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聚丙烯纤维掺入混凝土制备会有什么样的效果

[来源:www.kjxcl.com] [2021-11-26] [收藏本页] [打印本页] [关闭窗口]

聚丙烯纤维掺入混凝土要注意:聚丙烯纤维以外的材料要预先混合均匀,在拌合过程中加入纤维;混合搅拌0.5min 混合搅拌2min;(砂十水泥)→+(石子+纤维)→+(水+外加剂)→搅拌→排料。钢纤维混凝土的搅拌时间应通过试验确定,应较普通混凝土规定的搅拌时间延长1~2min。采用先干拌后加水的搅拌方法,干拌时间不宜少于1.5min。


聚丙烯纤维掺入混凝土制备会有什么样的效果

1、增强混凝土的抗裂性

混凝土在实际施工中,由于多余水分的存在,在拌料过程中有大量水化热产生,在浇捣成型过程中易产生塑性收缩裂缝,在失水干燥时产生干裂,以及在硬化阶段因温度变化出现温度收缩裂缝等。此类裂缝的产生,对混凝土的力学性能、抗渗性、耐久性等造成了极大影响。而在混凝土中添加少量聚丙烯纤维(一般为混凝土体积的0.05%~1.0%),就可以明显提高或改善混凝土的抗裂性。由于聚丙烯纤维是一种较低弹性模量纤维,纤维自身柔韧性很好,且掺入到混凝土中能很好地分布在混凝土中形成一种三维乱向支撑网,能很好地阻止在混凝土浇捣成型过程中裂缝的产生,同时由于纤维与混凝土具一定的粘结力,纤维承受了混凝土塑性变形所产生的拉应力,从而阻止了早期裂缝的生长及发展,明显改善或提高了抗裂性能。

2、提升混凝土的抗渗性

混凝土为非均相复合材料,骨料间存在较多的微孔隙,具大量毛细效应,以及混凝土在干燥、硬化时产生的裂缝,降低了混凝土的抗渗性。在混凝土中加入少量的聚丙烯纤维,其能很好地均匀分布且与混凝土的粘合性很好,减少或阻止了混凝土中裂缝的形成、生长及发展,尤其是大大降低了连通裂缝的产生,减少了渗水通道。同时,在混凝土的成型过程中因为纤维的掺入增加了其内部的束缚力,从而使混凝土构件成型后更加紧密,有效地减少了微渗水的产生。所以,聚丙烯纤维掺入到混凝土中对其抗渗性有很大的提高。

3、提高混凝土抗冲击性能

抗冲击性是指物体受到冲击时,抵抗冲击对其造成的破坏的能力。聚丙烯纤维掺入混凝土后,混凝土的抗压强度和抗折强度有不同程度的提高,从而使混凝土抗瞬间的最大冲击力提高。另外,由于纤维掺入混凝土后,混凝土韧性增加,能更好地积蓄受冲击带来的能量,使能量缓慢释放,避免了因能量释放过快而造成的破坏。另外在受外力冲击时,混凝土中的纤维具备一定的载荷转移效应。故纤维混凝土较素混凝土具更强的抗外力冲击性。

4、对混凝土抗冻融性和抗化学侵蚀的影响

在冻融条件下,由于温度改变,在混凝土内部产生较大的温度应力,使混凝土开裂,以及使原有裂缝得到生长及扩展。在混凝土中掺入少量的聚丙烯纤维,虽然掺入量较小,由于纤维条干较细,且能很好地在混凝土中均匀分布,单位面积的纤维数量较多,这样纤维能起到一个很好的约束作用,抵抗冻融和化学侵蚀时的膨胀压力,而当初始裂纹发生后,可阻止裂纹的进一步发展。同时,纤维的掺入大大提高了混凝土的抗渗性,这样便阻碍了化学物质的渗入,大大提高了混凝土的抗化学侵蚀性能。

5、对混凝土韧性的改善

混凝土是一种脆性材料,其受力达到一定程度时,就会突然开裂。掺入聚丙烯纤维后,由于聚丙烯纤维良好的延伸性,在混凝土中成三维网状分布,与混凝土基体的粘结强度较高,当受外力作用时,混凝土将部分应力传递给纤维,使纤维产生应变,减弱了应力对混凝土的破坏。当外力增大到一定程度时,混凝土开始开裂,此时纤维跨接在裂缝的表面,通过产生进一步的应变及形变来消耗外力,阻止裂缝的发展,直至外力足够大,大于纤维抗拉强度时,纤维被拔出或断裂。


从近年来的研究情况可知,聚丙烯纤维增强混凝土是目前研究最多应用最广泛的纤维增强混凝土材料。国内外的研究集中在对纤维混凝土物理、力学性能的研究,涉及抗压、抗弯、韧性、抗渗性,热稳定性及收缩性和施工性能等。有研究表明,当掺量小于1% (体积分数)时,能大幅度提高其抗弯性能及抗拉性;当掺量较高时,不仅能减小混凝土的脆性,而且能增强水泥基体的极限强度。

能有效提高混凝土的抗裂性能,当体积率在0.7%~0.9%之间而其他条件基本相同时,聚丙烯纤维混凝土配筋梁的断裂抗拉性、初裂荷载、裂缝平均间距分别是基准混凝土配筋梁的18~24倍、改性聚丙烯纤维与水泥基体之间粘结力较强,纤维加入增加了材料的耐磨性。

在美国、英国、日本和西欧等地,纤维混凝土的应用规模逐渐扩大,聚丙烯纤维混凝土最初是于20世纪末80年代初期用于美国的军事工程中,而后很快发展到民用工程。从国外研究近况来看,对聚丙烯纤维混凝土的研究在基本性能研究的基础上,已有一定延伸。

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