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什么是纤维增强混凝土

什么是纤维增强混凝土

纤维增强混凝土 (FRC) 是一种特殊的混凝土,由水泥骨料、砂浆或混凝土以及某种类型的纤维组成。添加纤维以提高抗拉强度、增加耐久性并增加其结构完整性。纤维还可以控制因干燥或塑料收缩引起的开裂,并降低混凝土的渗透性,防止水渗出。

钢筋混凝土中使用的纤维是天然纤维、合成纤维(塑料)、玻璃纤维和钢纤维。纤维增强混凝土的性能可以通过改变某些方面来改变,包括纤维的几何配置、方向、分散、浓度模式、类型和数量。 纤维增强混凝土的性能取决于许多因素,包括:

  • 水灰比
  • 纤维的浓缩或分散
  • 纤维的体积比例
  • 纤维的长度和直径
  • 使用的纤维类型

纤维增强混凝土有哪些不同类型?

有许多类型的纤维增强混凝土有各种形状和尺寸可供选择。以下是最常见的:

聚丙烯(PP)纤维增强混凝土

聚丙烯纤维是一种由丙烷制成的合成纤维,用于各种应用。它们增强了耐磨性和抗冲击性,提高了混凝土混合料的内聚力,增强了长距离的渗透性。 聚丙烯纤维可以提高延展性,并在固化时提高抗塑性收缩能力。聚丙烯具有隔热特性,对碱、有机溶剂和酸具有很强的耐受性。

聚丙烯腈(PAN)纤维增强混凝土

聚丙烯腈 (PAN) 纤维,也称为聚氰乙烯和 Creslan 61,由合成的半结晶有机聚合物树脂制成。PAN纤维是非常高质量的碳纤维的化学前体。它们提高了混凝土的韧性,并在裂缝扩展过程中吸收了裂缝能量。在混凝土中添加 1.0% 体积的 PAN 纤维已被证明可以将冲击韧性提高多达 250%。

聚乙烯(PE)纤维增强混凝土

聚乙烯纤维用于加固混凝土并提高延展性、韧性和弹性。它们比钢纤维更耐用,因为它们不会随着时间的推移而生锈。聚乙烯纤维可提高抗压强度、抗弯强度和拉伸强度。它们非常轻,可以漂浮在水中,因此用于轻质混凝土项目。

聚乙烯醇(PVA)纤维增强混凝土

PVA纤维具有很高的抗拉强度,也可用于收缩控制。虽然它们不能取代钢筋,但它们可以改善固化混凝土的机械性能,提高其强度。当施加应力时,这些纤维通过微压裂增加延展性,使混凝土弯曲,而不是开裂。它们也是隐藏纤维的最佳选择,因为它们在表面研磨后不会露出或突出。然而,PVA纤维可能难以配制,而且可能更昂贵。

钢纤维增强混凝土

钢纤维增强混凝土(SFRC)是一种金属增强材料,可以给混凝土的物理特性带来重大的质变。它降低了钢筋要求,控制了裂缝宽度,并紧紧地保持了裂缝宽度,从而增强了耐久性。钢纤维还可以提高结构完整性,提高抗冲击性、抗弯曲性、抗疲劳性、抗开裂性和比强度(韧性)。 SFRC 已广泛用于住房、重型路面、地板、采矿和桥梁等主要结构,以提高强度、抗应力、韧性和长期性能。

玻璃纤维增强混凝土

玻璃纤维增强混凝土 (GFRC) 由几根细丝粘合在一起形成股线制成。GFRC更便宜,脆性更低,并且可以减少渗漏、渗透和微裂纹的形成。它提供了更高的耐用性、高抗拉强度、更高的抗弯强度、最小的风化效应和更少的挠度。

它们通过使用氧化锆对碱-二氧化硅反应 (ASR) 具有抵抗力,通常被称为耐碱玻璃纤维。它们可以同时用于塑料收缩控制和增强,通过使用较短和较长的纤维的混合。典型(和最小)GFRC体积分数剂量为水泥含量的3-6%(即:每立方米10-15kg)。 玻璃纤维还增加了装饰效果,因为它们在混凝土表面上是可见的。GFRC通常用于制造预制产品,如墙面覆层和纺管。

天然纤维增强混凝土

天然纤维直接从矿物来源、动物或蔬菜中提取。虽然它们主要用于棉花、谷物和木材等纤维材料,但天然纤维在制造混凝土方面也很受欢迎,因为它们丰富且在当地可用。天然纤维的一些例子包括椰壳纤维、黄麻纤维、蔬菜、大米、亚麻、椰子和腰果壳。

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