混凝土中的应用探讨

聚丙烯纤维在混凝土中的应用探讨一、前言混凝土是目前建筑工程中最常用的建筑材料之一,其性能对于建筑物的安全性和耐久性有着至关重要的影响。
而聚丙烯纤维作为一种具有优异性能的增强材料,其在混凝土中的应用越来越受到人们的关注。
本文将对聚丙烯纤维在混凝土中的应用进行探讨,从理论分析到实际应用,从优点到缺点,全面阐述聚丙烯纤维在混凝土中的具体应用情况。
二、聚丙烯纤维的特性和应用价值1、聚丙烯纤维的特性聚丙烯纤维是一种由聚丙烯单体制成的合成纤维,具有轻质、高强度、耐腐蚀、耐磨损、防潮等特性。
其化学性质稳定,不易被化学物质侵蚀,热稳定性好,能够承受高温和低温环境的影响,不受紫外线的照射而变质,具有较好的抗老化性能。
此外,聚丙烯纤维具有优异的耐碱性和抗紫外线能力,不会被混凝土中的水泥水化物侵蚀,不会与水泥反应,不会影响混凝土的强度和持久性。
2、聚丙烯纤维的应用价值聚丙烯纤维在混凝土中的应用主要体现在以下几个方面:(1)增强混凝土的抗拉强度和韧性,有效减少混凝土的裂缝和开裂;(2)提高混凝土的抗冲击和抗拉伸能力,增加混凝土的抗震性能;(3)增强混凝土的耐久性和抗风化性能,延长混凝土的使用寿命;(4)减少混凝土的收缩和变形,提高混凝土的稳定性和形状保持性。
三、聚丙烯纤维在混凝土中的应用方式聚丙烯纤维在混凝土中的应用主要有以下两种方式:1、直接加入混凝土将聚丙烯纤维与混凝土直接混合,可以有效地增强混凝土的强度和韧性,减少混凝土的裂缝和开裂。
在混凝土施工过程中,可以将聚丙烯纤维添加到混凝土中,与水泥、砂、石料等混合均匀后浇筑。
聚丙烯纤维的加入量一般为0.1%~0.5%(体积比),具体加入量应根据混凝土的使用环境和要求而定。
需要注意的是,聚丙烯纤维的加入应在混凝土中加水之前进行,以确保聚丙烯纤维能够与混凝土充分混合。
2、喷涂混凝土表面将聚丙烯纤维加入到涂料或涂料底漆中,涂抹在混凝土表面,可以有效地增强混凝土的表面硬度和耐久性。
聚丙烯纤维网混凝土在公路工程中的应用

聚丙烯纤维网混凝土在公路工程中的应用摘要:聚丙烯纤维网混凝土在城市市政,道路工程中的应用。
本文主要在分析聚丙烯纤维网混凝土的特性的基础上,对于在公路工程中采用聚丙烯混凝土的施工工艺的相关问题进行分析,浅谈在道路的应用。
关键词:聚丙烯纤维网混凝土道路工程1、引言普通混凝土在浇筑初期,会产生塑性收缩,使混凝土产生龟裂,影响其整体性。
在温度应力及其它外力作用下,很容易发展成为裂缝或碎裂,从而影响到混凝土的耐久性,抗磨性能降低,钢筋容易锈蚀。
为解决这一问题,过去常在混凝土中掺加钢纤维、玻璃纤维,或在混凝土表层铺钢丝网等方法予以解决。
纤维网作为一种次要的混凝土加强系统(即不代替受力钢筋),比较成功地解决了普通混凝土的上述缺点。
因对比其它次要加固措施,比较经济和容易施工,因此在公路及桥梁路面、机场跑道、工业与民用建筑、港口码头、隧洞喷锚加固、水工建筑物等混凝土建筑工程中,迅速得到推广使用。
聚丙烯纤维是一种以聚丙烯为首要质料,以一同生产工艺制造而成的高强度束状纤维。
聚丙烯是一种结晶型聚合物,其耐热性出色,它不溶于水,与大多数化学品(如酸、碱和有机溶剂)接触不发生作用;聚丙烯的物理机械功用出色,其抗拉强度约33.0~41.4MPa。
掺人混凝土中运用的聚丙烯纤维可所以单丝纤维也可所以网状纤维。
2、聚丙烯纤维混凝土的特性及功用通过混凝土的搅拌聚丙烯纤维在混凝土中分布均匀,并使得纤维出现两端有些弯曲。
