膜裂網(wǎng)狀纖維降低高強(qiáng)度混凝土的脆性

高強(qiáng)度混凝土是混凝土技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向，它能適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)向高大跨、高聳、重載方向發(fā)展的需要，符合現(xiàn)代施工技術(shù)采用工業(yè)化生產(chǎn)的要求，但高強(qiáng)度混凝土在材料力學(xué)性能上呈現(xiàn)明顯的脆性，而且極限應(yīng)力變小，易產(chǎn)生劈裂現(xiàn)象，這些不利因素，影響了高強(qiáng)度混凝土的更廣泛的應(yīng)用。聚丙烯纖維網(wǎng)和水泥基料有極強(qiáng)的粘結(jié)力，在混凝土內(nèi)部形成均勻的亂向體系，觀察混凝土試件的破壞形式發(fā)現(xiàn):普通混凝土試件因脆性破壞完全斷裂;而在相同實(shí)驗(yàn)條件下，纖維網(wǎng)混凝土試件僅有兩條不同方向的短裂縫，試件仍保持完整。這反映聚丙烯纖維網(wǎng)能大大提高混凝土的抗裂能力和韌性，對(duì)克服高強(qiáng)度混凝土的脆性有較理想的效果，具有十分重要的工程價(jià)值。

在混凝土中加入了聚丙烯纖維網(wǎng)，可以緩解溫度變化而引起的混凝土內(nèi)部應(yīng)力的作用，阻止溫度裂縫的擴(kuò)展。按混凝土抗凍實(shí)驗(yàn)法，經(jīng)過25次反復(fù)凍融，無分層與龜裂等現(xiàn)象產(chǎn)生。聚丙烯纖維網(wǎng)具有大分子結(jié)構(gòu)，當(dāng)外界溫度為-40℃時(shí)玻璃態(tài)和結(jié)晶態(tài)大分子具有抗收縮性，這種性能恰好補(bǔ)償了混凝土砂漿的熱脹冷縮特性，因此，它作為一種混凝土溫差補(bǔ)償抗裂手段，可廣泛用于寒冷地區(qū)。

在混凝土中加入適量的聚丙烯纖維網(wǎng)后，可以有效地抑制砂漿混凝土早期干縮微裂縫及離析裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，極大地減少收縮裂縫，有效的抑制貫通裂縫的產(chǎn)生。均勻分布、彼此相粘連的纖維起到"承托"骨料的作用，降低了混凝土表面的析水與集料的離析，有效的保證了均勻泌水，從而使混凝土中直徑為50-100nm和大于100nm(1nm=10=9m)的孔隙含量大大降低，使混凝土的抗?jié)B能力提高60%以上。在混凝土腐化池、地下室工程、屋面、儲(chǔ)水池、外墻粉刷等方面，采用聚丙烯纖維網(wǎng)作為解決滲透的防水材料效果顯著。

混凝土中摻入了經(jīng)過特殊工藝處理的聚丙烯纖維網(wǎng)，它和水泥的基料有極強(qiáng)的結(jié)合力，能迅速與混凝土均勻混合。在混凝土內(nèi)部構(gòu)成一種均勻的亂向支撐體系，當(dāng)它們承受拉力和沖擊力時(shí)，均勻分布且數(shù)目眾多的纖維起到吸收能量和分擔(dān)拉力的加強(qiáng)筋作用。所以含纖維網(wǎng)的混凝土具有耐沖擊及抗震的能力。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，如在C50混凝土中加入體積摻量0.1%(0.9kg/m3)聚丙烯纖維網(wǎng)其抗沖擊性能比普通C50混凝土提高1。65倍。這一特性，對(duì)易受到疲勞沖擊的混凝土結(jié)構(gòu)如道路、停車場、停機(jī)坪、機(jī)場跑道、國防設(shè)施等非常有用。

