用聚丙烯維網(wǎng)加強(qiáng)砼
2005-03-07 00:00
1、前言
1997年是英國(guó)推廣在混凝土中使用聚丙烯纖維網(wǎng)（Fibermesh PPF）的12周年。1963年英國(guó)發(fā)現(xiàn)許多纖維制品能夠有效地提高混凝土的抗沖擊和抗破碎能力，其中之一便是聚丙烯纖維，因此，PPF的第一個(gè)商業(yè)用途便是生產(chǎn)帶殼混凝土樁，并一直受到制造業(yè)的歡迎。
然而，到了80年代，PPF才被廣泛應(yīng)用，其中最主要的是用于地層支護(hù)的地面板用PPF，而在英國(guó)有數(shù)百萬(wàn)平方米的地面板用PPF增強(qiáng)。
網(wǎng)狀PPF現(xiàn)也用于如海上防護(hù)工程、橋梁、擋水結(jié)構(gòu)物及預(yù)澆混凝土和噴射混凝土。當(dāng)前還有許多新的開發(fā)，如抗菌混凝土，用于瀝青道路的薄混凝土面層，外露石料的表面吸音混凝土以及減少由于火災(zāi)引起爆炸剝落的高性能混凝土。
2、用于混凝土的聚丙烯纖維網(wǎng)
PPF網(wǎng)是由丙烯的聚合物或丙烯共聚物制成的烯烴類纖維制造而成的。聚丙烯是通過(guò)對(duì)熔融的丙烯聚合物進(jìn)行熔融抽絲接著加以拉伸使纖維分子定向而生產(chǎn)出來(lái)的。把熔融的或柔軟的聚丙烯加以擠塑形成片材或長(zhǎng)絲，于是生產(chǎn)出兩種類型的聚丙烯纖維。聚丙烯片材可以破碎成主要結(jié)構(gòu)已成形的微小的纖維單元，并且可被切割成各種長(zhǎng)度，從而生產(chǎn)出復(fù)絲或單絲纖維。
聚丙烯纖維網(wǎng)的加工過(guò)程簡(jiǎn)單、安全、干凈，其化學(xué)性質(zhì)呈惰性，并且能和所有品種水泥及骨料相容。
3、在混凝土中纖維如何發(fā)揮作用及其特點(diǎn)
在混凝土中，聚丙烯纖維劑量為0．1％至1％（體積）之間時(shí)，能提供既具有塑性，又具有剛性的優(yōu)點(diǎn)。并且聚丙烯（PPF）能立即發(fā)揮作用，使混合料更具有粘結(jié)性，抑制了在壓實(shí)時(shí)粗和重粒料沉降的趨勢(shì)，以及有效地實(shí)現(xiàn)混凝土泵送。PPF纖維網(wǎng)能夠在混凝土的臨界凝固埋藏提高其抗拉應(yīng)變能力。這可制止微細(xì)裂縫的形成，微細(xì)裂縫是硬化的混凝土的弱點(diǎn)。并可防止在表面產(chǎn)生清晰可見的破壞性的塑性裂縫。PPF纖維網(wǎng)的混凝土的抗壓、抗彎和抗拉強(qiáng)度與普通混凝土沒(méi)有顯著的差別，但是，取決于纖維的尺寸和數(shù)量。混凝土出現(xiàn)第一個(gè)裂縫后其剩余強(qiáng)度是重要的。
經(jīng)過(guò)16年多在世界范圍的獨(dú)立試驗(yàn)，現(xiàn)在又取得英國(guó)的證明資料：0．1％（體積）的PPF纖維網(wǎng)能抵抗混凝土表面泛漿、沉淀、塑性吸縮裂縫的出現(xiàn)，沖擊力，磨耗及凍融循環(huán)并且還能降低滲透性，增強(qiáng)防火能力，提高剩余強(qiáng)度，具胡抗細(xì)菌防護(hù)作用。
4、聚丙烯纖維網(wǎng)加強(qiáng)混凝土的新進(jìn)展
按美國(guó)材料與試驗(yàn)學(xué)會(huì)（ASTM）標(biāo)準(zhǔn)C1018所進(jìn)行的試驗(yàn)表明：在混凝土中摻加PPF纖維網(wǎng)可達(dá)到一定韌性水平，當(dāng)PPF纖維網(wǎng)劑量增加到0．5％（體積）時(shí)，其韌度比（剩余強(qiáng)度系數(shù)）可相當(dāng)于摻入20kg/m3的鋼纖維所能達(dá)到的水平?，F(xiàn)在的試驗(yàn)顯示出令人鼓舞的結(jié)果，即當(dāng)纖維用量1％（體積）量，便能改善混凝土的抗剪強(qiáng)度，這樣可在板柱聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì)方面提供選擇。
摻有抗菌劑的PPF纖維網(wǎng)能夠在混凝土結(jié)構(gòu)的整個(gè)使用壽命期內(nèi)有效地防止細(xì)菌侵蝕。有注冊(cè)商標(biāo)的防細(xì)菌產(chǎn)品可減少由于細(xì)菌誘發(fā)的混凝土管的腐蝕。有關(guān)試驗(yàn)正在進(jìn)行中。
摻入PPR纖維網(wǎng)的外露石料的混凝土可增加其內(nèi)部支承力，并且保持了粗骨料與表面接近。在美國(guó)，已經(jīng)用了10年以上的薄層水泥混凝土罩面技術(shù)，近5年又摻入了PPF纖維網(wǎng)，這樣可使在瀝青路面上鋪筑的50~75mm厚的混凝土罩面增加韌性。
強(qiáng)度在60~100Mpa的高性能混凝土在歐洲普遍推廣。然而這種混凝土在200以上高溫進(jìn)將產(chǎn)生爆炸性剝離。由于聚丙烯的熔點(diǎn)是160~170，所以摻有PPF纖維網(wǎng)的混凝土具有使過(guò)熱蒸汽通過(guò)毛細(xì)管達(dá)到表面的可靠的安全出口。
總之，對(duì)PPF纖維網(wǎng)的特性需進(jìn)一步研究，使之成為混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工的一個(gè)組成部分。
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