普pu通tong混hun凝ning土tu在zai澆jiao築zhu初chu期qi,會hui產chan生sheng塑su性xing收shou縮suo,使shi混hun凝ning土tu產chan生sheng龜gui裂lie,影ying響xiang其qi整zheng體ti性xing。在zai溫wen度du應ying力li及ji其qi它ta外wai力li作zuo用yong下xia,很hen容rong易yi發fa展zhan成cheng為wei裂lie縫feng或huo碎sui裂lie,從cong而er影ying響xiang到dao混hun凝ning土tu的de耐nai外wai性xing,抗kang磨mo性xing能neng降jiang低di,鋼gang筋jin容rong易yi鏽xiu蝕shi。為wei解jie決jue這zhe一yi問wen題ti,過guo去qu常chang在zai混hun凝ning土tu中zhong摻chan加jia鋼gang纖xian維wei、玻璃纖維,或在混凝土表層鋪鋼絲網等方法予以解決。80年代中期,美國軍隊工程師團,為解決其軍用工事的混凝土結構在炮彈、炸彈的轟擊下不易破裂的問題,研製和開發了聚丙烯纖維網混凝土。纖維網作為一種次要的混凝土加強係統(即不代替受力鋼)筋,比較成功地解決了普通混凝土的上述缺點。因對比其它次要加固措施,比較經濟和容易施工,因此在公路及橋梁路麵、機場跑道、工業與民用建築、港口碼頭、隧洞噴錨加固、水工建築物等混凝土建築工程中,迅速得到推廣使用,目前已在全球60多個國家和地區得到廣泛應用、效益顯著。本文將簡要介紹纖維網混凝土的有關性能、特性、使用方法及目前在工程中的應用情況,供有關方麵參考借鑒。
一、聚丙烯纖維網的物理性能
吸水性 無 比重 0.91 纖維長度 12-51mm 熔點 160-170℃ 燃點 590℃ 導電性 低 導熱性 低 抗酸、堿腐蝕能力 高 抗拉強度 560-770MPa 楊氏彈性模量 350MPa
二、纖維網混凝土的特性
纖維網是由聚丙烯合成的束狀網形纖維,加入到混凝土原材料中,在攪拌機的攪拌下,受到水泥、砂石料的衝擊混和,成束的纖維會被撕裂成大量單獨的纖維(不會糾纏成團),以三維方式均勻分布在混凝土中。例如,當采用標準摻量:用19mm長的纖維,每m3混凝土摻0.9kg,經攪拌機充分拌和,大約可以分散成710萬根獨立纖維,即平均每立方厘米有7根,這些纖維的存在將使混凝土的性能有較大的改善。主要表現在:
1. 纖維網抑製了混凝土的塑性收縮龜裂。混凝土澆築初期呈流塑態時,其中比重大的物質(砂、石等)會自然地因自重向下移動,同時逼使比重較小的水向上運動,因而會形成條條微細裂紋,形成所謂“塑性收縮龜裂”(亦即混凝土的“凝縮”或“幹縮”)。所(suo)以(yi)在(zai)普(pu)通(tong)混(hun)凝(ning)土(tu)中(zhong),這(zhe)種(zhong)塑(su)性(xing)收(shou)縮(suo)龜(gui)裂(lie),總(zong)是(shi)或(huo)多(duo)或(huo)少(shao)地(di)早(zao)已(yi)潛(qian)伏(fu)在(zai)混(hun)凝(ning)土(tu)當(dang)中(zhong),嚴(yan)重(zhong)影(ying)響(xiang)了(le)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)整(zheng)體(ti)耐(nai)久(jiu)性(xing)。摻(chan)入(ru)纖(xian)維(wei)網(wang)後(hou),大(da)量(liang)均(jun)勻(yun)分(fen)布(bu)的(de)纖(xian)維(wei)網(wang)限(xian)製(zhi)了(le)混(hun)凝(ning)土(tu)澆(jiao)築(zhu)初(chu)期(qi)不(bu)同(tong)比(bi)重(zhong)物(wu)質(zhi)的(de)相(xiang)對(dui)運(yun)動(dong),首(shou)先(xian)抑(yi)製(zhi)了(le)毛(mao)細(xi)管(guan)的(de)發(fa)展(zhan),進(jin)而(er)抑(yi)製(zhi)了(le)塑(su)性(xing)龜(gui)裂(lie)裂(lie)紋(wen)的(de)產(chan)生(sheng),提(ti)高(gao)了(le)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)整(zheng)體(ti)性(xing)。美(mei)國(guo)聖(sheng)荷(he)西(xi)州(zhou)大(da)學(xue)等(deng)試(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)表(biao)明(ming),纖(xian)維(wei)網(wang)對(dui)混(hun)凝(ning)土(tu)龜(gui)裂(lie)程(cheng)度(du)的(de)控(kong)製(zhi)效(xiao)果(guo),比(bi)普(pu)通(tong)混(hun)凝(ning)土(tu)高(gao)出(chu)90%-100%。這zhe就jiu保bao證zheng了le凝ning固gu後hou的de混hun凝ning土tu,有you較jiao大da的de密mi度du和he發fa揮hui較jiao高gao的de強qiang度du。加jia上shang纖xian維wei網wang的de約yue束shu作zuo用yong,能neng夠gou更geng好hao地di抵di抗kang溫wen度du變bian形xing和he其qi他ta外wai力li引yin起qi的de裂lie縫feng發fa展zhan。
2. 增強了混凝土的抗衝擊性和柔韌性。試驗表明,由於纖維網在混凝土中的牽扯約束作用,混凝土破裂前聚丙烯纖維大約有15%的拉長,承擔了部分破裂能量,從而使混凝土的柔韌性比普通混凝土大約提高40%,抗衝擊能力提高了一倍,抗疲勞性能也增加了三倍。
3.減少了混凝土的滲透性。試驗表明摻量為1.186kg/m3的纖維網混凝土,由於抑製了微裂縫的發展,比普通混凝土可減少79%的滲水。從而也防止和延緩了滲水、潮濕氣體和氯化物等有害介質對混凝土的侵蝕和對受力鋼筋的鏽蝕,延長了建築物的使用壽命。這一特點對貯水工程、海岸工程特別重要。
4.增加了混凝土的耐磨損性能。根據挪威政府公路抗磨損試驗,加纖維網的混凝土,抗磨損能力增加105%,並送減少材料損耗34.4%。
5.經濟性。以橋梁、高速公路路麵,采用厚65mm的耐磨、防震、抗裂的鋪裝層為例,分別用鋼纖維混凝土、聚丙烯纖維網混凝土和用鋼絲加固麵層進行比較。鋼纖維的摻量按“鋼纖維混凝土結構設計與施工規程(CECS38:92)”要求的體積率1-1.5%,取100kg/m3,單價4500元/t;纖維網以標準摻量0.9kg/m3,價格118元計;鋼絲網采用廣州市路麵工程 |