聚丙烯纤维增强混凝土
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聚丙烯纤维改善混凝土力学性能研究与应用进展王辉.陈武林(中南大学土木建筑学院,湖南长沙410075)强青要】本文综述了聚丙烯纤维对混凝土力学胜能的影响情况,得出聚丙烯纤维混凝土仍需深、研究的两个方面,然后对聚丙烯纤雏混凝土的应用情况出发,总结出其未采可推广应用的方向。
瞎冀惑翮混凝土;聚丙烯纤维;力学挂能混凝土是水泥最主要的应用形式,也是当代最重要的建筑材料之一。
水泥因原料来源广泛、工艺要求相对简单、在我国的工程材料工业中得到充分的发展,水泥产量也在不断提高。
水泥混凝土有适用范围广、价格便宜、易浇注成型等优点,然而其缺点也是显而易见的,虽然水泥混疑土有较高的抗压强度,但相对而言抗折则比较低,压折比较大,因此水泥混疑土路面有脆性大、弹性模量高、极限拉伸应变小、抗冲击能力弱等缺点。
为了克服混凝土抗拉强度低的缺点,近年来人们在水泥分散体中加入增强材料及其他材料,提高混凝土的抗拉强度及抗冻性、抗裂性等。
常见的纤维加强混凝土有钢纤维、聚丙烯纤维等。
本文就是根据聚丙烯纤维改性混凝土力学性能的研究和应用现状,总结出聚丙烯纤维仍需要研究的地方,与未来的应用进展。
1聚丙烯纤维混凝土改善力学性能研究情况1.1研究概况国外对聚丙烯纤维混凝土的研究,开始于20世纪60年代。
80年代以来,美国、欧洲、韩国以及台湾的一些企业,生产经过改性的聚丙烯纤维,在土木工程上得到了广泛的应用。
产品已打八我国大陆市场,在一些高速公路、民用建筑上应用较多。
我国于1992年开始,由原中国纺织大学(现东华大学)进行改性聚丙烯纤维的研制。
近rL年我国生产聚丙烯纤维的厂家逐年增多,聚丙烯纤维已隧来越多地在道路、建筑、水坝等工程建设中得到应用。
对聚丙雅私筐混凝土的研究也随着生产实践的进展在不断深入。
总的来说,聚丙烯纤维抑制了混凝土的塑性收缩微裂纹的产生,提高了混凝土的力学性能和使用寿命。
12聚丙烯纤维对混凝土力学性能的影响聚丙烯纤维被称为混凝土的“次要加强筋”,掺入纤维后对水泥混凝土力学性能的主要改善在于增强混凝土的韧性。
使用纤维增强材料提高混凝土抗裂性的方法一、引言混凝土是建筑工程中最常用的材料,但是它的抗裂性却相对较弱,对于长期受力的建筑结构来说,抗裂性的提高是非常重要的。
纤维增强材料是一种有效的方法,可以提高混凝土的抗裂性。
本文将探讨如何使用纤维增强材料来提高混凝土的抗裂性。
二、纤维增强材料的种类纤维增强材料主要分为以下几种:1.钢纤维:钢纤维是一种常用的纤维增强材料,它可以提高混凝土的抗拉强度和抗裂性。
2.聚丙烯纤维:聚丙烯纤维是一种常用的塑料纤维,它可以提高混凝土的耐久性和抗裂性。
3.玻璃纤维:玻璃纤维是一种常用的无机纤维,它可以提高混凝土的抗裂性和耐久性。
4.碳纤维:碳纤维是一种高强度的纤维增强材料,它可以提高混凝土的抗拉强度和抗裂性。
三、纤维增强材料的应用1.混凝土板的加固在混凝土板的表面铺设纤维增强材料,可以有效地提高混凝土板的抗裂性和承载能力。
可以选择钢纤维、聚丙烯纤维或玻璃纤维等纤维增强材料,根据混凝土的用途和具体情况进行选择。
2.混凝土墙体的加固在混凝土墙体的内部或外部加固,可以选择钢纤维或碳纤维等纤维增强材料。
在混凝土墙体的内部加固时,需要将纤维增强材料嵌入到混凝土中,形成一个整体。
在混凝土墙体的外部加固时,可以在墙体表面粘贴纤维增强材料,并覆盖一层保护层,以防止纤维增强材料受到损伤。
3.混凝土地面的加固在混凝土地面铺设纤维增强材料,可以有效地提高混凝土地面的抗裂性和承载能力。
可以选择聚丙烯纤维或钢纤维等纤维增强材料,根据混凝土的用途和具体情况进行选择。
四、纤维增强材料的添加方法1.手工搅拌法将纤维增强材料加入到混凝土中,然后使用手工搅拌的方法将其均匀分布。
2.机械搅拌法将纤维增强材料加入到混凝土中,然后使用机械搅拌的方法将其均匀分布。
机械搅拌可以选用混凝土搅拌机或混凝土泵等设备。
3.喷涂法将纤维增强材料加入到混凝土中,然后使用喷涂机将其喷涂到混凝土表面。
喷涂法可以快速、均匀地将纤维增强材料添加到混凝土中。
聚丙烯纤维混凝土研究进展摘要:混凝土中掺入聚丙烯纤维能够抑制基体的早期收缩,有效防止裂缝的产生,提高它的抗冲击性、弯曲疲劳性能、抗渗性、耐久性能等。