混凝土的塑性開裂主要發(fā)生在混凝土硬化之前，特別是混凝土澆注后4-5小時(shí)內(nèi)，此階段由于水分的蒸發(fā)轉(zhuǎn)移，而引起混凝土內(nèi)部塑性裂縫的產(chǎn)生?；炷林袚饺刖郾├w維網(wǎng)后，由于纖維分布均勻，起到類似篩網(wǎng)作用，延緩或阻止早期混凝土塑性裂縫的發(fā)生和發(fā)展，提高了材料介質(zhì)的連續(xù)性，能使硬化后的混凝土性能得到顯著改善，從而提高了混凝土的抗?jié)B性，避免混凝土中的受力鋼筋直接接觸濕氣、氯化物而產(chǎn)生銹蝕，增加了混凝土的耐腐蝕性，建筑物的壽命。實(shí)驗(yàn)表明，同普通砂漿混凝土相比，和加入體積摻量0.1%(約0.9kg/m3)聚丙烯纖維網(wǎng)，砂漿混凝土的抗裂能力可提高70%左右。

適用于所有類型的混凝土建筑

公路、高速公路的路面和護(hù)欄

飛機(jī)場跑道、停機(jī)坪

隧道、礦井等墻面和頂部的噴射混凝土

水壩、運(yùn)河、儲(chǔ)水池、水渠、游泳池、港口、鹽水建筑

混凝土預(yù)制板材、管材等樓房建筑中的復(fù)合樓板

橋梁的主體結(jié)構(gòu)及路面

混凝土中加入纖維網(wǎng)原則上不改變混凝土的設(shè)計(jì)比配，它的加入不影響其它混凝土外加劑的使用。

摻加比例:標(biāo)準(zhǔn)摻量為0.9kg(1袋)，高摻量為1.8kg(2袋)，最高摻量為2.7kg(3袋)。即每立方米混凝土沙漿攙加纖維網(wǎng)的量一般為0.9kg，攙加量越大，其抗裂效果越好，但一般不超過2.7kg.纖維長度:聚丙烯纖維網(wǎng)用于混凝土的推薦長度為19mm，用于水泥沙漿的長度一般在10-15mm.

攪拌時(shí)間:拌合時(shí)請(qǐng)將纖維網(wǎng)與砂石、骨料、水泥同時(shí)放如攪拌機(jī)內(nèi)然后加水拌合，攪拌時(shí)間應(yīng)不少于3分鐘。

配比設(shè)計(jì):纖維網(wǎng)的加強(qiáng)作用是物理過程，不是化學(xué)過程。在混凝土配比中不需要增加水或改變混凝土配料比例。

攪拌機(jī)選擇:優(yōu)先選用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，若無強(qiáng)制式攪拌機(jī)而使用自落式攪拌機(jī)時(shí)，需打開包裝袋撒入纖維，先與骨料干拌1-2分鐘，再加入水濕拌，總拌合時(shí)間不少于4分鐘。

澆注攤鋪時(shí)，適當(dāng)延長20秒振搗時(shí)間，可使混凝土更密實(shí)，更有利于纖維的三維分布。

增加混凝土的火性:由于高強(qiáng)度的混凝土具有很高的密度，在高溫下因混凝土內(nèi)部的自由水與化學(xué)分解的水所形成的水汽難于溢出。會(huì)導(dǎo)致混凝土中摻入纖維網(wǎng)后，由于混凝土內(nèi)含有大量作亂分布纖維，在火焰中纖維先溶化形成水汽外溢出的通道，從而防止構(gòu)件在火災(zāi)中發(fā)生爆裂。

提高噴射混凝土疲勞強(qiáng)度、減少回彈損失:聚丙烯纖維網(wǎng)噴射混凝土因能大大提高工程和降低總成本，而在世界各國廣泛推廣。它具有高的粘稠性，能形成厚實(shí)混凝土層，大幅度降低混凝土回彈。經(jīng)現(xiàn)場檢測，纖維沙漿在噴射施工時(shí)可減少材料損耗，當(dāng)纖維含量0.9kg/m3時(shí)，砂漿回彈量由原來的24%下降至4-5%，從而大大降低了噴射混凝土砂漿的使用成本。

