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纤维具有的哪些性能可以影响对混凝土的增强效果
发布时间:2021-10-14 浏览次数:937 信息来源:山东兴茂工程材料有限公司

很多人在问,到底纤维的哪些性能影响对混凝土的增强效果,又是如何影响的。可以回答这个问题,日后选择纤维时,就知道需要关注纤维的哪些方面了。这样在浇筑混凝土前,就可以有一个定性的判断。

纤维分为早期抗裂纤维和增韧纤维。抗裂纤维,仅对混凝土早期起到抗裂作用,混凝土强度上来后,因为纤维强度低且很软,纤维就失去了增强作用。增韧纤维,是指具有抗裂钢筋网同等作用的纤维,可以给混凝土或水泥砂浆提供韧性。本文章,仅对增韧纤维进行讲解。

 

选择增韧纤维,一定要关注:

1、纤维的长度。极小长度,要跨两个骨料。纤维,可以提供6、10、12、16、20、30、40、60mm的纤维,基本满足各类混凝土和砂浆的需求。

2、纤维的长径比。长径比越高,纤维增强效果越好,但是分散越难。反之,长径比越低,纤维的分散越好,但增强效果越差。因此,对纤维长径比的选择,是一个增强效果和分散性能相平衡的选择。纤维的长径比在50-167之间。

3、纤维的耐久性。聚丙烯PP纤维耐久性非常好,耐酸耐碱耐腐蚀。聚酯PET纤维不耐碱,因此标准中没有把聚酯纤维列入增强混凝土用的纤维。玻璃纤维,不耐碱,即使是耐碱玻纤,也不能用在硅酸盐水泥中,而只能用于低碱度水泥中。钢纤维,不耐水、尤其是盐水腐蚀。纤维属于聚丙烯基材纤维,聚丙烯属于非极性聚合物,在混凝土的碱性环境中,经时温等效的耐久性测试,发现纤维一百年都不会有强度的损失,耐碱性是100%。

4、纤维的掺量。纤维掺量越多,增强效果越好,但是太多的纤维会导致分散不均匀。因此,作为一个好的纤维,其分散性也是一个重要的指标。普通聚丙烯纤维,掺量一般是体积分数0.1%,钢纤维的掺量可以达到2%,进口聚乙烯醇纤维的极高掺量可以达到2%,纤维的掺量可以高达到3-4%。

5、纤维与水泥的粘结力。纤维强度再高,粘结力差,纤维就无法真正发挥作用。纤维通过对聚丙烯进行改性,将纤维与水泥的粘结了提高了2-3倍。

6、纤维的拉伸强度。微米级纤维,直径小于0.1mm,需要关注纤维的拉伸强度。因为微米级纤维非常细,单根承受的拉力很低,当混凝土给纤维一个拉拔的作用时,纤维容易被拉断而失去作用。粗纤维,即直径大于0.1mm的纤维,单根拉力强,因此通常不会被拉断。TMA系列纤维,拉伸强度大于1100MPa,AC系列拉伸强度大于700MPa,PR系列拉伸强度大于550MPa。

7、纤维的弹性模量。弹性模量决定了纤维与混凝土谁先受力。混凝土及水泥砂浆的弹性模量为25-40GPa,纤维模量高于这个值,纤维先受力,低于这个值,纤维后受力。高模量纤维,如钢纤维,其弹性模量是210GPa,远远高于混凝土,因此钢纤维在混凝土开裂前先受力,所以钢纤维可以有效提高混凝土的抗压、抗拉和抗折强度。中模量纤维,如聚乙烯醇PVA纤维,模量为25-42GPa,与混凝土相近,因此纤维会与混凝土同时受力,当混凝土产生微裂纹时,纤维就同时受力,控制微裂纹进一步扩展,因此聚乙烯醇PVA纤维可以让混凝土产生多缝开裂,且裂纹间距很小。同时,由于模量和混凝土相近,纤维不再对混凝土抗压、抗拉和抗折强度有直接贡献,但是纤维可以让混凝土更见完整,裂纹更少,从这个角度间接提高混凝土的抗压、抗拉和抗折强度。纤维,模量较低,虽然可以产生曲挠强化,甚至应变强化的特征,但由于模量低于混凝土,通常时混凝土先开裂,之后纤维才会受力,因此会出现裂纹宽度较大、曲线波动等现象。虽然纤维反映会比混凝土慢,但纤维还是会与混凝土共同受力,提高混凝土的韧性、抗裂性能、抗疲劳和抗冲击性能。

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