4、弹性模量
有资料显示,低掺率的聚丙烯纤维对混凝土的静态弹性模量并无明显影响,但对混凝土受压或受拉的弹性模量有比较大的影响。科研人员根据聚丙烯纤维增强混凝土弹性模量与混凝土强度等级建立关系,并取整数后得到设计应用的聚丙烯纤维增强混凝土的弹性模量值,与新颁布的国家标准规定混凝土受压或受拉的弹性模量值对应比较,其变动范围均低于设计规范规定的许用误差5%,相关数据表明,混凝土强度等级越高,聚丙烯纤维混凝土弹性模量值与设计规范规定值之间的差异越小,说明聚丙烯纤维尤其适用于在高强度等级的混凝土工程中发挥作用。
五、对混凝土耐久性的影响
1、增加抗渗性
掺加聚丙烯纤维增加抗渗性的效果要大于强度的增加,这是因为纤维的阻裂作用不但减少了裂缝的数量,裂缝的长度和宽度,而且降低了生成贯通裂缝的可能性,同时,呈三维乱向分布的纤维也起到阻断混凝土内毛细作用效果。根据国家建筑材料测试中心测试结果,0.05%掺量的聚丙烯纤维混凝土在1.2MPa水压作用下,与同强度(28d龄期)未掺纤维混凝土比较,抗渗性提高70%。
2、抗冻融性
有测试结果表明,加入聚丙烯纤维可以有效提高混凝土的抗冻能力,这主要是由于当有纤维存在时,可减少多次冻融循环而引起的混凝土内的抗拉集中应力,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,也有利于改善其抗冻融性。
3、抗碳化性
混凝土碳化的关键因素是空气中的CO2。渗透到混凝土体内,与其碱性物质发生化学反应,要提高混凝土抗碳化性能必须提高混凝土的防裂性能,切断空气渗入渠道,聚丙烯纤维在混凝土中的作用并不直接影响混凝土的碳化速度,只是由于掺加纤维的原因,使得钢筋的保护层变得更加完善,从而间接地起到延缓混凝土碳化作用。
4、抗碱骨料反应性
治理碱骨料反应的关键之一是阻水、外界不供给混凝土水分,则碱骨料反应中产生的胶体停止膨胀,破坏消失,聚丙烯纤维抗碱骨料反应性,从本质上来说也是通过减少混凝土结构当中各种裂缝以提高混凝土抗渗性途径实现的。
六、合成纤维的掺量
综合考虑经济原因,聚丙烯纤维用于混凝土的掺量为0.7~1.5kg/m3,用于砂浆的掺量为0.7~0.9kg/m3。根据砂、石、料、水泥用量的变化,及抗裂要求,可适当增加或减少掺量,最高掺量1.8kg/m3,最低掺量0.5kg/m3。
七、结语
目前,我国应用聚丙烯纤维混凝土的工程有广州新中国大厦、重庆世界贸易中心、北京大运村、武汉长江二桥、三峡工程等都使用了聚丙烯纤维混凝土,并取得了理想效果。
大量的工程实践及试验研究表明,低掺率的聚丙烯纤维混凝土综合性能优于普通混凝土,可以满足某些特殊工程的需要,聚丙烯纤维在混凝土中以物理方式发挥作用,因此,它能够用以任何工程场合,尤其适用于刚性防水混凝土、大体积混凝土,高强混凝土等,施工方法简单,安全无害,质量性能可靠,具有明显的技术、经济效益
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