利用这些优点,聚丙烯纤维混凝土在隧道衬砌、大体积混凝土、受力复杂的结构、道路与桥梁路面等工程中得到了广泛的应用。
关键词:聚丙烯纤维混凝土阻裂聚丙烯纤维混凝土是一种以混凝土为基体,将适量聚丙烯纤维掺入混凝土中的新型复合材料。
与普通混凝土相比,由于基体中乱向分布的纤维能够有效抑制混凝土早期收缩、阻止裂缝的产生与发展,因此它的抗冲击性、弯曲疲劳性能、抗渗性,耐久性能等都有不同幅度的提高[1]。
由于诸多优点,聚丙烯纤维混凝土在隧道衬砌、大体积混凝土、受力复杂的结构、道路与桥梁路面等工程中得到了广泛的应用。
1 聚丙烯纤维混凝土增强机理随机分布在混凝土中的聚丙烯纤维,能有效减少混凝土早期收缩;并能够抑制混凝土水化过程中由于内外温差等原因引起的微裂缝的产生与发展,提高混凝土抗裂能力,避免或减少混凝土表面产生裂纹;聚丙烯纤维的阻裂作用,使得基体混凝土的抗拉强度、韧性、后期变形性能都有不同程度的改善[2~3];另外混凝土拌合物的泌水、离析等现象也会随着聚丙烯纤维的掺入得到改善,使混凝土内部孔隙更加细化,阻碍了环境中各种有害介质的入侵,从而提高它的抗渗性、抗冻性、抗碳化性等耐久性能。
聚丙烯纤维对基体混凝土的增强具体体现在以下几点。
(1)减少与抑制混凝土的早期塑性收缩。
混凝土在水化的过程中,内部水分会蒸发,当内部水分蒸发不—致时就造成不均匀的体积收缩。
在混凝土中掺入聚丙烯纤维,由于它的抗拉强度高,能够与基体共同抑制收缩,减少混凝土早期的塑性收缩。
(2)减少与阻止水化过程中混凝土微裂缝的产生与发展。
混凝土是一种脆性材料,它的开裂问题始终困扰着工程界。
水化过程中混凝土微裂缝产生的原因有很多,主要是由于早期收缩与内外温差引起的。
早期收缩与内外温差都会在混凝土内部产生拉应力,由于混凝土水化还未完成,基体水泥石尚未硬化,因此抗拉强度较低,当拉应力超过抗拉强度时就会引起混凝土开裂。
混凝土的纤维增强原理一、引言混凝土是一种常用的建筑材料,它具有优良的抗压强度和耐久性,但是其抗拉强度相对较弱。
因此,为了提高混凝土的抗拉强度和韧性,采用纤维增强技术已成为一种有效的方法。
本文将对混凝土的纤维增强原理进行详细的阐述。
二、纤维增强的基本概念纤维增强是指在混凝土中添加一定比例的纤维材料,以改善混凝土的抗拉强度和韧性的一种加固方式。
纤维的材料可以有很多种,如钢纤维、玻璃纤维、碳纤维、聚丙烯纤维等,其长度一般在10mm-50mm 之间,直径一般在0.1mm-1.0mm之间。
添加纤维的混凝土称为纤维混凝土。
三、纤维增强的作用机理1. 纤维的拉伸作用混凝土中添加纤维后,在混凝土受力时,纤维能够吸收一部分的拉伸应变。
随着纤维数量的增加,混凝土的抗拉强度也会相应提高,因此纤维增强的作用机理之一就是通过纤维的拉伸作用来增强混凝土的抗拉强度。
2. 纤维的桥接作用混凝土中的裂缝是不可避免的,当混凝土中出现裂缝时,纤维可以在裂缝中形成一个桥梁,从而将裂缝连接起来,防止裂缝的进一步扩展。
因此,纤维增强的另一个作用机理就是通过纤维的桥接作用来提高混凝土的韧性。
3. 纤维的摩擦作用纤维与混凝土之间的摩擦力也是纤维增强的重要作用机理之一。
当混凝土受力时,纤维与混凝土之间的摩擦力可以通过阻碍混凝土的移动来增强混凝土的抗拉强度。
四、纤维增强的分类根据不同的纤维类型和添加方式,纤维增强可以分为以下几种分类:1. 钢纤维增强钢纤维增强是指在混凝土中添加钢纤维,钢纤维的长度一般在25mm-50mm之间,直径一般在0.2mm-0.6mm之间。
钢纤维增强的作用机理主要是通过钢纤维的拉伸作用和桥接作用来增强混凝土的抗拉强度和韧性。
2. 玻璃纤维增强玻璃纤维增强是指在混凝土中添加玻璃纤维,玻璃纤维的长度一般在13mm-25mm之间,直径一般在0.1mm-0.2mm之间。
玻璃纤维增强的作用机理主要是通过玻璃纤维的拉伸作用和摩擦作用来增强混凝土的抗拉强度和韧性。
混凝土用纤维增强材料的标准一、前言混凝土用纤维增强材料是混凝土工程中常用的一种材料。
在混凝土中添加纤维增强材料可以提高混凝土的抗拉强度、抗裂能力、承载能力等。
为了保证混凝土工程的质量和安全,需要对混凝土用纤维增强材料的质量进行规范管理。
本文将介绍混凝土用纤维增强材料的标准,以供相关人员参考。
