聚丙烯纤维网纤维喷射混凝土

发表于2005-11-07     1177人浏览     1人跟帖     总热度:10  

聚丙烯纤维网纤维喷射混凝土
新加坡B.E.S.T.有限公司 Zhang Jie 编写
1. 引言
聚丙烯合成纤维网纤维作为混凝土微加强筋系统,是80年代中期美军工兵罗博特工程协会专为防空
工事加固而研制的专利产品,由美国纤维网公司投入生产并推向全球市场。目前,已在60多外国家和地
区推广使用,以其良好的效益引起各国的高度重视。纤维网适用于任何混凝土工程。本文将简单介绍纤
维网喷射混凝土的特点、使用说明及施工方法。
2. 纤维网及其用于喷射混凝土的优点
2-1 纤维网的化学和物理特性
聚丙烯纤维网的纤维的主要化学物理性能如下:
*吸水性 无
*比重 0.91
*纤维网长度 12-51mm
*熔点 160-170℃
*燃点 590℃
*热传导性能 低
*酸碱阻抗 高
*张力强度 560-770MPa
*杨氏弹性系数 350MPa
2-2 纤维网纤维用于喷射混凝土的优点
自80年代以来,聚丙烯纤维网纤维喷射混凝土之所以能在世界各国很快推广,主要是因为采用纤维
网能够大提高工程质量和降低总成本。据统计,各国乐于采用这项技术,主要是基于以下理由:
(1)能形成更厚的喷射混凝土层;
(2)具有更高的粘稠性,能大幅度降低混凝土回弹,降低成本;
(3)能阻止收缩龟裂;
(4)增大抗冲击能力;
(5)明显提高弯曲强度;
(6)疲劳强度能提高3倍;
(7)该喷射混凝土的射流初速度仅为使用其他材料时70%-80%,减小了对已喷混凝土的冲击,利于提高
混凝土的强度;
(8)泵送容易,不会损伤机械设备;
(9)纤维能抗酸碱腐蚀,没有锈蚀、老化问题;
(10)能改善混凝土的水密性,故能对主筋结构形成最佳保护,对处长混凝土的寿命有重要意义;
(11)不需改变原来的混凝土配合比;
(12)同金属丝网相比,纤维网纤维更易于储存、运输和使用;
(13)纤维网以三维方式均匀自动地分布在混凝土中。
3 纤维网纤维喷射混凝土的施工
3-1 纤维网的使用说明
(!)长度选择 目前美国纤维网公司推荐在混凝土中所使用纤维的长度为19mm。
(2)混合顺序 纤维网纤维加入混合器,可以在其他混合料加入之前加入,也可以在其他混合料加入之
后加入,也可同时加入,加入量为0.9kg/m3,加入进按配比整包投入(无需拆包)即可。
(3)搅拌时间 搅拌4-5min即可,但延长搅拌时间不会影响纤维的分布和强度。
(4)配比设计 纤维网纤维加强混凝土是机械作用而不是化学作用,它的加入不需要附加水和改变原来
的混凝土配合比。
3-2 纤维网纤维喷射混凝土施工
美国纤维网公司生产两种类型的纤维网纤维,即Fibermesh®和Harbourite®,适用于干喷和湿喷
从喷射效果考虑,最好采用湿喷。
采用干喷时,骨料的选择很重要,其最大粒径不得超过4.75mm。干喷施工,对混凝土质量影响最大
的是水灰比,这只能通过工人高水平地操作来实现。采用湿喷则要省事得多,喷射手无需关心控制水量
的准确程度,只要在拌合时将水灰比控制在0.35-0.45之间即可,应该说明的是,当按0.9kg/m3的量掺加
聚丙烯纤维,其中有5%起润滑作用,将减小输送壁与骨料间的摩阻力,从而降低了泵送压力。
4 效果分析
现在纤维混凝土常用的纤维有钢纤维、玻璃纤维和纤维网纤维,不少专业工程师对这几种纤维的使
用效果作过调查,其中较好的是G.W.克兰兹工程师的调查报告,现将其要点综述如下:
(1)不推荐在喷射混凝土中掺加玻璃纤维,除非有对反应加剧和由于碱腐蚀造成硅石失效加以保护的特
殊意图。
(2)在高水灰比的喷射混凝土中加入钢纤维,腐蚀是影响其功能的根源,钢纤维增加了混凝土导电性,
因而助长了电解化学腐蚀。
(3)聚丙烯纤维是非腐蚀的化学填入物,它对矿质、酸碱基质和无机盐有很好的化学阻抗作用,故聚丙
烯纤维有效地阻止了混凝土的塑性收缩和龟裂。
(4)有纤维和无纤维的的喷射混凝土抗压强度的区别是明显的,但不是引人注目的,在抗弯强度方面的
区别却是流动人心的。
(5)加有聚丙烯纤维的混凝土试件同加AR玻璃纤维的试件相比,其7天和28天抗压及抗弯强度要高出很
多;与加钢纤维的试件相比,其抗弯强度更高,但抗压强度低于钢纤维的试件(玻璃纤维试件的抗
压强度也比钢纤维试件低)。
最后要强调的是,钢纤维在实际应用中还存在几个致命的弱点,即成本过高,对喷射设备有严重的
损伤,难以拌合均匀。
5 应用实例
(1)1985年,瑞典国家研究院对掺加钢纤维、聚丙烯纤维网的喷射混凝土及普通喷射混凝土作了对比试
验,结果加纤维网的喷射混凝土的抗压强度比不加者高34%,抗弯强度高46%。在矿山加固等工程中
实测的回弹量为:没有纤维时为25%,加钢纤维后为10%,加聚丙烯纤维网后为4%-5%。
(2)美国亚利桑那州的运河防洪工程加固所
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 发表于2009-06-20   |  只看该作者      

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jdjjh

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