一方面分布在混凝土中的纤维起到类似筛网的作用,一同带钩的纤维能承受了混凝土变形发生的拉应力,可以阻碍裂缝的进一步展开。
许多彼此联接的纤维对骨料发生承托作用,克制了混凝土表面的析水和骨料下沉,能有用减少混凝土的塑性裂缝的发生。
因此,聚丙烯纤维混凝土具有出色的抗裂功用,同时还有出色的抗冲击功用和抗疲乏功用。
而使用纤维网抑制了混凝土的塑性收缩龟裂。
增强了混凝土的抗冲击性和柔韧性。
减少了混凝土的渗透性。
增加了混凝土的耐磨损性能。
聚丙烯纤维混凝土

聚丙烯纤维混凝土聚丙烯纤维混凝土是一种新型的建筑材料,在国内外得到了广泛的应用和推广。
它以聚丙烯纤维增强混凝土的性能,具备了优异的综合力学性能和耐久性能。
本文将从聚丙烯纤维混凝土的定义、性能特点、应用范围及前景等方面对其进行详细介绍。
聚丙烯纤维混凝土是将聚丙烯纤维与混凝土充分混合后制成的一种新型复合材料。
聚丙烯纤维是一种具有优异性能的增强纤维,其拉伸强度高、耐腐蚀性好、抗裂抗冲击性能优异,可以有效地增强混凝土的抗拉强度和抗裂性能。
聚丙烯纤维混凝土不仅具备了混凝土的优点,如耐火性、耐久性和抗冻融性等,还具备了聚丙烯纤维的优点,如高强度、轻量化和耐腐蚀等,因此在工程中具有广泛的应用前景。
聚丙烯纤维混凝土的主要性能特点有以下几个方面。
首先,聚丙烯纤维的加入可以大大提高混凝土的抗裂性能,有效地防止混凝土的裂缝发生和扩展。
其次,聚丙烯纤维的拉伸强度高,可以有效地增加混凝土的抗拉强度,增强混凝土的整体力学性能。
第三,聚丙烯纤维具有较好的耐久性能,能够有效地抵抗酸碱腐蚀和氯盐腐蚀,延长混凝土的使用寿命。
第四,聚丙烯纤维具有较好的抗冲击性能,可以有效地减少外力对混凝土的影响,提高混凝土的抗震能力。
聚丙烯纤维混凝土在各个领域具有广泛的应用。
在建筑工程中,聚丙烯纤维混凝土可以用于制作墙体、地板、梁柱等结构,增强整体的抗震性能和承载能力。
在交通工程中,聚丙烯纤维混凝土可以用于制作路面、桥梁、隧道等,提高道路的耐久性和承载能力。
在水利工程中,聚丙烯纤维混凝土可以用于制作水坝、渠道、堤坝等,提高水利工程的安全性和耐久性。
在环境工程中,聚丙烯纤维混凝土可以用于制作污水处理池、垃圾填埋场等,提高环境工程的稳定性和耐久性。
聚丙烯纤维混凝土的应用前景非常广阔。
随着人们对建筑安全性和耐久性要求的提高,聚丙烯纤维混凝土作为一种新型的建筑材料将会得到更加广泛的应用。
它具备了传统混凝土的优点,又具备了聚丙烯纤维的优点,可以在提高建筑物的抗震能力、抗裂性能、耐久性和稳定性等方面发挥重要作用。
聚丙烯纤维混凝土在水利工程中的应用

聚丙烯纤维混凝土在水利工程中的应用水利工程中常用的普通砼在早期硬化阶段,常会因泌水和水分蒸发而产生塑性收缩,砼表面形成龟裂状细微裂缝,影响结构的整体外观。
在砼硬化后期,还会形成干缩裂缝,影响结构的整体性。
在温度与外力作用下,裂缝将进一步发展,从而影响砼的耐久性与抗磨性,并使钢筋锈蚀,影响结构安全。
1工程特性聚丙烯纤维砼是把一定量的聚丙烯纤维加入到普通砼的原材料中,在搅拌机的拌和下,使纤维受到水泥和骨料的冲击混和,然后均匀、随机的分布在砼中,使砼的性能得到较大改善,使其在实际工程中应用时具有如下性能。
1.1整体性和耐久性聚丙烯材料的特点是强度高,比重低,加入砼后,对控制砼的龟裂效果比普通砼高出90%-100%。
这是由于纤维的存在,降低了水分在砼中的迁移性,减少了泌水和体积变化,减少了砼的塑性收缩,从而减少或消除裂缝的产生。