二、分类混凝土用纤维增强材料按照材料的性质,可以分为以下几类:1.钢纤维:钢纤维是一种常用的混凝土用纤维增强材料。
钢纤维的形状可以是钢丝、钢板、钢针等。
钢纤维的直径一般为0.2-1.0mm,长度为10-60mm。
钢纤维的断面形状有圆形、扁平形、锯齿形等。
2.聚丙烯纤维:聚丙烯纤维是一种热塑性塑料纤维。
聚丙烯纤维的直径一般为0.02-0.05mm,长度为6-19mm。
聚丙烯纤维的形状可以是直纹、卷曲、波浪等。
3.玻璃纤维:玻璃纤维是一种无机非金属材料纤维。
玻璃纤维的直径一般为10-20μm,长度为3-50mm。
玻璃纤维的形状可以是直纹、卷曲、波浪等。
4.碳纤维:碳纤维是一种高强度、高模量的纤维增强材料。
碳纤维的直径一般为5-10μm,长度为6-12mm。
碳纤维的形状可以是直纹、卷曲、波浪等。
三、标准混凝土用纤维增强材料的标准主要包括以下几个方面:1.质量指标:混凝土用纤维增强材料的质量指标是评价其质量的重要依据。
质量指标可以包括纤维的形状、尺寸、强度、弹性模量、密度、含水率等。
2.试验方法:混凝土用纤维增强材料的试验方法是保证其质量的有效手段。
试验方法可以包括纤维的拉伸强度试验、弹性模量试验、密度试验、含水率试验等。
3.包装、运输和储存:混凝土用纤维增强材料的包装、运输和储存是保证其质量的重要环节。
包装应符合相关标准,运输和储存应避免阳光直射、雨淋、受潮等。
4.应用范围:混凝土用纤维增强材料的应用范围是根据其性能和特点确定的。
应用范围可以包括混凝土强度等级、混凝土配合比、混凝土用途等。
四、应用混凝土用纤维增强材料的应用可以提高混凝土的抗拉强度、抗裂能力、承载能力等,具有以下优点:1.提高混凝土的抗裂性能,减少裂缝的产生和扩展。
混凝土抗裂纤维种类及使用方法一、前言混凝土抗裂纤维是一种增强混凝土抗裂性能的材料,其主要作用是增强混凝土的拉伸强度,防止混凝土出现裂缝。
在建筑工程中,混凝土抗裂纤维的使用越来越广泛,本文将介绍混凝土抗裂纤维的种类及使用方法。
二、混凝土抗裂纤维的种类1.钢纤维钢纤维是一种常见的混凝土抗裂纤维,其主要成分为碳素钢或不锈钢。
钢纤维的优点是强度高、耐腐蚀、使用寿命长,但缺点是易生锈、质量不易控制、施工难度大。
2.聚丙烯纤维聚丙烯纤维是一种常见的混凝土抗裂纤维,其主要成分为聚丙烯。
聚丙烯纤维的优点是耐碱、不生锈、施工方便、价格低廉,但缺点是强度较低、易受紫外线、高温和酸碱等环境影响。
3.玻璃纤维玻璃纤维是一种常见的混凝土抗裂纤维,其主要成分为玻璃纤维。
玻璃纤维的优点是强度高、耐腐蚀、不易变形,但缺点是价格较高、易断裂。
4.碳纤维碳纤维是一种高级的混凝土抗裂纤维,其主要成分为碳素。
碳纤维的优点是强度高、耐腐蚀、不易变形,但缺点是价格极高、施工难度大。
三、混凝土抗裂纤维的使用方法1.配合比设计混凝土抗裂纤维的使用量应根据混凝土的用途、强度要求、施工条件等因素进行配合比设计。
一般来说,混凝土抗裂纤维的添加量应在0.1%~0.5%之间。
2.混合料拌合混凝土抗裂纤维应与混合料进行充分拌合,使其均匀分散在混凝土中。
为了确保混凝土抗裂纤维的充分拌合,应采用搅拌时间较长的混凝土搅拌机进行拌合。
3.施工注意事项在混凝土抗裂纤维的施工过程中,应注意以下事项:(1)混凝土抗裂纤维应均匀分散在混凝土中,不能出现团聚现象。
(2)混凝土抗裂纤维的使用量应按照设计要求进行控制,不得过量或不足。
(3)混凝土抗裂纤维的添加应在混凝土搅拌完成后进行,不能在搅拌过程中添加。
(4)混凝土抗裂纤维的施工过程中应注意安全,避免混凝土抗裂纤维对施工人员造成伤害。
四、结论混凝土抗裂纤维是一种能够增强混凝土抗裂性能的材料,其种类包括钢纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维和碳纤维等。
混凝土抗裂纤维种类及规格一、前言混凝土是广泛应用于建筑工程中的一种重要材料,它具有高强度、耐久性、耐腐蚀等优点。
然而,由于混凝土自身的性质,存在一定的裂缝问题。
为了解决这一问题,抗裂纤维材料应运而生。
本文将介绍常用的混凝土抗裂纤维种类及规格。
二、纤维种类1.聚丙烯纤维聚丙烯纤维是一种常用的混凝土抗裂纤维材料,它具有优异的耐久性、耐腐蚀性和抗裂性。
聚丙烯纤维的规格一般为0.9mm×6mm或0.9mm×12mm,长度可根据需要进行定制。
