水泥混凝土專用單絲纖維，又稱為工程纖維、混凝土纖維、抗裂纖維、防裂纖維或合成纖維，塑料纖維等，是一種以聚丙烯為主要原料，以獨特生產(chǎn)工藝制造而成的高強度束狀單絲纖維。加入混凝土或砂漿中可有效的控制混凝土（砂漿）固塑性收縮、干縮、溫度變化等因素引起的微裂縫，防止及抑止裂縫的形成及發(fā)展，大大改善混凝土的阻裂抗?jié)B性能，抗沖擊及抗震能力，可以廣泛的使用于地下工程防水，工業(yè)民用建筑工程的屋面、墻體、地坪、水池、地下室等，以及道路和橋梁工程中。
水泥專用單絲纖維的物化性能
常用規(guī)格：TB-PP-20S(TB-20)
注：長度范圍3-50mm，可根據(jù)客戶要求生產(chǎn)
纖維增強高性能混凝土的概述
水泥混凝土材料是目前世界上應(yīng)用最廣泛的人造建筑材料，但混凝土因脆性而容易產(chǎn)生裂縫是其固有的弱點，普通高強混凝土其抗拉強度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于抗壓強度，而易發(fā)生脆性破壞，影響了工程的使用壽命。隨著我國城市建設(shè)的高速發(fā)展，建筑技術(shù)的不斷革新，高層建筑、高架路橋、地鐵交通等都對混凝土的性能提出了諸如：高抗拉抗壓、高韌性、高抗?jié)B、阻裂、易于施工等更高的要求，于是在改造混凝土的過程中，纖維增強混凝土應(yīng)運而生。
纖維增強混凝土，即是在普通混凝土中摻加或合成纖維或鋼纖維或玻璃纖維或碳纖維等，這體現(xiàn)了復(fù)合材料設(shè)計的思想，尤其是合成纖維增強混凝土，既保留了混凝土原存的高抗壓性的特點，又能大大增加其抗裂性能、韌性、及抗?jié)B性、列加符合現(xiàn)代高新建筑工程的要求。
TB-Fiber砼伴水泥混凝土專用纖維的作用機理
由美國的Remuald和Baton提出的纖維間距理論，根據(jù)線彈性斷裂力學(xué)來說明纖維對于裂縫發(fā)生和發(fā)展的約束作用。此理論認(rèn)為聚丙烯纖維摻入混凝土中可降低混凝土體內(nèi)裂縫尖端的應(yīng)力集中系數(shù)。
根據(jù)Remuald的理論分析，當(dāng)水泥基體中纖維的平均中心距＜7.6mm時，纖維混凝土的抗拉或抗彎初裂強度均得以明顯提高，他還推導(dǎo)出了呈三維亂向分布的纖維平均中心間距的計算公式：
纖維在混凝土中的阻裂效應(yīng)很大程度上取決于纖維的平均間距S值與單位體積纖維混凝土中纖維的根數(shù)N值。
Krenchel推導(dǎo)出的S值和N值計算公式如下：
由式（2）（3）可看出，當(dāng)W為恒定值時，纖維直徑d越小，比重γ越小，則纖維間距S也越小，纖維根數(shù)N值越大。根據(jù)以上（2）（3）式計算的三種纖維的S值和N值如下表：
TB-Fiber水泥混凝土專用纖維對混凝土的增強功能
■對混凝土的阻裂作用：
TB-fiber纖維在混凝土中呈三維立體分布，可有效的降低微裂縫尖端的應(yīng)力集中，可使混凝土或砂漿因干縮引起的拉應(yīng)力消弱或消除，阻止微裂縫的發(fā)生和擴展。在塑性混凝土中，TB-fiber起到了支撐集料的作用，可以減少和抑制混凝土的離析傾向，故而減少甚至阻止了混凝土的表層裂縫的產(chǎn)生。
附：關(guān)于評價纖維混凝土或砂漿抗裂性能的試驗檢測方法，現(xiàn)在尚無國家標(biāo)準(zhǔn)，一般多參照美國材料與試驗協(xié)會（ASTM）介紹的由Paul•p•Kraai提出的測試方法（發(fā)表于《Concorte Construetion》雜志（1984年7月的第663頁））：試驗時用砂漿的重量配合比為：水泥:砂漿=1:3.3，水灰比=0.55，用木模或鋼模澆注成型為板狀試件后，暴露于實驗室空氣中，并置于風(fēng)扇之下，以10~15m/小時迅速吹向試件。實驗室溫度為22±2℃，相對濕度為24±1%，經(jīng)3小時后，關(guān)閉風(fēng)扇，然后將試件轉(zhuǎn)移至室外暴露21小時，用計數(shù)法評估試件在齡期為24小時的裂縫情況。
