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干混砂浆添加剂漫谈之抗裂纤维

http://www.bm.hc360.com2016年11月03日18:08 来源:新型砂浆网T|T

    关于抗裂纤维,网上最近也有一些文章在介绍,在本文中我们就不重复其他文章的一些内容了。本文还是按照之前漫谈系列的逻辑来跟大家聊聊。

    首先,还是先来明确一下什么是抗裂纤维,目前市场上一说到抗裂纤维,大家基本都会想到pp短纤维,很多地方又简单的称作“毛毛”。而实际上,抗裂纤维只是就其功能的一个总称。目前能够用于干混砂浆、提高杭裂性的纤维主要为抗碱玻璃纤维和诸如聚丙烯纤维、聚丙烯睛纤维和聚乙烯醇纤维等有机合成纤维:当前广泛应用在砂浆中的纤维以经过特殊表面处理的专用改性聚丙烯纤维为主。不良商家为了降低生产成本,主要通过两种手段1、就是人工给纤维增大水份“简称注水纤维”;

    2、就是人为减少了生产的重要环节:“表面不经过特殊处理”。但是因为只有由优质原材料制造,纤维表面经过特殊处理的聚丙烯纤维才能保证材料的强度、分散性及其同水泥基体的粘接性,所以那些看似低价的注水纤维反而会大大增加生产成本及风险。另外,由于聚丙烯纤维的原材料来源广泛,所以在挑选聚丙烯纤维时,至少应询问三点:1、原材料是什么哪里生产的;2、水分含量是多少;3、表面有没有经过处理。

    优质的聚丙烯纤维的直径通常小于6μm,长度小于20mm。在砂浆混凝土掺加的体积率通常小于0.1%。主要起到减小砂浆和混凝土的早期塑性收缩开裂及沉降开裂,提高砂浆抗冲击性等作用。由于这种纤维的直径较小,国际上也常称为聚丙烯细纤维,也称PP细纤维或内纶细纤维。此外,当前还有一种直径大于100μm,长度大于40mm的聚丙烯粗纤维,也有人称为聚丙烯结构纤维。这种粗纤维在混凝土中的体积掺加率大于0.5%时。可起到与钢纤维类似的作用。

    聚丙烯细纤维按形态又可分为聚丙烯单丝细纤维和聚丙烯膜裂纤维,用于砂浆中的聚丙烯细纤维以聚丙烯单丝细纤维为主。聚丙烯单丝细纤维由聚丙烯熔融后经若干个喷丝孔直接拉丝制成。纤维截面可呈圆形或异形,若干根单丝经拉伸、定型并短切至一定长度后成为纤维束。纤维束在水中经搅拌或在砂浆等材料拌和的过程中即可分散成为单丝。但是聚丙烯纤维是合成纤维中强度最小的一种,不过其耐酸和耐碱性能良好,且有较好的使用温度,同时其价格优势也使其能够在砂浆中得到大量的应用。

    其次,在了解了抗裂纤维的基本分类和基本常识后,再谈谈抗裂纤维的作用机理。

    其实抗裂纤维的作用机理从起名字中就可知道,就是阻裂与增韧。阻裂效应很大程度上取决于纤维的平均间距与单位体积砂浆中纤维的根数。当它们以低体积率均匀分布于砂浆中时就具有明显的阻裂作用。越是能够均匀分布其效果越好,而前面提到的表面特殊处理和低含水量就直接影响其均匀分布状态。因为水泥制品构件建筑物以及各种抹灰砂浆,在凝结硬化的过程中,由于显微结构与体积的变化不可避免地会产生许多裂纹,并随着干缩变化、温湿度变化、外部荷载的变化而扩展,使水泥基体逐渐劣化,水泥基体瞬间的脆性断裂导致基体失效。但如果把纤维均匀无序地乱向分布于水泥砂浆基体中,这样水泥砂浆在受到外力或内应用时,纤维会对微裂缝的扩展起到一定的限制和阻碍作用。数以亿计的纤维纵横,各向同性,均匀分布,就如几亿根“微钢筋”植入于水泥砂浆的基体中,这就使裂缝的扩展受到纤维的重重阻挠,微裂缝无法越过这些纤维而继续发展,只能沿着纤维与水泥基体之间的界面绕道而行。裂纹的产生及扩展都需要一定的能量,砂浆基体内由于各种原因引发的应力所产生的能量会由于大量纤维的存在而消耗殆尽。所以数目巨大的纤维的存在,既消耗了能量,又缓解了应力,从而阻止裂缝的进步发起到了阻断裂缝的作用。纤维混凝土或砂浆的韧性与抗冲击性有着密切的关系,低掺量的合成纤维可显著提高混凝土或砂浆的抗冲击性。

    那么在了解了其作用机理后,在选购抗裂纤维时,除了前面提到的三点外,还应关注哪些指标呢?主要指标如下所列:直径/m;截长(长度规格)/mm;纤维截面形态(以圆形最佳);纤维颜色(白色且发亮透光性强)这一点体现了原料的品质;密度/(g/cm3);断裂延伸率/%;弹性模量/MPa;耐酸碱性(强力保持率)/%;含水率(最好低于5%)。以后大家再采购抗裂纤维时就知道应该找商家要什么指标了。

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责任编辑:张宽令

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