2.聚乙烯纤维聚乙烯纤维是另一种常用的混凝土抗裂纤维材料,它具有较好的耐久性和抗裂性。
聚乙烯纤维的规格一般为0.6mm×6mm或0.6mm×12mm,长度可根据需要进行定制。
3.玻璃纤维玻璃纤维是一种具有优异的耐腐蚀性和高温性能的混凝土抗裂纤维材料。
它的规格一般为0.3mm×6mm或0.3mm×12mm,长度可根据需要进行定制。
4.钢纤维钢纤维是一种高强度的混凝土抗裂纤维材料,它的强度和刚度都非常高,能够有效地提高混凝土的抗裂性能。
钢纤维的规格一般为0.5mm×30mm或0.5mm×50mm,长度可根据需要进行定制。
5.聚丙烯纤维增强钢纤维混凝土聚丙烯纤维增强钢纤维混凝土是一种新型的混凝土抗裂材料,它结合了聚丙烯纤维和钢纤维的优点,具有较高的抗裂性能和耐久性。
聚丙烯纤维增强钢纤维混凝土的规格一般为0.5mm×30mm或0.5mm×50mm,长度可根据需要进行定制。
三、规格选择在选择混凝土抗裂纤维材料时,需要根据具体的工程要求和混凝土的性质进行选择。
以下是一些常见的规格选择建议:1.聚丙烯纤维:一般用于抗裂性能要求较低的混凝土结构中,如地面、水泥砂浆等,规格一般选择0.9mm×6mm。
2.聚乙烯纤维:一般用于抗裂性能要求较高的混凝土结构中,如桥梁、高层建筑等,规格一般选择0.6mm×12mm。
混凝土中的纤维对力学性能有什么影响在建筑领域中,混凝土是一种被广泛应用的重要材料。
为了进一步优化混凝土的性能,研究人员尝试在其中添加各种纤维。
那么,这些纤维的加入究竟会对混凝土的力学性能产生怎样的影响呢?这是一个值得深入探讨的问题。
首先,我们来了解一下常见的用于混凝土的纤维类型。
有钢纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维等。
不同类型的纤维具有不同的特性,因此对混凝土力学性能的影响也各有差异。
钢纤维的加入能够显著提高混凝土的抗拉强度和抗剪强度。
这是因为钢纤维本身具有很高的强度和韧性,能够有效地限制混凝土内部微裂缝的扩展。
当混凝土受到拉力或剪力作用时,钢纤维可以承担一部分荷载,从而延缓裂缝的出现和发展,大大增强了混凝土的变形能力和韧性。
比如说,在道路工程中,使用钢纤维混凝土可以减少路面裂缝的产生,提高路面的使用寿命和承载能力。
玻璃纤维在一定程度上也能增强混凝土的力学性能,但其效果通常不如钢纤维显著。
玻璃纤维能够增加混凝土的抗裂性和抗冲击性,使其在一些特殊环境下表现更为出色。
聚丙烯纤维的主要作用是控制混凝土的早期收缩裂缝。
在混凝土硬化过程中,由于水分的蒸发和水泥的水化反应,容易产生收缩裂缝。
聚丙烯纤维的存在可以有效地减少这种裂缝的出现,提高混凝土的抗渗性和耐久性。
纤维的掺入量也是影响混凝土力学性能的一个重要因素。
如果掺入量过少,可能无法充分发挥纤维的增强作用;而掺入量过多,则可能会导致混凝土的工作性能下降,如流动性变差、振捣困难等,同时也可能会增加成本。
因此,需要通过试验确定一个合理的纤维掺入量,以达到最佳的力学性能和经济效益。
纤维的长度和直径也会对混凝土的力学性能产生影响。
一般来说,纤维长度越长、直径越细,其增强效果越好。
但过长的纤维可能会在搅拌过程中出现结团现象,影响混凝土的均匀性;过细的纤维则可能在生产和施工过程中容易断裂,从而降低其增强效果。
纤维在混凝土中的分布均匀性同样至关重要。
如果纤维分布不均匀,局部区域的纤维含量过高或过低,会导致混凝土的力学性能不稳定。
混凝土中添加纤维的方法探究一、引言混凝土是一种常用的建筑材料,但在使用过程中可能会出现裂纹、破碎等问题,影响其使用寿命和稳定性。
为了提高混凝土的抗裂性和抗冲击性,可以添加一些纤维材料。
本文将探究混凝土中添加纤维的方法。
二、纤维种类1.钢纤维钢纤维是一种常见的混凝土增强材料,可以提高混凝土的抗拉强度、抗冲击性和抗裂性。
钢纤维的使用量一般在1%-5%之间。
2.聚丙烯纤维聚丙烯纤维是一种具有良好韧性的纤维材料,可以提高混凝土的抗裂性和耐久性。
聚丙烯纤维的使用量一般在0.1%-0.3%之间。
3.玻璃纤维玻璃纤维是一种具有高强度和韧性的纤维材料,可以提高混凝土的抗拉强度和抗冲击性。
玻璃纤维的使用量一般在1%-5%之间。
