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chu90%-100%。zhejiubaozhengleningguhoudehunningtu,youjiaodademiduhefahuijiaogaodeqiangdu。jiashangxianweiwangdeyueshuzuoyong,nenggougenghaodidikangwendubianxingheqitawailiyinqideliefengfazhan。
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。 |