聚丙烯纤维不吸水,与酸碱不起作用,加入砼后,不会使原砼的水灰比及砼本身的性能发生变化,保证原砼的稳定性。
聚丙烯纤维砼能较大地增强砼的柔韧性和抗冲击性,从而增加砼的抗破碎性。
试验表明,聚丙烯纤维砼比普通砼的抗冲击能力提高l倍;柔韧性提高40%;抗疲劳性能增强3倍。
聚丙烯纤维砼在一定程度上能提高砼的抗弯强度。
纤维含量在l%-2%的聚丙烯纤维砼抗弯强度是普通砼的1.8-2.3倍。
1.2抗渗性能加入聚丙烯纤维的砼抗渗性能大为加强,一般渗透性可降低33%-45%。
纤维含量0.8kg/m3的砼抗渗标号可从素砼的S10提高到S14,抗渗压力可提高到25%。
聚丙烯纤维砼良好的抗渗性能对延缓渗水、防止潮湿和有害介质对砼和钢筋的侵蚀起到良好作用,从而延长结构物的寿命。
1.3耐磨性聚丙烯纤维的抗拉强度为200-300MPa,加入聚丙烯纤维的砼抗磨能力得到很大提高。
经测试,聚丙烯纤维网砼的抗磨能力提高105%,寿命延长l倍。
1.4经济性聚丙烯纤维的价格为148元/kg,按每m3加入0.9kg计,每m3纤维砼增加的费用为133.20元。
聚丙烯纤维网纤维喷射混凝土

聚丙烯纤维网纤维喷射混凝土1. 引言聚丙烯合成纤维网纤维作为商品混凝土微加强筋系统适用于任何商品混凝土工程。
本文将简单介绍纤维网喷射商品混凝土的特点、使用说明及施工方法。
2. 纤维网及其用于喷射商品混凝土的优点2-1 纤维网的化学和物理特性聚丙烯纤维网的纤维的主要化学物理性能如下:*吸水性无*比重0.91*纤维网长度12-51mm*熔点160-170℃*燃点590℃*热传导性能低*酸碱阻抗高*张力强度560-770MPa*杨氏弹性系数350MPa2-2 纤维网纤维用于喷射商品混凝土的优点自80年代以来,聚丙烯纤维网纤维喷射商品混凝土之所以能在世界各国很快推广,主要是因为采用纤维网能够大提高工程质量和降低总成本。
据统计,各国乐于采用这项技术,主要是基于以下理由:(1)能形成更厚的喷射商品混凝土层;(2)具有更高的粘稠性,能大幅度降低商品混凝土回弹,降低成本;(3)能阻止收缩龟裂;(4)增大抗冲击能力;(5)明显提高弯曲强度;(6)疲劳强度能提高3倍;(7)该喷射商品混凝土的射流初速度仅为使用其他材料时70%-80%,减小了对已喷商品混凝土的冲击,利于提高商品混凝土的强度;(8)泵送容易,不会损伤机械设备;(9)纤维能抗酸碱腐蚀,没有锈蚀、老化问题;(10)能改善商品混凝土的水密性,故能对主筋结构形成最佳保护,对处长商品混凝土的寿命有重要意义;(11)不需改变原来的商品混凝土配合比;(12)同金属丝网相比,纤维网纤维更易于储存、运输和使用;(13)纤维网以三维方式均匀自动地分布在商品混凝土中。
3 纤维网纤维喷射商品混凝土的施工3-1 纤维网的使用说明(1)长度选择推荐在商品混凝土中所使用纤维的长度为19mm。
(2)混合顺序纤维网纤维加入混合器,可以在其他混合料加入之前加入,也可以在其他混合料加入之后加入,也可同时加入,加入量为0.9kg/m3,加入进按配比整包投入(无需拆包)即可。
(3)搅拌时间搅拌4-5min即可,但延长搅拌时间不会影响纤维的分布和强度。
聚丙烯纤维混凝土是复合材料吗

聚丙烯纤维混凝土是复合材料吗
聚丙烯纤维混凝土是一种新型混凝土材料,由水泥、骨料、聚丙烯纤维和掺合料等组成,具有优异的抗裂性能和耐久性,被广泛应用于现代建筑工程中。
那么,聚丙烯纤维混凝土到底是不是一种复合材料呢?