■對混凝土抗?jié)B性能的改善：
TB-fiber纖維可有效的減少混凝土的塑性裂縫，并抑制裂縫的發(fā)展和相互貫通。均勻分布的纖維單絲形成了承托體系，阻礙了表面析水和集料的沉降，降低了混凝土的泌水性，減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?jié)B性有明顯的提高。
實驗條件：按國標(biāo)GBJ82-85的規(guī)定進行
混凝土的配合比: 水泥:砂=1:1.7,水灰比=0.4
試件齡期為28天
初始水壓為0.1MPa,之后每經(jīng)8小時增加0.1MPa,最大達到1.4MPa為止
■對混凝土抗凍融性的提高：由于混凝土中的TB-fiber纖維的存在可以有效的減少多次凍融循環(huán)而引起的混凝土內(nèi)的抗拉應(yīng)力集中，阻止了微裂縫的進一步擴展。另外，由于混凝土抗?jié)B性的提高，當(dāng)然也有利于改善其抗凍融性。
圖4：纖維對混凝土的抗凍融性的影響
實驗條件：混凝土的配合比： 水泥:碎石:砂=1:4:3,水灰比=0.6
試件尺寸為100×100×350mm圓柱形, 齡期為28天
凍結(jié)溫度為-17±1℃,解凍溫度8±1℃,共進行300次凍融循環(huán),每一循環(huán)為4小時
■對混凝土抗沖擊性和韌性的提高
TB-fiber纖維有助于吸收混凝土構(gòu)件受沖擊時的動能，并且由于纖維的阻裂效應(yīng)，在混凝土受沖擊荷載作用時，纖維可以阻內(nèi)部裂縫的迅速擴展，故而可以有效的增進混凝土的抗沖擊性和韌性。
圖2：纖維對混凝土抗沖擊強度的影響
實驗條件：按國標(biāo)GB/T15231.5-94的規(guī)定進行
混凝土的配合比: 水泥:砂=1:2,水灰比=0.38
試件尺寸為:120×50×10mm×6塊,齡期為28天
圖3：纖維隨摻量對混凝土韌性的影響
■對混凝土耐久性的改善：
TB-fiber纖維由于良好的阻裂效果，從而大大減少裂縫的發(fā)生和發(fā)展，內(nèi)部孔隙率的降低，使得外部環(huán)境中的水分腐蝕性和化學(xué)介質(zhì)，氯鹽等的侵蝕、滲透減緩，也就是說，需要由裂縫提供的使破壞性、腐蝕性作用逐漸滲透并擴大的渠道，由于裂縫的大量減少，而變得微乎其微，對結(jié)構(gòu)主筋的銹蝕的危害減少，從而使混凝土的耐久性得到極大的改善和提高。
■對混凝土耐火性能的提高：
在混凝土中，尤其是高強混凝土中摻加TB-fiber纖維，可有效的提高混凝土的耐火性和發(fā)生火災(zāi)時的安全性。高強混凝土具有相當(dāng)?shù)拿軐嵭裕诨鹧嬷幸蚧炷羶?nèi)部的自由水與分解的化學(xué)水受熱形成的高壓蒸氣難于逸出，常導(dǎo)致混凝土構(gòu)件的突然爆裂和坍塌，危害嚴(yán)重。
纖維混凝土，由于大量均勻分布的聚丙烯單絲纖維形成的立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，當(dāng)在火焰炙烤的混凝土構(gòu)件內(nèi)部溫度上升到165℃以上時，纖維熔化，形成內(nèi)部連道的孔道以供強高壓蒸氣從混凝土內(nèi)部逃逸，所以可有效的避免火災(zāi)環(huán)境下的爆裂。
|
|