三、添加方法1.干拌法干拌法是将混凝土原材料和纤维材料一起混合,然后再添加水进行搅拌,最后浇筑成型。
这种方法适用于纤维材料比较短、细的情况,使用时应注意纤维材料的均匀分布。
2.湿拌法湿拌法是将纤维材料先加入到水中进行搅拌,然后再加入混凝土原材料进行混合,最后浇筑成型。
这种方法适用于纤维材料比较长、粗的情况,使用时应注意纤维材料的分散度。
3.间歇投放法间歇投放法是将纤维材料和混凝土原材料分别投放到混凝土搅拌机中,然后进行混合,最后浇筑成型。
这种方法适用于纤维材料比较长、粗的情况,使用时应注意纤维材料的分散度和混合均匀度。
四、注意事项1.纤维材料的选择应根据具体情况进行,不同的纤维材料有不同的特点和适用范围。
2.纤维材料的使用量应根据具体情况进行,过少会影响增强效果,过多会影响混凝土的流动性和工作性能。
3.纤维材料应均匀分布,避免出现团块、聚集等不良现象。
4.混凝土的搅拌时间应适当延长,以保证纤维材料充分分散。
5.添加纤维后的混凝土应及时养护,以保证其稳定性和耐久性。
五、结论添加纤维是一种有效的提高混凝土抗裂性和抗冲击性的方法。
在添加纤维时,应根据具体情况选择合适的纤维材料和添加方法,遵循注意事项,以达到最佳效果。
混凝土中纤维增强技术规程一、前言纤维增强混凝土技术是一种新型的混凝土材料,它是在混凝土中添加一定比例的纤维,使混凝土具有更好的抗拉、抗弯、抗冲击等性能。
本文将介绍混凝土中纤维增强技术规程。
二、材料准备1.水泥:使用普通硅酸盐水泥或高强水泥。
2.骨料:使用符合标准要求的碎石或人造骨料。
3.砂:使用符合标准要求的混凝土用砂。
4.纤维:使用符合标准要求的钢纤维或聚丙烯纤维。
5.水:使用符合标准要求的自来水。
三、配合比设计1.按照混凝土设计强度等级和相应的混凝土配合比进行配合比设计。
2.根据纤维类型、长度、直径等参数,确定纤维掺量和混凝土用水量。
3.纤维掺量一般为混凝土质量的0.1%-2.0%。
4.混凝土用水量应根据环境温度、气候条件、混凝土材料等因素进行适当调整。
四、施工工艺1.混凝土材料的搅拌应按照混凝土配合比进行,混凝土应搅拌均匀。
2.纤维应在搅拌机中均匀地加入混凝土中,以免纤维集中在某些区域引起混凝土的不均匀性。
3.混凝土的浇筑应均匀、连续、不间断地进行,避免浇筑过程中产生空隙或夹杂。
4.混凝土的压实应采用振动压实或冲击压实方法,确保混凝土密实度。
5.混凝土表面应在浇筑后进行抹光处理,以确保表面平整光滑。
五、施工质量控制1.混凝土的强度检测应按照国家标准GB/T50081-2002《混凝土强度检测标准》进行。
2.混凝土的抗裂性能检测应按照国家标准GB/T50107-2004《纤维混凝土抗裂性能检测标准》进行。
3.混凝土的断面观察应按照国家标准GB/T50082-2009《混凝土结构构件检验标准》进行。
六、安全注意事项1.混凝土施工现场应设置安全警示标志。
2.施工现场应设置安全防护网,避免高处坠落事故。
3.施工人员应佩戴安全帽、安全鞋等防护用品。
4.施工过程中应注意防火防爆,避免火灾事故的发生。
七、总结纤维增强混凝土技术可以大大提高混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击等性能,广泛应用于道路、桥梁、隧道、地下室等建筑工程中。
聚丙烯抗裂纤维使用方法种类
聚丙烯抗裂纤维是一种在混凝土中使用的增强材料,可以有效预防混凝土裂缝
的产生,提高混凝土的耐久性和承载能力。
根据不同的场合和需求,聚丙烯抗裂纤维的使用方法可以分为以下几种种类:
1. 直接投放法
直接将聚丙烯抗裂纤维通过混凝土搅拌站直接投放到混凝土搅拌机中进行搅拌。
这种方法简单快捷,适用于现场施工。
2. 预拌法
将聚丙烯抗裂纤维与水泥预先混合均匀,形成预拌混合物,再与其他混凝土原
材料一起进行搅拌。
这种方法适用于需要大量生产的混凝土工程,可以提高生产效率。
3. 撒播法
将聚丙烯抗裂纤维均匀地撒播在已浇筑的混凝土表面,然后通过机械手工混凝
土表面充分拌和,使纤维均匀分布于混凝土中。
这种方法适用于对混凝土表面进行补强和防护的工程。
4. 混凝土浇筑法
在混凝土浇筑过程中,将聚丙烯抗裂纤维直接加入到混凝土中,并和混凝土充
分搅拌均匀。
这种方法可以确保纤维在整个混凝土结构中均匀分布,提高混凝土的抗裂性能。
5. 喷涂法