首先,我们来看一下复合材料的定义。
复合材料是指由两种或两种以上的材料组成的材料,通过物理或化学方式结合在一起,具有优异的综合性能。
聚丙烯纤维混凝土正是由水泥和聚丙烯纤维这两种不同类型的材料组合而成,因此符合复合材料的定义。
其次,聚丙烯纤维混凝土的制作过程中,聚丙烯纤维在混凝土中的作用也是不可或缺的。
聚丙烯纤维作为一种增强材料,可以有效地抵抗混凝土的开裂和抗拉强度的提高,从而提高混凝土的整体性能。
这种材料间的协同作用和相互补充,使得聚丙烯纤维混凝土具有更加优异的性能表现,这也符合复合材料的特点。
最后,从应用的角度来看,聚丙烯纤维混凝土在工程中被广泛应用于桥梁、隧道、地铁等项目中,其抗裂性能和耐久性能被认可。
这种应用实践也证明了聚丙烯纤维混凝土作为一种复合材料的优越性能和可行性。
综上所述,聚丙烯纤维混凝土作为一种由水泥和聚丙烯纤维组成的材料,在结构上符合复合材料的定义,制作过程中具有材料间的协同作用,同时在实际工程应用中表现出良好的综合性能,因此可以被归类为一种复合材料。
聚丙烯纤维混凝土

聚丙烯纤维混凝土聚丙烯纤维混凝土(Polypropylene Fiber Reinforced Concrete,PFRC)是一种采用聚丙烯纤维增强的混凝土材料,其能够提供增加材料的抗裂能力、强度和耐久性。
本文将从PFRC的定义、性能、制备方法、应用范围等多个方面对其进行详细介绍。
1. PFRC的定义及特点PFRC是一种将聚丙烯纤维掺入混凝土中以增强其性能的复合材料。
聚丙烯纤维是一种高强度、高模量和低密度的材料,具有较高的耐久性。
PFRC具有以下几个主要特点:1) 抗裂性能:聚丙烯纤维的添加可以有效地抑制混凝土的裂缝扩展,提高混凝土的抗裂能力。
2) 强度增强:聚丙烯纤维的引入可以提高混凝土的抗弯、抗压和抗拉强度。
3) 耐久性:聚丙烯纤维可以提高混凝土的抗冻融性能、耐久性和抗化学侵蚀性。
2. PFRC的性能PFRC在力学性能、物理性能和耐久性能方面表现出良好的性能:1) 力学性能:PFRC在抗裂能力、抗压强度、抗拉强度和抗冻融性能上都具有优越的表现。
2) 物理性能:PFRC具有较好的耐久性、韧性和耐磨损性。
3) 耐久性能:PFRC能够在恶劣的环境条件下保持较好的物理和力学性能。
3. PFRC的制备方法PFRC的制备方法通常包括以下几个步骤:1) 材料准备:准备好适量的水泥、砂、石子和聚丙烯纤维。
2) 混合:将水泥、砂、石子和聚丙烯纤维按照一定比例加入混凝土搅拌机中进行充分混合。
3) 浇筑:将混凝土倒入预先准备好的模具中,保证密实程度。
4) 养护:将浇筑好的PFRC进行适当的养护,以确保其良好的硬化。
4. PFRC的应用范围PFRC由于其良好的性能在建筑和工程领域得到广泛应用:1) 道路和桥梁:PFRC用于路面、桥梁等结构,能够提高其抗裂能力和耐久性。
2) 楼房和住宅:PFRC用于楼房和住宅的结构加固以增强其抗震和抗裂性能。
3) 水利工程:PFRC用于水坝、水管等水利工程,能够提高其抗渗透性和耐久性。
聚丙烯纤维混凝土的特性评价及其在桥面铺装中的应用

聚丙烯纤维混凝土的特性评价及其在桥面铺装中的应用论文导读:用聚丙烯纤维混凝土修筑路面。
抗磨性能降低。
