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混凝土中让纤维取向分布的方法
发布时间:2021-12-15 浏览次数:224 信息来源:山东兴茂工程材料有限公司

纤维在混凝土中的分散,是在三维空间中乱向分布的。然而,混凝土的收缩和开裂却主要发生在一两个方向上。由于纤维的增强机理,主要是纤维可以桥架在裂纹上控制裂纹的扩展,所以基本可以理解为桥架在裂纹上的纤维,是主要发挥作用的纤维,而没有桥架在裂纹的纤维,是没有发挥作用的纤维。试想一下,在一个长方形的混凝土板中,裂纹产生的方向主要是垂直于长边的方向,那么平行于长边的纤维就是要发挥作用的纤维,而和裂纹共同方向的纤维就无法发挥作用。如果纤维是平均乱向分布,那么在二维平面上,就会有50%的纤维没有发挥作用,即纤维的有效性只有50%。我们又知道,纤维的添加量是有限的,难分散的微米级纤维添加量是混凝土体积分数的0.1%,钢纤维不超过3%,纤维不超过4%。如果能让纤维的有效增强效率更高一些,那相当于进一步提高了纤维的用量,增强效果自然会进一步提高。因此,不要小看纤维的取向,如果纤维真正取向,其增强效果可以翻倍增加,或者纤维用量可以减少一半以上。


 

当然,实现纤维取向并不容易,但如果有意识的去做一些引导,哪怕取向度并没有100%,其增强效果也会有明显提升。那么如何做到纤维取向呢?

 

目前简单有效的取向方案,就是让水泥浆体沿着需要取向的方向流动一会,而流动段越长,纤维取向就会越好。比如浇筑一个平板,只在平板的一侧浇筑,然后让浆体朝另一侧的方向流动,在流动的过程中,纤维就会沿着流动方向取向。当然,纤维在碰到另一侧的模具壁时,纤维又会被撞乱,发生解取向。换一种方法,如果是在平板的多个地方浇筑,流动段很小,那么纤维就不会发生取向,而是乱向分布。

在实际的施工过程中,可以让浆体流动的工艺,还是比较难实现的,可能会影响产量,可能构件尺寸不合适,或者浇筑条件不允许等等。进行生产工艺和机械的调整,确实是比较大的工程。可是,在日本精细化生产的过程中,很多日本企业都开始探索纤维取向的浇筑方法,而事实上有些企业已经做出了纤维高度取向的水泥基材料。

这篇文章可以给做纤维水泥基材料的企业提供一些创新的思路。为了更高质量的产品,我们一起不断精益求精。


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