将聚丙烯抗裂纤维溶液喷涂在混凝土表面,形成一层保护膜,提高混凝土表面
的抗裂性能。
这种方法适用于需要对混凝土表面进行修补和保护的工程。
以上是聚丙烯抗裂纤维的几种常见使用方法,根据具体的工程需求和施工条件,可以选择合适的方法进行应用,以提高混凝土结构的性能和耐久性。
混凝土中纤维的增强作用原理一、前言混凝土是一种广泛应用于建筑、基础设施等领域的重要材料。
然而,由于混凝土材料在使用过程中容易出现开裂、疲劳等问题,因此需要寻求一种有效的方法对其进行增强。
近年来,添加纤维材料成为了一种受到广泛关注的混凝土增强方式。
本文将介绍混凝土中纤维的增强作用原理。
二、混凝土中纤维的种类混凝土中添加的纤维种类繁多,主要包括以下几种:1. 钢纤维钢纤维是一种常见的混凝土增强材料,具有强度高、刚度好、防火性强等优点。
钢纤维的直径通常在0.2~1.0mm之间,长度在20~50mm之间,形状有直棒、弯曲棒、锚钩等不同类型。
2. 碳纤维碳纤维是一种高强度、高模量的纤维材料,具有良好的耐腐蚀性和疲劳性能。
碳纤维的直径通常在5~10μm之间,长度在1~3mm之间,形状有短毛、长毛、短丝等不同类型。
3. 玻璃纤维玻璃纤维是一种低成本、高强度、低密度的纤维材料,具有良好的抗腐蚀性和耐热性。
玻璃纤维的直径通常在10~20μm之间,长度在6~12mm之间,形状有短毛、长毛、短丝等不同类型。
4. 聚丙烯纤维聚丙烯纤维是一种低成本、高弹性、抗裂性好的纤维材料。
聚丙烯纤维的直径通常在10~20μm之间,长度在6~12mm之间,形状有短毛、长毛、短丝等不同类型。
三、混凝土中纤维的增强作用原理混凝土中添加纤维材料可以提高其抗裂性、抗冲击性、抗渗透性等性能,具体原理如下:1. 抗裂性增强混凝土中添加纤维材料可以改善其裂缝控制性能。
当混凝土受到外部荷载时,纤维可以通过形成桥梁效应,使得裂缝的扩展受到限制。
此外,纤维还可以吸收混凝土中的水分,形成水泡,使得混凝土内部形成内部湿润环境,从而增强了混凝土的抗裂性能。
2. 抗冲击性增强混凝土中添加纤维材料可以提高其抗冲击能力。
当混凝土受到外部冲击时,纤维可以吸收部分冲击能量,并将其扩散到其他纤维中,从而减少混凝土的破坏程度。
3. 抗渗透性增强混凝土中添加纤维材料可以提高其抗渗透能力。
聚丙烯纤维增强混凝土 XXX (辽宁工业大学土木建筑工程学院,锦州) 摘要 纤维增强混凝土可以弥补一般混凝土的脆性缺陷。美、英、苏、日、中等国家先后对其进行了大量研究及应用。聚丙烯纤维作为各种纤维材料中的一种,以其极好的化学稳定性和优良的技术经济性能,在水泥基复合材料中得到日益广泛的应用。本文将介绍用于增强混凝土的各种聚丙烯纤维的特点及主要性能以及对国内外聚丙烯纤维增强混凝土的理论研究进展和应用研究。 关键词:纤维混凝土 聚丙烯纤维 性能 进展 Fiber reinforced concrete can make up for the brittleness of concrete. The United States, Britain, Japan, Su, middle-income countries have conducted a lot of research and application of the. Polypropylene fiber is a kind of all kinds of fiber materials, with its perfect chemical stability and excellent technical and economic performance, is widely used in cement based composite materials. This paper will introduce for enhanced and the main characteristics of polypropylene fiber concrete and polypropylene fiber reinforced on the domestic and foreign research progress and application of theoretical research of concrete.