聚丙烯纤维混凝土在桥面铺装中的施工工艺及质量控制。
施工质量控制。
性能,聚丙烯纤维混凝土的特性评价及其在桥面铺装中的应用。
关键词:聚丙烯纤维混凝土,性能,施工工艺,质量控制聚丙烯纤维混凝土(PPC)就是在普通混凝土中掺入适量聚丙烯纤维(Polypropylene)而成的一种新型复合材料,近几年来在国内得到迅速发展。
用聚丙烯纤维混凝土修筑路面,可显著提高混凝土的抗拉、阻裂、抗渗、抗冻、耐疲劳、高韧性等性能。
普通混凝土在浇筑初期,会产生塑性收缩,使混凝土产生龟裂,影响其整体性。
在温度应力及其他外力作用下,很容易发展成为裂缝或碎裂,从而影响到混凝土的耐久性,抗磨性能降低,钢筋容易锈蚀。
下面结合桥面维修工程实际对聚丙烯纤维混凝土的特点、施工及质量控制分述如下。
1 聚丙烯纤维材料的物理性能聚丙烯纤维混凝土中掺加的聚丙烯纤维因其不同的加工生产方法而区分为单丝、网状、粉状等。
按其长度又可分为各种不同规格,最佳长度为5~19mm,向量直径为0.02~0.048mm,抗拉强度不低于350MPa,聚丙烯纤维的主要性能指标见表1。
表1 聚丙烯纤维的主要性能指标密度(g/cm3) 0.91产品形状束状网吸水性不吸水当量直径(μm) <100 弹性模量(MPa) >3500 长度(mm) <20 耐酸碱性强熔点(℃) 160~180 断裂延伸率(%) 10 抗拉强度(MPa) ≥560 2 聚丙烯纤维混凝土的特点聚丙烯纤维是一种耐酸碱性好,化学稳定性强的高分子材料,具有抗老化不变质特点,加入混凝土基料中,在搅拌机的搅拌下,受到水泥、砂石料的冲击混合作用,成束的纤维会被撕裂成大量的单独的纤维(不会纠缠成团),以三维的方式均匀分布在混凝土中,能迅速地与混凝土材料均匀混合。
由于纤维微细,比表面积大,每1cm3混凝土中有近二十条纤维,故能在混凝土内部形成一种乱向支撑体系,能有效控制混凝土早期的塑性收缩、干缩等非结构性裂缝的产生和发展;有效阻碍骨料的离析,阻碍沉降裂缝的形成;大大提高混凝土的阻裂、抗渗、抗冲击性能,增加混凝土的韧性和耐磨性,从而使混凝土结构物的寿命大大延长。
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聚丙烯纤维混凝土技术调研报告聚丙烯纤维混凝土在水利工程上应用研究课题组2000年12月普通混凝土在浇筑后早期硬化阶段,会因泌水和水分散失而产生塑性收缩,使混凝土产生细微龟裂;在硬化后期还会产生干缩裂缝,削弱其整体性。
在温度应力及其它外力作用下,裂缝将进一步发展甚至碎裂,从而影响到混凝土的耐久性和抗磨性能;而且因裂缝渗水,钢筋容易锈蚀。
这一问题在薄板型结构和需要快速硬化的情况下,尤其突出。
1963年,Goldfein在给美国陆军工程师兵团的报告中提出多种纤维产品可以改善混凝土的抗冲击、破碎性能(29),其中特别推荐了聚丙烯纤维。
80年代中期,美国陆军工程师团的罗博特协会,为解决军用工事的混凝土结构在炮弹、炸弹的轰击下碎裂的问题,研究和开发了聚丙烯纤维网,并申请了专利,由美国纤维网公司投入生产,商标名称为Fibermesh(1,4)。
聚丙烯纤维作为一种次要的混凝土加强系统(即不代替受力钢筋),成功地解决了普通混凝土的上述缺点,而且较为经济和容易施工。
