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聚丙烯仿钢纤维增强混凝土的研究和应用

2020-03-05 14:35:02

混凝土是一种脆性材料, 断裂破坏呈脆性特征掺入纤维对混凝上的变形和微裂缝的发展有一定的制约 作用,有利于分散裂缝,能够使混凝土显现出一定程度的延性特征,有效地提高混凝土的抗裂、抗疲劳和 抗冲击性能。纤维增强混凝土有金属纤维、无机纤维和有机纤维增强混凝土三大类在现浇混凝土工程中普遍应用了聚丙烯仿钢纤维及有机纤维的合成纤维中d=l0~20u m, L=12mm或19mm的聚丙烯短丝细纤维(杜拉纤维即是其 中的-种)作为增强材料。

聚丙烯仿钢纤维

一、仿钢纤维

聚丙烯仿钢纤维具有强度高、 耐酸碱性强、表面有浅浅的压痕,与混凝土握力强等特点,能明显改善混凝土的 抗弯强度和抗弯曲韧性,增加混凝土的抗冲击和抗疲劳性能,减少收缩裂缝。

混凝土的粗骨料为Dmax =25mm,用长度L=38mm的改性聚丙烯纤维-仿钢纤维作增强纤维时, Dmax/L≈2/3,应有比聚丙烯短丝细纤维更好的效果.同时还考虑到将仿钢纤维的直径减小为d=0.5mm、长 度不变,同样的掺量,根数几乎增加一倍,此时纤维的L/d=76, 应有更好的增强、阻裂效果.仿钢纤维见。

二、混凝土的抗渗性

按照高性能混凝土技术途径配制的聚丙烯纤维增强混凝土密实性好,加以引气剂的作用,混凝土中有较多的分散、封闭的微小气泡存在,经试验达到2.2MPa后,立即下机将试件劈裂检查,平均渗水高度仅10.8mm.抗渗性不仅满足P20设计要求,而且抗渗能力有较大的余量,说明这些纤维是分散的、互不连通, 并不影响混凝士的抗渗性.

三、混凝土的抗冻性

本项目混凝土从搅拌出站到泵出,含气量略有损失,混凝土出泵后测含气量仍然控制在4.0%~ 5.0% 范围.采用快冻法试验,抗冻性能达到F250,超过了设计要求.。

四、混凝土的抗渗性

按照高性能混凝土技术途径配制的聚丙烯纤维增强混凝土密实性好,加以引气剂的作用,混凝土中有 较多的分散、封闭的微小气泡存在,经试验达到2.2MPa后,立即下机将试件劈裂检查,平均渗水高度仅10.8mm.抗渗性不仅满足P20设计要求,而且抗渗能力有较大的余量,说明这些纤维是分散的、互不连通, 并不影响混凝士的抗渗性。

聚丙烯仿钢纤维

五、混凝土的抗冻性

本项目混凝土从搅拌出站到泵出,含气量略有损失,混凝土出泵后测含气量仍然控制在4.0%~ 5.0% 范围.采用快冻法试验,抗冻性能达到F250,超过了设计要求。

聚丙烯仿钢纤维增强混凝土和细丝的聚丙烯纤维已有一些工程应用的报导,而用较粗的改性聚丙烯纤维仿钢纤 维,按低体积率短丝乱向排列的增强混凝土,尚未见用于预拌混凝土、泵送施工的工程聚丙烯纤维厂家认为改性聚丙烯仿钢纤维有以 下优点:

1、掺入少量仿钢纤维即可明显提高混凝土韧性. V=0.11%时,试件破坏即显示出明显的韧性特征.

2、掺入仿钢纤维可抑制混凝土的收缩,改善混凝土的抗渗与抗碳化性能,提高混凝土的抗裂性能与耐= 久性

3、仿钢纤维应用到混凝土中,可获得明显的经济效益.为达到同样增强目的,钢纤维的参考用量为30~100 kg/m', 约需150~500元/m’.仿钢纤维具有重量轻, 单方混凝土用量小,按1~3kg/m?掺量、目前5万 元/t,约需50~150元/m';而且投料方便,搅拌易分散不结团、拌合物施工性能好、易泵送:对搅拌设备 和泵送设备磨损小的特点仿钢纤维不会因锈蚀在混凝土表面出现点点锈斑,对清水混凝土尤为实适用。仿钢纤维有较好的综合技术经济效益.




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