水泥混凝土专用纤维主要用途:
1)防止混凝土出现塑性收缩裂缝。襄阳聚丙烯纤维混凝土在凝结硬化过程,表面失水会导致塑性收缩和裂缝,掺加聚丙烯纤维的混凝土,可以防止这种裂缝。由于聚丙烯纤维的弹性模量低于硬化混凝土,因此对硬化混凝土的抗裂性能(温度应力或机械荷载等作用产生裂缝)提高有限,对抗拉、抗弯强度提高也不大,对混凝土韧性有一定程度提高。
2)提高硬化混凝土的耐火性能。在高温作用下,聚丙烯纤维会先软化和烧掉,在混凝土中形成许多孔道,混凝土中被高温汽化的水分就可以沿这些孔道排出,防止水分汽化形成内部高压而使混凝土爆裂,从而大幅度提高混凝土的耐火时间和耐火等级。
提高抗裂性能:均匀散布的纤维在水泥混凝土中呈现三维网状结构,在水泥混凝土塑性状态中承受失水干缩而产生的拉应力,减少甚至完全阻止混凝土表层裂缝的产生。
提高混凝土的抗渗性:掺入纤维后,能有效阻止水泥混凝土的离析现象,提高浇筑体的整体均匀性;显著减少裂缝的数量、长度和宽度,降低生成贯通裂缝的可能性,起到了阻断混凝土内毛细裂缝的作用,使混凝土的抗渗性能得到明显改善。同时,使混凝土内水分、氯离子、空气的转移率降低,从而起到延缓钢筋锈蚀的作用
增进混凝土的韧性、抗疲劳性,提高混凝土的抗冲磨性能:纤维加入水泥基体,可降低水泥混凝土的脆性,提高基材的韧性。掺入纤维的水泥混凝土能承受几万次,乃至几百万次的静力强度的应力反复作用,仍保持良好的状态。这一特性有利于经常受到冲击疲劳作用的一些水泥混凝土结构(如道路、人行道、路面覆盖层、仓库路面等)
混凝土的均质性。混凝土在浇灌后,襄阳聚丙烯纤维通常都会发生离析现象,即比重较大的骨料下沉与水泥砂浆有所分离,同时混凝土表面出现析水,并因此降低了混凝土的均质性,使混凝土上、下部位的性能出现差异,严重时还会使混凝土出现裂缝。而在混凝土中掺加适量聚丙烯纤维后,均匀分布于混凝土中的纤维,可以起到承托作用并阻止上述离析现象的发生,从而保证了混凝土的均质性。
提高混凝土的抗渗性。襄阳聚丙烯纤维掺入聚丙烯纤维可大幅度提高水泥基材的抗渗性,这也要归功于均匀分布在混凝土基材中的数以千万计的细纤维。掺加纤维的混凝土基材,在限制收缩的条件下,因失水干缩而引发裂缝,但由于纤维存在阻裂作用,从而显著减少了初始裂缝的数量,有效地抑制了裂缝的宽度和长度,从而大大降低了生成连通裂缝的可能性。
聚丙烯纤维混凝土是土木、水利等建筑工程的基础材料,襄阳聚丙烯纤维混凝土开裂现已成为土木建设工程的通病。在相对湿度(RH)<65%时,裂缝宽度小于0.5mm,在RH>65%时裂缝宽度小于0.3mm,尽管这对混凝土结构不会带来大的危害,但混凝土结构受到载荷作用后,裂缝将会变宽,无害或少害裂缝将会变成有害裂缝。有害裂缝不仅影响到混凝土结构的使用,同时也会缩短混凝土构筑物的服役寿命,带来巨大的经济损失。
混凝土开裂,结构承载能力下降。混凝土开裂将改变结构的受力条件,导致结构局部甚至整体发生破坏。裂缝随着环境载荷作用的不断变化将削弱混凝土建筑物的刚度。混凝土开裂还会降低结构的抗震能力,威胁结构的整体稳定性和性。混凝土开裂,结构耐久性能的劣化分为三个阶段。阶段一,混凝土的损伤及开裂增大了渗透性,降低了结构保护层的有效厚度;阶段二,渗透性的增加加速了环境中侵蚀性介质、空气及水分在混凝土结构中的传输;阶段三,混凝土性能劣化,内部钢筋锈蚀,结构服役寿命缩短。
导致混凝土开裂的因素很多,从受力角度分析,主要来自如下三个方面:直接应力的作用、间接应力的作用、混凝土早期变形产生的应力作用。襄阳聚丙烯纤维图一展示了时科纤维阻止混凝土开裂的机理。当混凝土开裂时,纤维1的断裂、纤维2的拔出、纤维3架桥在裂纹的两端、纤维4与混凝土脱粘,会有效的吸收混凝土开裂的能量,减小裂纹的间距,减少裂纹 的应力,纤维5则进一步阻挡了裂纹 的前进,从而彻底阻止了裂纹的扩展。当混凝土持续受到外力时,裂纹只能从其他地方重新产生,如6号位置上,而重新产生的裂纹则还会继续被纤维阻止扩展。
聚丙烯纤维在建筑工程用于混凝土的施工非常方便,既可用于浇筑混凝土,襄阳聚丙烯纤维又可用于喷射混凝土,预制混凝土和现浇混凝土。具体施工技术参考如下
1、聚丙烯纤维在混凝土中的掺量以体积来计算,一般情况下每立方米混凝土掺入量为0.9-1.2kg,纤维的长度为12-19MM。
2、掺加纤维不用改变原有混凝土的配合比,对某些抗裂性能要求较高的混凝土工程,也可以采用同时掺加聚丙烯纤维和膨胀剂。其中聚丙烯纤维可以减少塑性收缩裂隙缝,而膨胀剂可以减少干缩裂缝两者相辅相成。
3、襄阳聚丙烯纤维为了防止聚丙烯纤维在混凝土中成团,或者分散不均匀,襄阳聚丙烯纤维可以采用分批均匀加入的方法, 采用机械强制搅拌。聚丙烯纤维可以在混凝土搅拌前、搅拌过程中或搅拌完成后等多种不同情况下加入。一般情况下,在加入完干料(砂石、水泥等)和水后再加入聚丙烯纤维,搅拌时间可以根据搅拌方法和搅动拌机种类来定。一般搅拌时间要比普通混凝土延长30-60S。