因此在公路及桥梁路面、机场跑道、停机坪、停车场、工业与民用建筑、水泥和混凝土制品、水池、化污池、港口码头、隧洞喷锚加固、基坑支护、水渠、水工建筑物抗渗和抗冲刷等混凝土建筑工程中,迅速得到推广使用,目前已在全球60多个国家和地区应用,效益显著(1,4)。
除上述Fibermesh 外,美国还有Amerisack、Bonifiber、Durafiber(8)和欧共体的Eurofiber等产品,其中Bonifiber为聚酯纤维。
一、聚丙烯纤维的性能聚丙烯纤维是由丙烯聚合物或共聚物制成的烯烃类纤维。
根据其生产过程可以分为两种。
聚丙烯在熔融状态下挤压成薄片(flat sheet)或进行抽取为长丝(filament),再经过牵伸使纤维分子定向。
前者经过破碎、切断成为原纤化纤维(fibrillated fiber),其断面一般为不规则、近似矩形,纤维之间互相关联或成束状;后者则切断后成为圆形断面的复丝或单丝纤维(22,,27,29)。
聚丙烯材料的优点是强度较高,比重比一般聚合物低,完全不吸水,为中性材料,与酸碱不起作用,而且经济性好,这些特点使它特别适用于掺加在混凝土中。
其中使用较普遍的纤维性质如下(8,11):纤维长度5~51 mm(可根据用户需要定)比重0.91燃点590℃熔点160~170 ℃抗拉强度200-300MPa极限拉伸15%吸水性无抗酸、抗碱能力不受酸碱侵蚀导电性低导热性低杨氏弹性模量3400-3500 Mpa中国国家建材局苏州混凝土水泥制品研究院和国内其它一些测试单位对上述技术指标进行了测试,结果良好。
广州、上海建委已分别颁发了推广许可证。
二、聚丙烯纤维混凝土的特性聚丙烯纤维混凝土是把一定量的聚丙烯纤维加入到普通混凝土的原材料中,在搅拌机的搅拌下,纤维受到水泥、砂石的冲击混和,均匀分布在混凝土中。
如果是用成束的纤维网也会被撕裂成大量单独的纤维(不会纠缠成团),均匀分布在混凝土中。
作为次要的增强材料,掺入量一般为混凝土体积的0.05-0.1%。
若以0.1%加入,则每立方混凝土中0.9 kg,如果采用19 mm长的纤维,则每立方米混凝土中约有700~2000万根独立纤维,即平均每cm3有7~20根左右。
这些方向随机分布的纤维使混凝土的性能有较大的改善,主要表现在:1.纤维抑制了混凝土的塑性收缩龟裂,提高了建筑物的整体性、耐久性和使用寿命,美国许多研究部门对此作了试验研究。
美国加州圣荷西大学试验结果表明,纤维对混凝土龟裂程度的控制效果,比普通混凝土高出90~100 %(9)。
美国Pardon与Zollo 等人分析了混凝土塑性收缩的性质,用模拟体积变化的平面试样代替ASTM沿用的只能反映线收缩的试样来做试验,结果证明,加入体积含量0.1%聚丙烯纤维的砂浆和混凝土,裂缝面积比对照试样分别减少87%和82%,砂浆收缩量比对照减少32%-40%,混凝土试样收缩量有一组比对照减少48%,另一种则与对照相同(26)。
同济大学混凝土材料研究国家重点试验室的测试表明,聚丙烯纤维含量为0.05%和0.15%的砂浆干缩裂缝加权宽度分别为对照试样的63.5%和37.3%(2)。
从一些资料看,试验方法对结论有较大影响。
