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增強混凝土用纖維的種類多種多樣,有時大家會分不清其中的區(qū)別,導致使用纖維時,總是達不到理想的增強效果。實際上,纖維種類有四種:合成纖維、金屬纖維、礦物纖維、植物纖維,每一種都有其特定的應用領域和增強范圍。
1、合成纖維
合成纖維是指用各種塑料制備而成的纖維,其可分為抗裂纖維和增韌纖維兩種。
增韌纖維,又叫結構纖維,可用于代替鋼纖維,其作用類似于抗裂鋼絲網(wǎng),為了提高混凝土和砂漿的韌性。如果需要類似鋼筋又粗又密的網(wǎng)格,就要高纖維含量;如果只需要又細又大的網(wǎng)格就夠了,那纖維的含量可以降低,或者使用普通增韌纖維。與鋼纖維相比,合成纖維的增強效果不如鋼纖維,但是易分散、施工不扎手、不生銹腐蝕,如今越來越多的裝飾類和外表面工程都會采用合成增韌纖維。
普通增韌纖維,材質為聚丙烯,分為用于砂漿類纖維(長度為20mm,直徑為0.24mm,用量6-9kg每立方)和用于混凝土類纖維(長度為40-60mm,直徑為0.6mm,用量為3-6kg每立方)。
高性能增韌纖維,主要用于超高性能混凝土(UHPC)和高延性混凝土(ECC),主要種類有高性能聚丙烯粗纖維、聚乙烯醇纖維、超高分子量聚乙烯纖維。高性能聚丙烯粗纖維,屬于粗纖維類,長度有6、10、12、16、20mm,直徑為0.15mm,這種纖維的優(yōu)勢就是分散容易,基本不影響混凝土的流動性。此外,價格也比具有同等增強效果的其他纖維低50-100%。聚乙烯醇纖維、超高分子量聚乙烯纖維屬于微米級纖維,因此分散會比較困難,且價格昂貴,很多都依賴于進口。
抗裂纖維,主要是指早期抗裂,即混凝土在澆筑后的24小時內(nèi)的抗裂,當混凝土強度上來后就再無效果。這類纖維是國內(nèi)應用比較早、比較常見的纖維,如聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維,用量為1-2kg每立方混凝土。這類纖維的特點是價格低廉,因為這類纖維是用做衣服的紗線短切而成,聚丙烯纖維就是做衣服的丙綸絲,而聚丙烯腈纖維是做衣服的腈綸絲,價格在12000元每噸左右。同時,市面上還充斥著大量的7000元每噸左右的纖維,這類纖維通常是用做衣服的廢絲制備而成,其含水率是30-50%,或者就是混入其他聚酯纖維或玻璃纖維的,總之一分價錢一分貨。
抗裂纖維的使用場景:在有些室外工程,混凝土的養(yǎng)護條件很惡劣,比如大風天氣、高溫天氣等,此時混凝土很容易收縮開裂,加入抗裂纖維就會很有效果。在一些室內(nèi)養(yǎng)護或者高溫養(yǎng)護的構件制作中,混凝土澆筑后的24小時有非常好的養(yǎng)護條件,就不需要使用抗裂纖維。在防火類的工程中,聚丙烯纖維也會被使用,因為火災時纖維會融化,給混凝土提供水汽排除的通道。
2、金屬纖維
金屬纖維,主要是鋼纖維,在特定場合甚至會采用不銹鋼纖維。鋼纖維可以有效提高混凝土的抗壓和抗折強度,在增強效果上比各類其他纖維效果都好。然而,鋼纖維也有自身明顯的缺點,比如價格較高、分散困難、施工扎手、制品有銹斑、會被氯離子腐蝕等。因此,鋼纖維被常用于結構增強,如橋梁伸縮縫、鋼纖維地坪等,不適合用于裝飾構件。根據(jù)標準,鋼纖維分為多個等級,低等級鋼纖維價格便宜,但增強效果遠不如高等級的鋼纖維,因此在選擇時要合理安排。具體鋼纖維的分類等級,可以詳見相應的國標和行標。
3、礦物纖維
礦物纖維,主要是玄武巖纖維和玻璃纖維。玄武巖纖維的耐溫等級高,在不能使用鋼纖維的耐溫混凝土中,玄武巖是不錯的代替品。玻璃纖維可以噴射,因此是常規(guī)玻纖混凝土(GRC)的主要材料。這兩種礦物纖維較大的缺點是耐堿性差,因此在硅酸鹽水泥中容易被腐蝕,后期纖維失效后混凝土會產(chǎn)生大量裂紋。因此,在GRC中不但要用耐堿玻纖,水泥也要使用低堿度水泥。此外,礦物纖維對混凝土的流動性有非常明顯的下降,因此GRC采用纖維噴射的方式,而不是纖維預拌的方式澆筑。
4、植物纖維
植物纖維是環(huán)保型纖維,只是耐久性和增強效果都不如其他種類的纖維。植物纖維的優(yōu)勢在于保水性,因此水泥纖維板和硅酸鈣纖維板,都會使用植物纖維。植物纖維的種類繁多,如紙漿纖維、木質素纖維、竹子纖維、甘蔗渣等等,大多數(shù)都屬于廢棄物利用的環(huán)保型混凝土。
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