Keywords: progress in polypropylene fiber properties of fiber reinforced concrete 聚丙烯纤维具有耐化学腐蚀、湿强度高、加工性好、质轻、蠕变收缩小、价格低廉和在低掺量下对混凝土的抗裂、增韧效果显著等优良的技术经济性能,因而在建筑工程中得到越来越广泛的应用。 利用纤维来改善混凝土的物理力学性能由来已久,由于聚丙烯纤维的加入,在混凝土硬化收缩和自由水分挥发收缩时,能够阻止微裂缝发展,有效抑制混凝土早期干缩微裂纹及离析裂纹的产生和发展,大大增强混凝土的抗裂抗渗能力;另一方面,聚丙烯纤维增强混凝土中的聚丙烯纤维能与水泥基体共同承受外力,在受荷初期,基体是主要承受外力者,当基体发生开裂后,横跨裂缝的纤维就成为外力的主要承受者,若纤维体积掺量超过某一临界值,即临界体积掺量,则复合材料可继续承受较高的荷载并产生较大的变形,直至最后聚丙烯纤维被拉断或从基体中拔出而破坏。总之,聚丙烯纤维既能在混凝土硬化形成强度时影响其微观结构又能改变混凝土受力时的应力-应变特性。
1 聚丙烯纤维对混凝土的影响 1.1工程上应用较多的几种聚丙烯纤维 1.1.1 经表面改性的束状单丝纤维 未经改性的聚丙烯纤维表面是憎水的,不利于形成良好的纤维一混凝土基体界面。采用硅氧烷、烷基磷酸盐等表面处理剂对传统聚丙烯纤维进行表面改性,可以改善纤维在混凝土基体中的分散性,提高纤维一基体的粘接强度,充分发挥出纤维增强混凝土的各项优势。 1.1.2 网状纤维 使用在高温高压下为聚合物的良溶剂、但在常温常压下为该聚合物贫溶剂的溶剂对溶解聚合物进行闪蒸纺丝,可以直接制备出高度原纤化的三维结构的网状纤维。美国纤维网公司(Fibermesh)生产束状网形式纤维的技术比较成熟,这种纤维目前已广泛应用于包括中国在内的许多国家的混凝土工程中。 1.1.3 微孔纤维 在纺丝过程中添加一定粒度的无机粒子,进行常规纺丝或膜裂纺丝,然后进行高倍拉伸,纤维产生不规则的原纤化,在纤维表面形成粗糙、不规则的微孔,从而有利于加强纤维-混凝土界面的粘结。东华大学王依民等将p晶成核剂添加到切片中进行共混纺丝,拉伸时晶型转变为a晶,导致体积收缩而产生微孔,制得微孔纤维。 1.1.4 膜裂纤维 用膜裂工艺可生产出原纤化的膜裂纤维。掺入膜裂纤维的混凝土,纤维与混凝土基体的粘接强度较高,可以起到增韧、阻裂等综合效果。 1.2 聚丙烯纤维的掺入对混凝土的影响 1.2.1提高混凝土的抗裂性能 经过改性的聚丙烯纤维以很小的掺量掺人混凝土中,就可取得显著的抗裂效果。原因在于:混凝土产生裂纹源之后,高度分散的聚丙烯纤维以及每根纤维表面、两端的微纤在混凝土基体中充分发挥搭接作用和牵制作用,起到“次级加强筋”的效果,从而有效抵制裂纹的进一步扩展。例如体积掺量0.05%的聚丙烯纤维增强混凝土,抗裂能力可提高近70%。 1.2.2提高混凝土的抗冲击性能 提高混凝土的抗冲击性能是纤维增强混凝土的共同特点。在一定范围内,随着纤维掺量增高,混凝土的抗冲击强度也提高。与其他纤维相比,经过改性的聚丙烯纤维对混凝土的增韧效果更加显著。 1.2.3对抗压、抗拉和抗折强度的影响 与钢纤维等高弹性模量的纤维不同,聚丙烯纤维属于低弹性模量、高延伸率的聚合物纤维,掺人混凝土后对混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗折强度的改善作用不显著。当聚丙烯纤维的掺量超出一定范围后,混凝土的这些力学强度甚至还略有降低。 1.2.4提高混凝土的抗冻性能 与普通混凝土相比,掺人聚丙烯纤维后混凝土的抗冻性能可以得到提高。原因在于混凝土中掺人聚丙烯纤维,可以缓解因温度变化而引起的混凝土内部的温度应力,当初始裂纹发生后,可以阻止温度裂缝的进一步发展。经25次冻融循环试验后,聚丙烯纤维增强混凝土无分层和开裂等现象发生。 1.2.5提高混凝土的抗渗性能 一般认为,在混凝土中掺人聚丙烯纤维,可以有效地抑制混凝土早期开裂以及微裂纹的进一步扩展,减少混凝土的收缩裂纹,特别是有效抑制贯通裂纹的产生,降低混凝土的孔隙率,提高混凝土的密实度和防水性能。但也有研究表明,如果聚丙烯纤维与混凝土基体的粘接力不够好,或者纤维的分散程度不够均匀,与普通混凝土相比,也可能导致聚丙烯纤维混凝土的离子渗透量增大。