如美国伊文斯敦西北大学的Grybowsky等人采用环型试样进行的试验得出了掺量0.1%的聚丙烯纤维对减少混凝土塑性收缩量及开裂宽度效果不显著的结论(17)。
Hannant的试验也有类似结论(18)。
但绝大多数学者看法和大量的工程实践都证明,聚丙烯纤维的使用对减少混凝土塑性收缩和开裂作用十分明显(1,5,6,8,19,20,21,22,29,30)。
McWhannell等人认为,聚丙烯纤维主要用于地面支承平板中混凝土的非结构性增强(Non-structuralreinforcement),其作用是减少塑性收缩和混凝土早期硬化中的泌水从而减少或消除裂缝产生(23)。
特别是随着混凝土施工技术的发展,出现了用激光照准的混凝土平面浇筑机,每小时浇注量可达70m3,一日可铺设2000m2地面(18,30),采用纤维混凝土能成功地解决在这样的施工强度下,控制收缩裂缝的问题。
对纤维减少收缩裂缝的机理初步认为,一是由于纤维的存在,降低了水分在混凝土中的迁移性,减少了泌水现象,因而减少了体积变化。
英国认证委员会(BBA)的试验证明,纤维混凝土泌水可减少35-55%(23,29);另一种认识是纤维的变形模量虽然较低,但却与混凝土在早期硬化阶段(24小时内)时的变形模量相当,因而可以有效地抑制变形。
对板式结构防止裂缝过去一般是采用钢筋网。
纤维网的广泛应用已在一定程度上替代了这种传统作法。
圣荷西大学的一项对比试验表明,采用聚丙烯纤维网含量为0.68kg/m3的混凝土比素混凝土减少裂缝71.5%,而设置钢筋网的混凝土仅减少6.5%(22)。
多数人认为钢筋网与纤维混凝土都有一定的抑制裂缝产生的作用,都属于次要增强。
但前者由于分布很稀,实际上这种作用较弱,而主要是在裂缝发生后限制裂缝宽度(23,28)。
因此不少人主张在地面支承板结构中,可以用纤维网混凝土取代钢筋网,但同时也指出两者结合使用效果更好(21,23,29,30)。
至于用纤维混凝土代替钢筋网混凝土能方便地、并大大加快施工进度,以及由此而带来的效益,则是不言而喻的。
2.强度和韧性是混凝土的两大主要性能。
试验表明,虽然不同的试验方法得出的纤维混凝土改善韧性的程度有所差异,但总的结论都是能较大地增强混凝土的抗冲击性和柔韧性。
圣荷西大学的试验表明,纤维混凝土抗冲击能力可提高一倍,柔韧性比普通混凝土大约提高40%。
抗疲劳性能增加三倍(1)。
Lanning介绍,根据已进行的许多试验综合得出结果:纤维混凝土按开裂后整体性衡量的韧性指标(ASTM方法)可提高15%,抗冲击力增加10-50%(22)。
文献2报道的试验结果表明,按ASTM韧性指标中I100可提高70%,其他指标则与素混凝土相当,表明纤维对维持开裂后混凝土结构整体性的后效应。
Soroushian等人用破坏圆柱试样的落锤次数表示抗冲击性,含量0.1%的聚丙烯纤维混凝土是对照素混凝土的约2.9倍,与含量0.05%的高模量聚乙烯纤维混凝土相当(27)。
文献30指出,为提高混凝土韧性,以及用于预制、喷射混凝土时,需要较大的纤维含量。
一项按照ASTM C1018进行的试验表明,纤维达0.5%体积含量时,残余强度系数可达到与钢纤维含量为20kg/m3的水平相当。
