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水泥混凝土专用单丝纤维
2014/11/26 阅读次数:[492]

水泥混凝土专用单丝纤维,又称为工程纤维、混凝土纤维、抗裂纤维、防裂纤维或合成纤维,塑料纤维等,是一种以聚丙烯为主要原料,以独特生产工艺制造而成的高强度束状单丝纤维。加入混凝土或砂浆中可有效的控制混凝土(砂浆)固塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起的微裂缝,防止及抑止裂缝的形成及发展,大大改善混凝土的阻裂抗渗性能,抗冲击及抗震能力,可以广泛的使用于地下工程防水,工业民用建筑工程的屋面、墙体、地坪、水池、地下室等,以及道路和桥梁工程中。
水泥专用单丝纤维的物化性能
常用规格:TB-PP-20S(TB-20)

注:长度范围3-50mm,可根据客户要求生产
纤维增强高性能混凝土的概述
    水泥混凝土材料是目前世界上应用最广泛的人造建筑材料,但混凝土因脆性而容易产生裂缝是其固有的弱点,普通高强混凝土其抗拉强度远远低于抗压强度,而易发生脆性破坏,影响了工程的使用寿命。随着我国城市建设的高速发展,建筑技术的不断革新,高层建筑、高架路桥、地铁交通等都对混凝土的性能提出了诸如:高抗拉抗压、高韧性、高抗渗、阻裂、易于施工等更高的要求,于是在改造混凝土的过程中,纤维增强混凝土应运而生。
    纤维增强混凝土,即是在普通混凝土中掺加或合成纤维或钢纤维或玻璃纤维或碳纤维等,这体现了复合材料设计的思想,尤其是合成纤维增强混凝土,既保留了混凝土原存的高抗压性的特点,又能大大增加其抗裂性能、韧性、及抗渗性、列加符合现代高新建筑工程的要求。
TB-Fiber砼伴水泥混凝土专用纤维的作用机理
    由美国的Remuald和Baton提出的纤维间距理论,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。此理论认为聚丙烯纤维掺入混凝土中可降低混凝土体内裂缝尖端的应力集中系数。
    根据Remuald的理论分析,当水泥基体中纤维的平均中心距<7.6mm时,纤维混凝土的抗拉或抗弯初裂强度均得以明显提高,他还推导出了呈三维乱向分布的纤维平均中心间距的计算公式:

    纤维在混凝土中的阻裂效应很大程度上取决于纤维的平均间距S值与单位体积纤维混凝土中纤维的根数N值。
    Krenchel推导出的S值和N值计算公式如下:

    由式(2)(3)可看出,当W为恒定值时,纤维直径d越小,比重γ越小,则纤维间距S也越小,纤维根数N值越大。根据以上(2)(3)式计算的三种纤维的S值和N值如下表:

TB-Fiber水泥混凝土专用纤维对混凝土的增强功能
    ■对混凝土的阻裂作用:
    TB-fiber纤维在混凝土中呈三维立体分布,可有效的降低微裂缝尖端的应力集中,可使混凝土或砂浆因干缩引起的拉应力消弱或消除,阻止微裂缝的发生和扩展。在塑性混凝土中,TB-fiber起到了支撑集料的作用,可以减少和抑制混凝土的离析倾向,故而减少甚至阻止了混凝土的表层裂缝的产生。

    附:关于评价纤维混凝土或砂浆抗裂性能的试验检测方法,现在尚无国家标准,一般多参照美国材料与试验协会(ASTM)介绍的由Paul•p•Kraai提出的测试方法(发表于《Concorte Construetion》杂志(1984年7月的第663页)):试验时用砂浆的重量配合比为:水泥:砂浆=1:3.3,水灰比=0.55,用木模或钢模浇注成型为板状试件后,暴露于实验室空气中,并置于风扇之下,以10~15m/小时迅速吹向试件。实验室温度为22±2℃,相对湿度为24±1%,经3小时后,关闭风扇,然后将试件转移至室外暴露21小时,用计数法评估试件在龄期为24小时的裂缝情况。
    ■对混凝土抗渗性能的改善:
    TB-fiber纤维可有效的减少混凝土的塑性裂缝,并抑制裂缝的发展和相互贯通。均匀分布的纤维单丝形成了承托体系,阻碍了表面析水和集料的沉降,降低了混凝土的泌水性,减少了混凝土的泌水通道,使混凝土中的孔隙率大大降低,故而使混凝土的抗渗性有明显的提高。

实验条件:按国标GBJ82-85的规定进行
          混凝土的配合比: 水泥:砂=1:1.7,水灰比=0.4
          试件龄期为28天
          初始水压为0.1MPa,之后每经8小时增加0.1MPa,最大达到1.4MPa为止
    ■对混凝土抗冻融性的提高:由于混凝土中的TB-fiber纤维的存在可以有效的减少多次冻融循环而引起的混凝土内的抗拉应力集中,阻止了微裂缝的进一步扩展。另外,由于混凝土抗渗性的提高,当然也有利于改善其抗冻融性。

实验条件:混凝土的配合比: 水泥:碎石:砂=1:4:3,水灰比=0.6
          试件尺寸为100×100×350mm圆柱形, 龄期为28天
          冻结温度为-17±1℃,解冻温度8±1℃,共进行300次冻融循环,每一循环为4小时
    ■对混凝土抗冲击性和韧性的提高
    TB-fiber纤维有助于吸收混凝土构件受冲击时的动能,并且由于纤维的阻裂效应,在混凝土受冲击荷载作用时,纤维可以阻内部裂缝的迅速扩展,故而可以有效的增进混凝土的抗冲击性和韧性。

实验条件:按国标GB/T15231.5-94的规定进行
混凝土的配合比: 水泥:砂=1:2,水灰比=0.38
试件尺寸为:120×50×10mm×6块,龄期为28天

    ■对混凝土耐久性的改善:
    TB-fiber纤维由于良好的阻裂效果,从而大大减少裂缝的发生和发展,内部孔隙率的降低,使得外部环境中的水分腐蚀性和化学介质,氯盐等的侵蚀、渗透减缓,也就是说,需要由裂缝提供的使破坏性、腐蚀性作用逐渐渗透并扩大的渠道,由于裂缝的大量减少,而变得微乎其微,对结构主筋的锈蚀的危害减少,从而使混凝土的耐久性得到极大的改善和提高。
    ■对混凝土耐火性能的提高:
    在混凝土中,尤其是高强混凝土中掺加TB-fiber纤维,可有效的提高混凝土的耐火性和发生火灾时的安全性。高强混凝土具有相当的密实性,在火焰中因混凝土内部的自由水与分解的化学水受热形成的高压蒸气难于逸出,常导致混凝土构件的突然爆裂和坍塌,危害严重。
纤维混凝土,由于大量均匀分布的聚丙烯单丝纤维形成的立体网络结构,当在火焰炙烤的混凝土构件内部温度上升到165℃以上时,纤维熔化,形成内部连道的孔道以供强高压蒸气从混凝土内部逃逸,所以可有效的避免火灾环境下的爆裂。

 

   
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