聚丙烯纖維網(wǎng)也稱砼伴網(wǎng)狀纖維，是由非再生原料生產(chǎn)的100%聚丙烯產(chǎn)品，其原材料是經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)精選出來，采用纖化工藝加工而成。它的原始狀態(tài)呈集束狀(每束含5-8小束)，每小束展開后呈網(wǎng)片狀。纖維攪拌初始，由于呈束狀很容易在攪拌中分散形成初步的均勻分布;攪拌中期，每小束纖維被骨料沖擊展開成網(wǎng)形，且每根網(wǎng)絲裹著水泥;隨著攪拌的深入，網(wǎng)絲被完全撕開，最終完成單絲狀纖維的均勻分布。若每立方混凝土加入0.9kg，將有700萬根以上纖維呈三維立體狀分布，作用，從而起到改善并交織成網(wǎng)，互為混凝土的性能。

聚丙烯纖維網(wǎng)混凝土可以控制塑性沉降和塑性收縮龜裂，表面形成質(zhì)地均勻泌江膠膜，能增強(qiáng)混凝土耐磨性能。測試表明:聚丙烯纖維網(wǎng)混凝土能提高耐磨強(qiáng)度50%，因而使混凝土在相同負(fù)荷的條件下，使用壽命提高一倍，尤其適用于水工建筑中受水力、砂石沖刷磨損，破壞嚴(yán)重的部位。

聚丙烯纖維網(wǎng)使用注意事項(xiàng)

聚丙烯纖維網(wǎng)的特點(diǎn)是彈性模量低，比重小，纖維根數(shù)多。它的作用機(jī)理是通過消除或減少混凝土原生裂縫得數(shù)量和尺寸，使材料介質(zhì)的連續(xù)性得以提高，以及有機(jī)材料對(duì)沖擊能的吸收，使混凝土抗沖擊、抗疲勞性能得以改善。

聚丙烯纖維網(wǎng)具有不親水性，易形成弱界面效應(yīng)，假如磨細(xì)礦渣后，能發(fā)揮纖維和微粒料的協(xié)同效應(yīng)，增強(qiáng)了纖維與基材的接觸面積，改善了界面的特性，提高了纖維與界面的脫粘強(qiáng)度，使混凝土的抗壓、抗拉強(qiáng)度隨混凝土的水化進(jìn)程逐漸提高。

不能單獨(dú)用于解決沉降和受強(qiáng)大外力沖擊時(shí)產(chǎn)生的裂縫。

不能因使用聚丙烯纖維網(wǎng)而減少主體結(jié)構(gòu)的尺寸。

不能因使用聚丙烯纖維網(wǎng)而不按國家有關(guān)規(guī)范及慣例進(jìn)行施工和養(yǎng)護(hù)。

抹面時(shí)應(yīng)待纖維混凝土表面較為鈍化時(shí)再進(jìn)行抹面，不要使用過于毛糙的抹面工具，以免帶出纖維。

加入纖維網(wǎng)的混凝土表面泌水較少，這是因?yàn)槔w維的均勻分布阻止了水的移動(dòng)，不要為追求表面光滑而灑太多水，也不要抹面次數(shù)過多。

電鏡觀察，網(wǎng)狀纖維具有等間距的橫紋結(jié)構(gòu)，其化學(xué)成分也是膠原蛋白，和膠原纖維相似。網(wǎng)狀纖維的嗜銀性是由于包在原纖維上的糖蛋白所致。

又稱為網(wǎng)狀聚丙烯纖維、網(wǎng)狀纖維、聚丙烯纖維網(wǎng)，它是以改性聚炳烯為原料，經(jīng)擠壓、拉伸、成網(wǎng)、表面改性處理、短切等工序加工而成。纖維外觀為多根纖維單絲相互交連而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)網(wǎng)狀纖維投入到混凝土后，網(wǎng)狀纖維被擠壓撕開成為一根根兩頭帶鉤形的單絲且相互牽扣多向分布，增強(qiáng)了纖維和混凝土的粘接力。大量纖維在混凝土中呈三維立體分布，提供網(wǎng)狀承托作用，從根本上改變混凝土的抗裂、抗沖擊、抗疲勞、抗磨損性能，大大提高混凝土的韌性及變形能力，從而大大提高混凝土工程質(zhì)量。作為一種新型的混凝土增強(qiáng)纖維，聚丙烯網(wǎng)狀纖維正成為纖維混凝土科學(xué)研究的應(yīng)用領(lǐng)域的新熱點(diǎn)。