但Gopalaratnam 等人按ASTM准则作的试验并未发现不同纤维含量对试样韧性有明显影响,不过按日本JCI能量指标进行评价,则较大纤维含量的混凝土韧性有一定增加(15)。
表征韧性的另一个性能是抗破碎性。
据文献10介绍,有试验表明,素混凝土压裂后马上完全破碎,而纤维网混凝土在承受超出10%的压力后仍不碎裂,这对受地震破坏的建筑结构中人员和财产安全有很大意义。
3.提高了混凝土的抗渗性。
据文献11,圣荷西大学的试验表明含量0.5kg/m3的纤维网混凝土渗水性减少33-44%,而含量1kg/m3的纤维网混凝土则可减少79%。
文献22综合了已有的资料,得出纤维混凝土可减少渗透性33-45%的结论。
同济大学混凝土材料研究国家重点试验室的试验得出,纤维含量0.8kg/m3的混凝土抗渗标号从素混凝土的S10提高到S14。
体积含量0.05%的纤维砂浆,抗渗压力提高25%(2)。
纤维混凝土抗渗性好对防止和延缓渗水、潮湿气体和氯化物等有害介质对混凝土的侵蚀和对受力钢筋的防锈蚀起了良好作用,可延长建筑物的使用寿命。
4.提高了混凝土的耐磨损性能。
根据挪威政府公路试验室的模拟抗磨损试验,加入纤维的混凝土,抗磨损能力提高52%,并减少材料损耗34.4%。
美国陆军工程师团CRD-C52-54方法测试结果,纤维网混凝土提高抗磨力105%,相同条件下加入纤维网可延长混凝土寿命一倍(11)。
文献22介绍,纤维网混凝土提高耐磨损力20-52%。
5.提高海水环境下的耐腐蚀性。
混凝土浸没在海水中时,由于海水与水泥及骨料中某些离子的化学反应,表面将形成水镁石、文石(碳酸钙)等物质。
某些骨料中的部分离子溶于水中,使混凝土表面软化,降低混凝土抗渗性和抗电解性,加上长期的干湿循环,使混凝土丧失耐久性,导致混凝土的破坏。
Abdul-Hamid等人对现场条件的模拟试验表明(12),体积含量0.2%的聚丙烯纤维混凝土表面结垢时间比素混凝土延长1-10倍。
普通混凝土经海水浸泡的试样表面成片状,很容易剥落,而纤维混凝土表面则未呈分离状。
根据X光衍射试验,衡量混凝土腐蚀程度的石膏和文石物质生成数量,纤维混凝土仅为普通混凝土的38%和58%。
研究者认为掺加聚丙烯纤维是降低海水对混凝土腐蚀的有效措施。
文献8也介绍了大量国外研究机构的试验结论,聚丙烯纤维混凝土可经受85次海水干湿循环,而普通混凝土仅50次。
西班牙的一项研究表明纤维混凝土降低了内部气体循环,由此延缓了海水腐蚀。
6.纤维混凝土的压缩和弯曲强度根据文献报导,纤维混凝土的压缩强度与素混凝土相当,但能在一定程度上提高弯曲强度,提高的程度与掺量有关。
文献15报导了体积含量达到0.5-1%的聚丙烯纤维混凝土弯曲强度是素混凝土的1.6-1.9倍,而含量为1%和2%的高模量聚乙烯纤维混凝土抗弯强度则是素混凝土的1.8-2.3倍。
该文经过对比试验得出结论,可以用掺加纤维的措施减少传统方法设计的钢筋网数量。
据估算,费用可以节省41%。
文献27的试验得出,掺量为0.025-0.1%的高模量聚乙烯纤维混凝土,可提高弯曲强度13-22%,掺量0.1%的聚丙烯纤维对弯曲强度的提高仅为6%。
同济大学的试验结果,掺量0.8kg/m3的纤维网混凝土抗弯强度提高7.6%。