2聚丙烯纤维及其增强混凝土的研究进展 国外对聚丙烯纤维增强混凝土的系统研究开展较早。Hughes等川早在20世纪70年代就研究了掺人原纤化的和单丝的聚丙烯纤维增强混凝土的应力一应变曲线,并且明确指出掺人聚丙烯纤维后混凝土的增韧效果显著。国内关于聚丙烯纤维增强混凝土的研究开展较晚,而且是随着国外聚丙烯纤维在国内建设项目中的大规模应用开始的,目前的研究主要集中于聚丙烯纤维增强混凝土的物理和力学性能的研究。国内合成纤维领域与建筑工程领域的科研机构、生产单位,对改性聚丙烯纤维产品进行联合研究和开发已取得良好的效果。 东华大学与张家港第二合成纤维厂合作开发了直径为40um,长度为15mm,截面形状为圆形的改性聚丙烯纤维。其改性途径为:在纺丝过程中,混人改性剂PBT(一种带经基的亲水助剂)。由于熔体在通过细小的喷丝孔径时具有“附壁效应”,改性剂PBT分子附着在纤维表面,从而制得表面亲水的改性聚丙烯纤维。经改性处理后,纤维表观回潮率从0.04以%提高到0.25%。东华大学廖宪廷等在研究上述改性聚丙烯纤维水泥复合材料的界面行为时发现,纤维与混凝土基体的界面粘接情况良好,掺人上述聚丙烯纤维的混凝土,耐磨性有很大提高,并且指出耐磨性改善的原因在于纤维对初始裂纹的搭接作用、纤维对水泥基体的牵制作用以及纤维在水泥块剥落时消耗摩擦功。 同济大学马一平等研究了改性聚丙烯纤维水泥基复合材料的抗塑性开裂性能和基本力学性能。他们采用东华大学提供的改性聚丙烯纤维,分为通过拉丝工艺制得的拉丝聚丙烯纤维、通过膜裂工艺制得的I型和II型膜裂聚丙烯纤维等3种。其中,拉丝纤维的断面为圆形,直径为43um。I型和II型膜裂纤维加工工艺相同,基本单元的断面尺寸长、宽均为320umX30um,但差别在于I型膜裂纤维基本单元之间牵连严重,而H型膜裂纤维基本单元之间分离较好。3种聚丙烯纤维的长度均为15mm。试验结果表明:聚丙烯纤维的几何形态对水泥砂浆的抗塑性开裂性能有明显影响,拉丝纤维最好,分散程度较好的n型膜裂纤维次之,分散程度较差的I型膜裂纤维最差。纤维掺量对抗塑性开裂性能也有较大影响,当拉丝聚丙烯纤维的体积掺量大于0.10%时,可有效阻止水泥砂浆的开裂。他们的实验结果还验证了聚丙烯纤维增强混凝土抗弯韧性改善的结论。 东南大学孙伟等研究了聚丙烯纤维与钢纤维混掺情况下以及掺入膨胀剂的情况下混凝土的收缩和渗透性能。研究表明:不同种类和尺寸的纤维混掺可以不同程度地减少裂纹源的尺寸和数量;与单独掺人混合纤维或膨胀剂相比,混掺纤维与膨胀剂可以进一步提高抗裂纹性和渗透性能;并指出上述性能改善的原因在于各种纤维与膨胀剂的联合作用。孙伟等还研究了掺人聚丙烯纤维的高性能混凝土在800℃和1100℃高温下的性能,指出掺人适量的聚丙烯纤维对高性能混凝土的高温性能劣化无明显不良影响。 我国在改性聚丙烯纤维和聚丙烯纤维混凝土的应用研究领域起步较晚,所完成的研究主要集中于聚丙烯纤维混凝土的物理和力学性能,而理论研究还不够深入和系统。因此仍将有大量的研究和开发工作亟待展开。 参考文献: [ 1 ]盛黎明,邓运清.混凝土聚丙烯纤维的发展与应用[J].桥梁,2002,(6):24-25. [ 2 ]董建伟,张国东,张宏雷.水利工程中改性聚丙烯纤维混凝土的研究应用[J].吉林水利,2001,(9):1-7. [ 3 ]阎利,万朝均,王绍东.聚丙烯纤维增强混凝土概述[J].化学建材,2003,(1):52-55. [ 4 ]朱江.聚丙烯纤维混凝土的防水性能及其应用[J].防水材料与施工,2002,(2):38-39. [ 5 ]张希瞬,吴宗峰,张庆功,等.超长建筑应用聚丙烯纤维混凝土施工技术[J].山东建筑工程学院学报,2000,(3):88-91.