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    揭秘:地震之后重新认识纤维混凝土!



    之前日本熊本县发生6.5级强震后,有民众发推:“我住的公寓,从中间裂开了!”,倍感激愤。住房相关损失占到一半以上。受损住房共计约17万栋,包括约8000栋完全损毁及部分损毁的住房。不少住宅用地同样受损严重。


    不过建筑专家表示,断裂的部分叫“伸缩缝”,在地震时断开是为了分散吸收地震造成的摇晃感,防止大楼倒塌。




    日本位于太平洋火山地震带上,地震频发。为了抵抗地震的破坏力,他们修建的房子也要充分考虑到地震的影响。除了低层建筑使用木质抗震结构,中高层建筑则大多使用一种更坚固的材料灌注——纤维混凝土。纤维混凝土是纤维和水泥基料组成的复合材料的统称。



    普通的聚丙烯纤维耐老化性能差,混凝土搅拌易结成团,只有经过改性处理的纤维,才能与水泥基材共同工作,在混凝土工程中应用。早期大多采用聚丙烯膜裂纤维,20世纪80年代初,美国成功开发出单丝聚丙烯纤维,由于成本低,以及改善混凝土性能效果显著,而广泛用在地下工程乐天堂国际、工业与民用建筑屋面、地面以及公路、桥梁工程。我国自20 纪90年代中期开始,已有数以千计的工程采用聚丙烯纤维混凝土,如广州新中国大厦、重庆世界贸易中心、北京亚运村、武汉长江大桥、三峡工程等并取得显著成效。


    其最大优点是纤维的加入大大地减轻了混凝土的塑性龟裂。其次,纤维能够替代铁丝网作为混凝土的次要加强筋,还大大降低了成本。





    纤维在纤维混凝土中的作用

    1、阻裂。阻止水泥基体中原有缺陷的扩展并有效延缓新裂缝的出现;

    2、防渗。通过阻裂提高水泥基体的密实性,防止外界水分侵入;

    3、耐久。改善水泥基体抗冻、抗疲劳等性能,提高其耐久性;

    4、抗冲击。提高水泥基体的耐受变形的能力,从而改善其韧性和抗冲击性;

    5、抗拉。在使用高弹性模量纤维前提下,可以起到提高基体的抗拉强度的作用。


    纤维在纤维混凝土中的主要作用在于限制在外力作用下水泥基料中裂缝的扩展。在受荷(拉、弯)初期,当配料合适并掺有适宜的高效减水剂时,水泥基料与纤维共同承受外力,而前者是外力的主要承受者;当基料发生开裂后,横跨裂缝的纤维成为外力的主要承受者。 


    在码头的维护及船坞、桥墩、防波堤的修复中,若采用重新浇筑混凝土的方法,则通常以0.9kg/m³的比率加入纤化的聚丙烯纤维。据考证,这种方法对重新修复的建筑非常有益,同时可减少修复成本。



    纤维加强混凝土的应用


    1工业与民用建筑

    对于高层、大跨的建筑工程和建筑中常用混凝土预制构件、预制管道等采用纤维混凝土后,能明显提高结构、构件和预制管道的承载能力和抗裂、抗震性能,同时也会提高构件的坚固耐久性。



    2桥梁与隧道工程

    在桥梁工程中,用纤维混凝土作桥面铺装层可有效地抑制和减少裂缝,增强桥面的乐天堂国际性和抗破碎能力,减缓钢筋锈蚀和延长结构的寿命。





    3道路工程

    钢纤维混凝土应用于道面工程,可以充分发挥其弯拉强度高、抗裂、抗疲劳、耐磨、抗冲击性能好的特点。采用钢纤维混凝土这一新型高强复合材料对路面修理,可提高路面的抗裂性、抗弯曲、耐冲击和耐疲劳性。




    4海岸工程

    纤维混凝土由于具有特殊的抗龟裂、抗冲击、致密性和防渗性能,能延缓海水中的氯离子对钢筋的锈蚀,延缓海水中硫酸盐、镁离子对混凝土的侵蚀,并提高建筑物抗波浪冲击和码头重物冲击的能力。



    纤维混凝土的种类
    “纤维混凝土中所用纤维,建筑常用的是聚丙烯纤维、玻璃纤维。


    1玻璃纤维

    玻璃纤维具有高抗拉强度,它的延伸性低,具有很高的抗变形能力。没有长期蠕变性,玻璃纤维不发生蠕变,能确保产品长期使用。此外,玻璃纤维具有优良的物理化学稳定性和高低温的稳定性。在道路工程施工中有很广泛的应用,因为它与路面混合料具有良好的相容性。


      


    2

    聚丙烯纤维


    聚丙烯纤维是一种专用于混凝土(砂浆)的高性能纤维,能有效的控制混凝土(砂浆)塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起的微裂纹,防止及抑制混凝土原生裂缝的形成和发展,大大改善混凝土(砂浆)的防裂抗渗性能,抗冲磨性能,增加混凝土的韧性,从而大大提高混凝土的使用寿命。



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