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忻州铜止水
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纤维增强高性能混凝土的概述

水泥混凝土材料是目前世界上应用最广泛的人造建筑材料,但混凝土因脆性而容易产生裂缝是其固有的弱点,普通高强混凝土其抗拉强度远远低于抗压强度,而易发生脆性破坏,影响了工程的使用寿命。随着我国城市建设的高速发展,建筑技术的不断革新,高层建筑、高架路桥、地铁交通等都对混凝土的性能提出了诸如:高抗拉抗压、高韧性、高抗渗、阻裂、易于施工等更高的要求,于是在改造混凝土的过程中,纤维增强混凝土应运而生。

纤维增强混凝土,即是在普通混凝土中掺加或合成纤维或钢纤维或玻璃纤维或碳纤维等,这体现了复合材料设计的思想,尤其是合成纤维增强混凝土,既保留了混凝土原存的高抗压性的特点,又能大大增加其抗裂性能、韧性、及抗渗性、列加符合现代高新建筑工程的要求。

聚丙烯纤维的物化性能

常用规格:FL-pp-20

聚丙烯纤维是一种以以聚丙烯为主要原料,以独特生产工艺制造而成的高强度束状单丝纤维。加入混凝土或砂浆中可有效的控制混凝土(砂浆)固塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起的微裂缝,防止及抑止裂缝的形成及发展,大大改善混凝土的阻裂抗渗性能,抗冲击及抗震能力,可以广泛的使用于地下工程防水,工业民用建筑工程的屋面、墙体、地坪、水池、地下室等,以及道路和桥梁工程中。

注:长度范围3-50mm,可根据客户要求生产

聚丙烯纤维对混凝土的增强功能

对混凝土的阻裂作用

聚丙烯纤维在混凝土中呈三维立体分布,可有效的降低微裂缝尖端的应力集中,可使混凝土或砂浆因干缩引起的拉应力消弱或消除,阻止微裂缝的发生和扩展。

对混凝土抗渗性能的改善

聚丙烯纤维可有效的减少混凝土的塑性裂缝,并抑制裂缝的发展和相互贯通。均匀分布的纤维单丝形成了承托体系,阻碍了表面析水和集料的沉降,降低了混凝土的泌水性,减少了混凝土的泌水通道,使混凝土中的孔隙率大大降低,故而使混凝土的抗渗性有明显的提高。

对混凝土抗冻融性的提高

由于混凝土中的聚丙烯纤维的存在可以有效的减少多次冻融循环而引起的混凝土内的抗拉应力集中,阻止了微裂缝的进一步扩展。另外,由于混凝土抗渗性的提高,当然也有利于改善其抗冻融性。

对混凝土抗冲击性和韧性的提高

T聚丙烯纤维有助于吸收混凝土构件受冲击时的动能,并且由于纤维的阻裂效应,在混凝土受冲击荷载作用时,纤维可以阻内部裂缝的迅速扩展,故而可以有效的增进混凝土的抗冲击性和韧性。

对混凝土耐久性的改善

聚丙烯纤维由于良好的阻裂效果,从而大大减少裂缝的发生和发展,内部孔隙率的降低,使得外部环境中的水分腐蚀性和化学介质,氯盐等的侵蚀、渗透减缓,也就是说,需要由裂缝提供的使破坏性、腐蚀性作用逐渐渗透并扩大的渠道,由于裂缝的大量减少,而变得微乎其微,对结构主筋的锈蚀的危害减少,从而使混凝土的耐久性得到极大的改善和提高。

对混凝土耐火性能的提高

在混凝土中,尤其是高强混凝土中掺加聚丙烯纤维,可有效的提高混凝土的耐火性和发生火灾时的安全性。高强混凝土具有相当的密实性,在火焰中因混凝土内部的自由水与分解的化学水受热形成的高压蒸气难于逸出,常导致混凝土构件的突然爆裂和坍塌,危害严重。

纤维混凝土,由于大量均匀分布的聚丙烯单丝纤维形成的立体网络结构,当在火焰炙烤的混凝土构件内部温度上升到165℃以上时,纤维熔化,形成内部连道的孔道以供强高压蒸气从混凝土内部逃逸,所以可有效的避免火灾环境下的爆裂。

玻璃纤维主要成分

其主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等,根据玻璃中碱含量的多少,可分为无碱玻璃纤维(氧化钠0%~2%,属铝硼硅酸盐玻璃)、中碱玻璃纤维(氧化钠8%~12%,属含硼或不含硼的钠钙硅酸盐玻璃)和高碱玻璃纤维(氧化钠13%以上,属钠钙硅酸盐玻璃)。

