【混凝土纤维】在混凝土中加入聚丙烯纤维的作用是什...

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1770～2000℃耐火温度
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产品详情

聚丙烯是一种结构规整的结晶型聚合物 , 为乳白色、无味、*** 、质轻的热塑性塑料 ,密度为 0. 90～0. 91 g/ cm3 , 是现有树脂中最轻的一种。它不溶于水 ,熔点为 165～170 ℃。耐热性能良好 , 在 121～160 ℃连续耐热。聚丙烯几乎不吸水 ,与大多数化学品 ,如酸、碱和有机溶剂接触不发生作用 ,物理机械性能良好。抗拉强度 3. 3 ×10 7～4. 14 ×10 7 Pa , 抗压强度 4. 14 ×10 7～5. 51 ×10 7 Pa ,抗弯曲强度 4. 14 ×10 7～5. 51 ×10 7 Pa ,伸长率 200 %～ 700 % , 洛氏硬度 R85～ R110 , 因此赋予聚丙烯较好的加工性能。聚丙烯可纺、可塑、注射、吹膜、拉膜以及真空成型等。热加工体积收缩率为 1. 6 %～2. 0 % 。 1 聚丙烯纤维的性能近十多年来 ,纤维混凝土在改进混凝土裂缝中已成为越来越重要的角色 , 特别是单丝聚丙烯纤维更以其成本低及改善混凝土性能的***效果 ,受到了工程界的注意。实践证明 ,纤维对混凝土有阻裂作用。表 1 列出几种单丝状合成纤维的物理性能 ,并与混凝土进行比较。从表 1 可看出这些纤维的杨氏模量均低于混凝土 ,但它们可在混凝土中起阻裂的作用。目前国产聚丙烯年产量约为 190 万 t , 但用于纤维混凝土的 “短丝”很少。经浸水试验证明 ,国产纤维浸水后纤维聚堆 , 在混凝土搅拌过程中结团 , 不能均匀分布。而以美国产杜拉纤维为代表 , 在技术上进行了重要的改进 , 其纤维浸水后能分布均匀 , 具有高强、抗老化能力 ,对酸、碱、紫外线等具有较高的抵御能力 ,在混凝土中能长期保持良好的工作性能 ,可有效地控制混凝土塑性收缩及裂纹问题 , 改善混凝土的抗裂、抗渗性能 , 有效提高抗冲击及防冻能力 , 已大量用于地下工程防水 , 工业与民用建筑的屋面、墙面、地面以及高速公路、桥梁工程中。 2 杜拉纤维与混凝土强度的关系应用杜拉纤维增强混凝土来提高混凝土的抗裂性、韧性和抗疲劳等性能已成为工业与民用建筑中的重要途径 , 为使建筑工程界设计与施工有一套可遵循的杜拉纤维混凝土的强度标准 ,通过对它进行系列试验数值分析的结果 , 编出了与国家混凝土规范相适应的强度标准。该标准中 C45～C80 纤维混凝土所对应的力学指标比普通混凝土高出 2. 5 % 、 5 %、 7. 5 % 。变形模量 EDK 值随纤维掺率 Pf 的增加而增大 , 当纤维掺率 Pf ≤1 %时 , EDK 值可增大 15 %。杜拉纤维与钢纤维、玻璃纤维、尼龙纤维等同为混凝土增强用纤维 ,在水泥基体中起的主要作用是 : 阻止基体中原有微裂缝的扩展并延缓新裂缝的出现 ;提高基体的抗变形能力从而改善其韧性与抗冲击特性。不同的纤维有各自的技术特性 , 所增强的方面各有所长 , 也各有所短 , 只有充分发挥材料的复合效应 ,才能综合解决工程中所遇到的问题。 3 用聚丙烯纤维配制高性能混凝土一般提高混凝土的抗压强度对混凝土的抗拉作用不大 , 而加入纤维后 , 可使混凝土在受弯开裂后 ,能承受一定的弯曲荷载 ,这种特性称为韧性。这种低弹性模量纤维混凝土受弯开裂后的弯曲特性与钢纤维等高弹性模量纤维混凝土有较明显的差别。因此 ,提高混凝土材料的韧性 , 改善其脆性 , 将会有很大的经济意义。 3. 1 纤维混凝土的不同特点合成纤维作为混凝土的增强材料 , 与钢纤维相比较 ,其相似与差异处如表 2 所示。 3. 2 合成纤维的掺量用于混凝土的掺量为 0. 7 ～ 1. 5 kg/ m3 , 用于砂浆的掺量 0. 7 ～ 0. 9 k g/ m3 。根据砂石料、水泥用量的变化及抗裂的要求 ,可适当增加或减少掺量 ,最高掺量 1. 8 kg/ m3 ,***掺量 0. 5 kg/ m3 。经计算增加的工程造价 : 混凝土约100 元/ m3 ,砂浆抹面 1. 9～2. 3 元/ m2 。徐至钧 , 1937 年生 , 浙江上虞人 , 香港恒律发展有限公司 , 总工程师 , 教授级***工程师 , 100037 ,北京收稿日期 :2001 - 08 - 24 表 2 合成纤维与钢纤维对混凝土增强的比较 900～1100 600～700 900～960 200～300 330～414 1～4 14～17. 5 16～18 5 5～6 3. 5～5 30～40 14～15 6～9 18～20 3～3. 5 15～18 0. 01～0. 02 名称抗拉强度/ MPa 杨氏模量/ GPa 聚酯聚丙烯腈尼龙聚乙烯聚丙烯素混凝土密度/ (g/ cm3 ) 1. 35 1. 18 1. 16 0. 96 0. 91 2. 3～2. 4 极限延伸率/ % 表 1 合成纤维的主要物理性能与混凝土对比单丝直径/ mm 杨氏模量/ GPa 对比项目相似处差异处密度/ (g/ cm3 ) 合成纤维钢纤维可三维乱向分布于混凝土内抗拉极限强度接近不受水泥高碱度水化产物的侵蚀聚丙烯 0. 91 尼龙 1. 16 0. 025～0. 062 0. 25～0. 64 3. 5～6 200 7. 8 建筑技术 Architecture Technology 第 33 卷 (2002 年) 第 1 期 Vol . 33 No. 1