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聚丙烯纖維可提高混凝土的抗裂性能

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聚丙烯纖維可提高混凝土的抗裂性能

發布日期:2019-02-10 作者: 點擊:

碳鋼纖維混凝土産生裂縫的原因主要為三種:外荷載直接應力引起的裂縫,即按常規計算的主要應力引起的裂縫;外載作用下,結構次應力引起的裂縫:由變形引起的裂縫,如溫度、收縮和膨脹、不均勻沉降等因素引起的裂縫。裂縫通常由其中一種或幾種因素共同作用而形成,而三種産生裂縫的因素中,尤以變形變化引起的裂縫最多,占80%以上。要提高混凝土的抗裂能力,可适當增配構造鋼筋,但這種方法隻是對抵抗由于外荷載應力引起的裂縫有效,而對于第三種裂縫,尤其是塑性收縮裂縫,單靠配構造鋼筋是難以奏效的,因為鋼筋難以細密分布,而聚丙烯纖維則可彌補這方面的不足。當在混凝土中摻入适量的聚丙烯纖維後,由于聚丙烯纖維與水泥基集料有極強的結合力,可以迅速而輕易地與混凝土材料混合,分布均勻而細密。 

聚丙烯纖維在控制混凝土的塑性收縮裂縫上的主要作用為:阻滞塑性收縮裂縫的産生和限制裂縫的發展。混凝土的塑性開裂主要發生在混凝土硬化之前,特别是在混凝土澆注後4~5小時之内,此階段由于水分的蒸發和轉移,混凝土内部的抗拉應變能力低于塑性收縮産生的應變,因而引起混凝土内部塑性裂縫的産生。而摻入了聚丙烯纖維後,由于聚丙烯纖維分布均勻,起到類似篩網的作用,減緩了由于粗粒料的快速失水所産生的裂縫,延緩了第一條塑性收縮裂縫出現的時間。而當裂縫出現後,聚丙烯纖維的存在又使得裂縫尖端的發展受到限制,裂縫隻能繞過纖維或把纖維拉斷來繼續發展,這就需要消耗巨大的能量來克服纖維對裂縫發展的限制作用,纖維的體積摻量越大,這種限制作用越強。而在普通混凝土中裂縫的尖端沒有受到這樣的限制作用,可自由發展,這就使得普通混凝土中的裂縫比加入纖維的混凝土中的裂縫要寬、要長。如圖1所示,混凝土塑性收縮裂縫面積、裂縫最大縫寬及失水速率均随着纖維體積含量的增大而顯著降低,說明聚丙烯纖維有效地提高了混凝土的抗裂性能。  

      另外,聚丙烯纖維阻裂和細化裂縫的作用,明顯地改善了水泥石的結構,使水泥石中原生的微裂紋減少、裂縫寬度減小,這必然使水泥硬化體的抗滲性和韌性得到相當程度的提高。

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