聚丙烯纖維白色,半透明,呈網(wǎng)狀或束狀單絲結(jié)構(gòu)(如圖),在混凝土中攪拌時(shí)分散成絲狀。纖維的材料性能見(jiàn)表1。

      聚丙烯纖維是一種新型的混凝土增強(qiáng)纖維,被稱為混凝土的“次要增強(qiáng)筋”(即不代替受力鋼筋),對(duì)混凝土的性能產(chǎn)生如下影響:
      抑制了塑性收縮裂縫,提高了混凝土的連續(xù)性和穩(wěn)定性
      大量的工程實(shí)踐也都證明,聚丙烯纖維的使用對(duì)減少混凝土塑性收縮和防止開(kāi)裂作用十分明顯。對(duì)聚丙烯纖維減少收縮裂縫的機(jī)理一般認(rèn)為是由于短切亂向分布的聚丙烯纖維的存在,起到了象篩子一樣的作用,抑制了混凝土的顆粒下沉,從而減少了混凝土中水溢出而形成的毛細(xì)通道,減少了泌水現(xiàn)象。
      由于聚丙烯纖維抑制了混凝土的塑性收縮,克服了原生裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展,因而聚丙烯纖維混凝土抗?jié)B性得到了提高。少量短切聚丙烯纖維加入混凝土后可增加混凝土的致密性,有效的防止和延緩了滲水、潮濕氣體和氯化物有害物質(zhì)對(duì)混凝土的侵蝕和受力鋼筋的銹蝕,從而提高了建筑物的耐久性。
      摻加聚丙烯纖維可以顯著改善混凝土的抗沖擊特性。究其原因是由于纖維有著較大的吸收能量的能力。聚丙烯纖維體積摻量為0.1%和0.2%時(shí),能使混凝土初裂后繼續(xù)吸收沖擊能量的能力△ W分別提高2.62和3.83倍,說(shuō)明聚丙烯纖維混凝土較普通混凝土具有比較好的延性。
      表征混凝土韌性的另一性能是抗破碎性。圖3、圖4分別為素混凝土和聚丙烯纖維混凝土在抗壓試驗(yàn)中達(dá)到最大荷載時(shí)的破壞示意圖。從圖3、圖4中可以看出,素混凝土由于環(huán)箍效應(yīng),加壓至最大荷載后四周混凝土破碎剝落,試塊呈棱錐體狀;而纖維混凝土由于大量的聚丙烯纖維(每立方米大約千萬(wàn)根的數(shù)量級(jí))隨機(jī)分布于混凝土中,使混凝土的變形性能有顯著提高,在達(dá)到最大荷載后仍不破碎,這對(duì)地震破壞的建筑結(jié)構(gòu)中人員和財(cái)產(chǎn)安全有很大意義。

      混凝土的抗凍融性能是耐久性的表征,也是寒冷地區(qū)混凝土所必須的性能要求。有研究表明,摻少量短切聚丙烯纖維的混凝土按混凝土抗凍試驗(yàn)法,經(jīng)25次反復(fù)凍融,無(wú)分層與龜裂等現(xiàn)象發(fā)生。董建偉等報(bào)道摻入少量聚丙烯纖維的混凝土,經(jīng)反復(fù)凍融100次后強(qiáng)度仍符合要求。究其原因,由于纖維在混凝土材料內(nèi)部各方向上的隨機(jī)均勻分布,對(duì)材料整體產(chǎn)生微加筋作用,緩解了溫度變化而引起的混凝土內(nèi)部應(yīng)力的作用,阻止了溫度裂縫的擴(kuò)展;同時(shí),聚丙烯纖維混凝土抗?jié)B能力的提高也有利于其抗凍能力的提高。
      聚丙烯纖維混凝土的抗壓強(qiáng)度與素混凝土相當(dāng),但能在一定程度上提高彎曲強(qiáng)度,提高的程度與纖維摻量有關(guān)。聚丙烯纖維混凝土的其他性能,如:由于聚丙烯纖維有一定的化學(xué)惰性,在酸性、堿性環(huán)境下幾乎不發(fā)生變化,從而提高了混凝土在海水環(huán)境下的耐腐蝕性;由于聚丙烯纖維熔點(diǎn)較高(162℃左右),在發(fā)生火災(zāi)高溫時(shí)能熔化形成氣體通道,從而能有效的防止高強(qiáng)度混凝土的爆炸,因此有學(xué)者提出,聚丙烯纖維混凝土可作為高層建筑防火混凝土。

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