资源描述：
《聚丙烯纤维在混凝土中的抗裂机理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、聚丙烯纤维在混凝土中的抗裂机理第1期(总第87期)福建建材61聚丙烯纤维在混凝土中的抗裂机理毛剑峰(福州市第三建筑公司.福建福州350011)摘要本文介绍了聚丙烯纤维在混凝土中应用的情况,分析了其工作机理和抗裂特性,并进行了经济对比分析.试验和工程实践表明该产品适用于地下工程.超长建筑和屋面工程及水工结构.对提高混凝土的抗裂性,抗渗性有明显作用.关键词聚丙烯纤维;纤维混凝土;抗裂和防渗机理0引言混凝土是一种抗压强度大而抗拉强度低的脆性材料,随着现代建筑技术的不断发展,对混凝土提出了更高的要求.它正朝着高强度,高韧性,高
2、阻裂,高耐久性和优异工作性方向发展.一般来说,在小水泥基体中随机分布一些纤维是提高混凝土的韧性,耐冲击性,抗渗性及耐收缩断裂性的有效途径.各种可用纤维,如钢纤维,合成纤维,天然纤维已被应用于混凝土中.本文简述了聚丙烯纤维混凝土的抗裂机理.1纤维混凝土的工作机理1.1纤维混凝土应用状况纤维混凝土中的纤维是一种以聚丙烯为原料.以特殊工艺制造的高强度,低延伸性聚丙烯纤维.可以有效地控制混凝土塑性,干缩,温度收缩裂纹的产生,改善混凝土的抗渗性能,抗冲击能力.延长混凝土制品的使用寿命.聚丙烯纤维是以特殊工艺制造的高强度,低延伸性
3、纤维,对酸,碱环境有极高的抵御能力.该产品经120天酸(pH值2～3),碱(pH值l4.0)测试.几乎无任何老化或损坏.该纤维经过特别的抗紫外线处理,具有抗紫外线老化能力.可保证纤维在混凝土中长期发挥功效.保持混凝土构件的优良性能.聚丙稀纤维化学性质稳定,只依靠改变混凝土的物理结构而改善混凝土的性能.其纤维本身不发生任何化学反应.同混凝土骨料,#l-/Ju~0,掺合料和水泥混合后其化学,物理性能稳定.故与混凝土材料有良好的亲和性.适用各种强度等级混凝土的防裂,特殊防裂需要的混凝土及有抗冲耐磨要求的混凝土:对水工混凝土面
4、板防渗,防裂有明显效果;对公路路面,桥梁防裂,抗冲磨能力及防止路面打滑均有很好的效果;对工业,民用建筑屋面,墙体,地面及地下室防裂,防水提高建筑抗震能力有很大的好处;对港口码头混凝土抗裂抗渗也很有好处.1.2纤维混凝土的工作机理一般理论认为.纤维加入水泥混凝土基体中主要有以下几种作用:①提高混凝土抵抗拉伸变形能力.预防和防止混凝土中各种裂缝的出理.②提高混凝土的抗渗透能力.③改善混凝土韧性与抗冲击性.混凝土中均匀而任意乱向分布的短纤维对混凝土的增强机理,理论上存在两种解释.①美国Ro.mualoli提出的"纤维间距机理
5、"(又称纤维阻裂机理).根据线弹性断裂力学来说明纤维对于裂缝发生和发展的约束作用.认为在混凝土内部原来就存在缺陷.欲提高这种材料的强度,必须尽可能地减少缺陷的程度提高韧性,降低内部裂缝端部的应力集中系数.理论分析与实验证明.当纤维的平均中心间距小于7.6mm时.纤维混凝土的抗拉弯初裂强度均得以提高.②英国的Swangat等人提出的"复合材料机理",理论出发点是复合材料构成的混合原理.将纤维混凝土看着是纤维强化体系.并应用混合原理来推定纤维混凝土的抗拉和抗弯强度.提出了纤维混凝土强度与纤维的掺入量,方向,长径比以及粘结力
6、之间的关系.以上二种理论说明纤维在混凝土/砂浆中的使用确有极大的作用.混凝土在硬化形成强度的过程中.由于水和水泥的水化作用形成新的水泥晶体.引起混凝土体积的收缩,同时在早期又可能由于混凝土内自由水份透过减压与蒸发而引起干缩.这些应力在某个时期超出了水泥基体的抗拉强度.于是在混凝土内部引起微裂缝,这些微裂缝存在于混凝土内的骨料和水泥凝胶体的局部接触面处以及凝胶体内部.这个阶段的微粒带着少许能量.可以很容易被纤维吸62福建建材2005年收.由于纤维以单位体积内较大的数量均匀乱向分布于混凝土内部,故微裂缝在发展的过程中必须遭
7、遇纤维的阻挡.消耗了能量,从而阻断裂缝的发展达到抗裂作用.混凝土在收缩过程中也会产生收缩应力.纤维的加入犹如在混凝土中掺人纤维筋这些疑维筋抑制了混凝土开裂的进程,提高了混凝土的断裂韧性.也提高了混凝土的抗拉强度.纤维改善混凝土的性能主要通过物理力学作用,不改变混凝土中各种材料本身的化学的化学性能.也不会影响混凝土耐久性.2聚丙烯纤维的功能及作用2.1有效提高混凝土的抗裂能力聚丙烯纤维是一种非常有效的提高混凝土抗裂能力的纤维.经过特殊的纤维生产工艺和纤维表面处理工艺,和水泥基料有极强的结合力,纤维可握裹更多的集料,有更紧
8、密的啮合度,因此可在混凝土中发挥更为有效的抗裂作用.由于纤维可迅速而轻易地与混凝土材料混合,分布极其均匀.故能在混凝土内部构成一种均匀的乱向支撑体系.产生一种有效的二级加强成果.有关机构的试验研究表明,在混凝土中纤维的乱向分布形成有助于削弱混凝土塑性收缩及冻融微细裂缝的产生和发展;同时无数的纤维单丝在混凝土内部形成乱向撑托体系,可
