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混凝土纤维在工程中为什么重要

2022-04-27 15:55:18
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现代高新混凝土工程中,混凝土的应用向着高强度、大流动度方向发展。随着混凝土强度和坍落度的提高,水泥的和用量不断增加,由此带来的副作用是水化热加剧,混凝土的凝固收缩量加大,收缩应力增大,裂缝数量增多。此外,随着建筑构件向大体积、大面积、外形复杂多样的方向发展,向地下空间的发展,混凝土内的应力大而复杂,裂缝的出现亦较以往多得多。因此,从混凝土防水的角度看,除了注重混凝土抗渗性外,更注重由于混凝土抗裂性不足而引起的渗漏,非凡是高标号的混凝土。   近年来,国外发展了应用微纤维混凝土进行抗裂防水的新技术。美国于90年代初研制出微纤维混凝土,在随后的几年中得到迅速的发展,其中应用最多的是聚丙烯纤维混凝土。如今,在美国新建筑物中的地下室和屋面混凝土中大多采用了聚丙烯纤维混凝土,国内亦开始在防水工程中得到成功应用。

聚丙烯纤维混凝土的防水属于混凝土的刚性本体防水,在防水混凝土的抗渗和抗裂 2个途径中,聚丙烯纤维主要是通过抗裂达到防水目的。聚丙烯纤维抗裂防水的机理是建立在对混凝土的固结、收缩的微观研究的基础上。从微观的角度来看,任何密实的混凝土都存在微裂缝。这些微裂缝存在于相与相之间(石、砂、水泥胶体三相)和水泥微颗粒之间,只不过正常的微裂缝肉眼看不到而已。混凝土在硬化形成强度的过程中,初期由于水和水泥的应形成结晶体,这种晶体化合物的体积比原材料的体积要小,因而引起混凝土体积的收缩;在后期又由于混凝土内自由水分的蒸发而引起干缩。这些应力某个时期超出了水泥机体的抗拉强度,于是在混凝土内部引起微裂缝。这些微裂缝不可避免地存在于混凝土内的骨料和水泥凝胶体的局部接触面处以及凝胶体自身内部。混凝土在凝结和硬化过程中,微裂缝经历了出现和发展的过程。这一过程,宏观上认为是混凝土在固结收缩,一般混凝土的收缩率在 8×10-4左右。混凝土的微裂缝在发展过程中,是从无到有,从小到大向最薄弱方向定向发展。微裂缝向细裂缝的发展大多数(约占70%)在3-7d凝胶期内完成,此时混凝土的抗拉强度小于1Mpa,如果没有采取有效的抗裂措施,混凝土固有的微裂缝在内外应力的作用下将会发展为更大的裂缝以至最终形成贯通的毛细孔道及裂缝,从而导致防水失败
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