玻璃纤维主要特点

原料及其应用:玻璃纤维比有机纤维耐温高,不燃,抗腐,隔热、隔音性好,抗拉强度高,电绝缘性好。但性脆,耐磨性较差。用来制造增强塑料(见彩图)或增强橡胶,作为补强材玻璃纤维具有以下之特点,这些特点使玻璃纤维之使用远较其他种类纤维来得广泛,发展速度亦遥遥其特性列举如下:

(1)拉伸强度高,伸长小(3%)。

玻璃纤维切纱玻璃纤维切纱

(2)弹性系数高,刚性佳。

(3)弹性限度内伸长量大且拉伸强度高,故吸收冲击能量大。

(4)为无机纤维,具不燃性,耐化学性佳。

(5)吸水性小。

(6)尺度安定性,耐热性均佳。

(7)加工性佳,可作成股、束、毡、织布等不同形态之产品。

(8)透明可透过光线。

(9)与树脂接着性良好之表面处理剂之开发完成。

(10)价格便宜。

(11)不易燃烧,高温下可熔成玻璃状小珠。

玻璃纤维材料

玻璃纤维按形态和长度,可分为连续纤维、定长纤维和玻璃棉;按玻璃成分,可分为无碱、耐化学、高碱、中碱、高强度、高弹性模量和耐碱(抗碱)玻璃纤维等。

生产玻璃纤维的主要原料是:石英砂、氧化铝和叶蜡石、石灰石、白云石、硼酸、纯碱、芒硝、萤石磨碎玻璃纤维磨碎玻璃纤维

等。生产方法大致分两类:一类是将熔融玻璃直接制成纤维;一类是将熔融玻璃先制成直径20mm的玻璃球或棒,再以多种方式加热重熔后制成直径为3~80μm的甚细纤维。通过铂合金板以机械拉丝方法拉制的无限长的纤维,称为连续玻璃纤维,通称长纤维。通过辊筒或气流制成的非连续纤维,称为定长玻璃纤维,通称短纤维。

玻璃纤维按组成、性质和用途,分为不同的级别。按标准级规定(见表),E级玻璃纤维使用最普遍,广泛用于电绝缘材料;S级为特殊纤维。

生产玻璃纤维用的玻璃不同于其它玻璃制品的玻璃。国际上已经商品化的纤维用的玻璃成分如下:

玻璃纤维高强玻璃纤维

其特点是高强度、高模量,它的单纤维抗拉强度为2800Mpa,比无碱玻纤抗拉强度高25%左右,弹性模量86000Mpa,比E-玻璃纤维的强度高。用它们生产的玻璃钢制品多用于军工、空间、盔甲及运动器械。但是由于价格昂贵,如今在民用方面还不能得到推广,全世界产量也就几千吨左右。

玻璃纤维AR玻璃纤维

亦称耐碱玻璃纤维,耐碱玻璃纤维是玻璃纤维增强(水泥)混凝土(简称GRC)的肋筋材料,是无机纤维,在非承重的水泥构件中是钢材和石棉的理想替代品。耐碱玻璃纤维的特点是耐碱性好,能有效抵抗水泥中高碱物质的侵蚀,握裹力强,弹性模量、抗冲击、抗拉、抗弯强度极高,不燃、抗冻、耐温度、湿度变化能力强,抗裂、抗渗性能卓越,具有可设计性强,易成型等特点,耐碱玻璃纤维是广泛应用在高性能增强(水泥)混凝土中的一种新型的绿色环保型增强材料。

玻璃纤维A玻璃

亦称高碱玻璃,是一种典型的钠硅酸盐玻璃,因耐水性很差,很少用于生产玻璃纤维。玻璃纤维D玻璃亦称低介电玻璃,用于生产介电强度好的低介电玻璃纤维。

除了以上的玻璃纤维成分以外,如今还出现一种新的无碱玻璃纤维,它完全不含硼,从而减轻环境污染,但其电绝缘性能及机械性能都与传统的E玻璃相似。另外还有一种双玻璃成分的玻璃纤维,已用在生产玻璃棉中,据称在作玻璃钢增强材料方面也有潜力。此外还有无氟玻璃纤维,是为环保要求而开发出来的改进型无碱玻璃纤维。

识别高碱玻璃纤维检验的简单方法是将纤维放在沸水里而煮6—7h,如果是高碱玻硝纤维,经过沸水煮后,经向和纬向的纤维全部变疏松了。按照不同的标准,玻璃纤维的分类方法很多,一般从长度和直径、组成和性能两个角度来划分。



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