聚丙烯纤维增强混凝土

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1、聚丙烯纤维增强混凝土XXX（辽宁工业大学土木建筑工程学院，锦州）摘要纤维增强混凝土可以弥补一般混凝土的脆性缺陷。美、英、苏、日、中等国家先后对其进行了大量研究及应用。聚丙烯纤维作为各种纤维材料中的一种，以其极好的化学稳定性和优良的技术经济性能,在水泥基复合材料中得到日益广泛的应用。本文将介绍用于增强混凝土的各种聚丙烯纤维的特点及主要性能以及对国内外聚丙烯纤维增强混凝土的理论研究进展和应用研究。关键词:纤维混凝土聚丙烯纤维性能进展Fiberreinforcedconcretecanmakeupforthebrittlenessofconcrete.TheUnitedStates,Br

2、itain,Japan,Su,middle-incomecountrieshaveconductedalotofresearchandapplicationofthe.Polypropylenefiberisakindofallkindsoffibermaterials,withitsperfectchemicalstabilityandexcellenttechnicalandeconomicperformance,iswidelyusedincementbasedcompositematerials.Thispaperwillintroduceforenhancedandthe

3、maincharacteristicsofpolypropylenefiberconcreteandpolypropylenefiberreinforcedonthedomesticandforeignresearchprogressandapplicationoftheoreticalresearchofconcrete.　　　关键词:纤维混凝土聚丙烯纤维性能进展Keywords:progressinpolypropylenefiberpropertiesoffiberreinforcedconcrete聚丙烯纤维具有耐化学腐蚀、湿强度高、加工性好、质轻、蠕变收缩小、价格低廉和在

4、低掺量下对混凝土的抗裂、增韧效果显著等优良的技术经济性能,因而在建筑工程中得到越来越广泛的应用。利用纤维来改善混凝土的物理力学性能由来已久，由于聚丙烯纤维的加入，在混凝土硬化收缩和自由水分挥发收缩时,能够阻止微裂缝发展,有效抑制混凝土早期干缩微裂纹及离析裂纹的产生和发展,大大增强混凝土的抗裂抗渗能力;另一方面,聚丙烯纤维增强混凝土中的聚丙烯纤维能与水泥基体共同承受外力,在受荷初期,基体是主要承受外力者,当基体发生开裂后,横跨裂缝的纤维就成为外力的主要承受者,若纤维体积掺量超过某一临界值,即临界体积掺量，则复合材料可继续承受较高的荷载并产生较大的变形,直至最后聚丙烯纤维被拉断或从基体

5、中拔出而破坏。总之,聚丙烯纤维既能在混凝土硬化形成强度时影响其微观结构又能改变混凝土受力时的应力-应变特性。1聚丙烯纤维对混凝土的影响1.1工程上应用较多的几种聚丙烯纤维1.1.1经表面改性的束状单丝纤维未经改性的聚丙烯纤维表面是憎水的,不利于形成良好的纤维一混凝土基体界面。采用硅氧烷、烷基磷酸盐等表面处理剂对传统聚丙烯纤维进行表面改性,可以改善纤维在混凝土基体中的分散性,提高纤维一基体的粘接强度,充分发挥出纤维增强混凝土的各项优势。1.1.2网状纤维使用在高温高压下为聚合物的良溶剂、但在常温常压下为该聚合物贫溶剂的溶剂对溶解聚合物进行闪蒸纺丝,可以直接制备出高度原纤化的三维结构的

6、网状纤维。美国纤维网公司(Fibermesh)生产束状网形式纤维的技术比较成熟,这种纤维目前已广泛应用于包括中国在内的许多国家的混凝土工程中。1.1.3微孔纤维在纺丝过程中添加一定粒度的无机粒子,进行常规纺丝或膜裂纺丝,然后进行高倍拉伸,纤维产生不规则的原纤化,在纤维表面形成粗糙、不规则的微孔,从而有利于加强纤维-混凝土界面的粘结。东华大学王依民等将p晶成核剂添加到切片中进行共混纺丝,拉伸时晶型转变为a晶,导致体积收缩而产生微孔,制得微孔纤维。1.1.4膜裂纤维用膜裂工艺可生产出原纤化的膜裂纤维。掺入膜裂纤维的混凝土,纤维与混凝土基体的粘接强度较高,可以起到增韧、阻裂等综合效果。1

7、.2聚丙烯纤维的掺入对混凝土的影响1.2.1提高混凝土的抗裂性能经过改性的聚丙烯纤维以很小的掺量掺人混凝土中,就可取得显著的抗裂效果。原因在于:混凝土产生裂纹源之后，高度分散的聚丙烯纤维以及每根纤维表面、两端的微纤在混凝土基体中充分发挥搭接作用和牵制作用,起到“次级加强筋”的效果,从而有效抵制裂纹的进一步扩展。例如体积掺量0.05%的聚丙烯纤维增强混凝土,抗裂能力可提高近70%。1.2.2提高混凝土的抗冲击性能提高混凝土的抗冲击性能是纤维增强混凝土的共同特点。在一定范