Волокна ПВА являются волокна из поливинилового спирта. Это синтетические волокна, предназначенные для армирования. Во многих системах бетонов и растворов они используются, поскольку хорошо сцепляются с цементом. Кроме того, они обладают высокой прочностью на разрыв и высоким модулем упругости по сравнению со многими обычными синтетическими волокнами.
В материалах на основе цемента, Волокна ПВА помогают контролировать растрескивание. Они также могут поддерживать пластичность в высокопрочных смесях, таких как инженерные цементные композиты (ECC).
Из чего делают волокна ПВА?
Волокна ПВА получают из полимера под названием поливиниловый спирт. Волокна производятся в виде высокопрочных нитей, а затем нарезаются на отрезки заданной длины для промышленного использования. Многие поставщики также предлагают специальные варианты. Некоторые варианты водорастворимы для временных функций. Некоторые варианты являются огнестойкими для защитных изделий.
В бетоне важны эксплуатационные характеристики. В таблице свойств волокон ACI перечислены типичные диапазоны ПВА-волокон, используемых в бетонных материалах. В ней указан удельный вес около 1300 кг/м³. Прочность на разрыв находится в диапазоне 900-1600 МПа. Модуль Юнга составляет 23-40 ГПа. Предельное удлинение составляет около 7-8%.
Эти цифры объясняют, почему многие дизайнеры рассматривают ПВА как синтетическое волокно с высокой прочностью. Волокно может противостоять вытягиванию. Волокно также может преодолевать небольшие трещины, не затягиваясь раньше времени.
Как выглядят волокна ПВА в реальных изделиях?
Большинство ПВА-волокон для цементных систем поставляются в виде короткие рубленые волокна. Волокна выглядят как чистые, белые нити. Продукт может быть мононитью. Продукт также может поставляться в специальных формах для промышленной переработки.
Крупный производитель, компания Kuraray, перечисляет несколько вариантов ПВА-волокна. Компания отмечает высокую прочность, высокий модуль упругости, а также устойчивость к щелочам и атмосферным воздействиям. Компания также отмечает сильную адгезию к резине и цементу. На той же странице указаны водорастворимые варианты ПВА-волокна, которые растворяются при разных температурах.
Это важно для покупателей, потому что “волокно ПВА” не является единым SKU. Покупатель должен подобрать тип волокна в соответствии с заданием. Покупатель также должен соотнести длину волокна с размером заполнителя и способом укладки.
Почему волокна ПВА так хорошо сцепляются с цементом?
Волокна ПВА широко описаны как обладающие сильной адгезией к цементным матрицам.
Эта связь является основной причиной их использования в высокопрочных цементных композитах.
Проще говоря, прочная связь изменяет поведение трещины. Волокно преодолевает трещину. Волокно сопротивляется вытягиванию. Ширина трещины становится меньше. Материал может образовывать множество мелких трещин вместо одной широкой.
В исследованиях, посвященных ЭКК, часто противопоставляется “стиль сцепления” волокон. В одном из исследований описывается гибридный подход, в котором используется гидрофильное волокно PVA с гидрофобным полипропиленовым волокном, где PVA повышает прочность и уменьшает ширину трещин.
Это практический вывод. Если в проекте требуется небольшая ширина трещин, то ПВА часто оказывается в списке лучших.
Что делают волокна ПВА внутри бетона и раствора?
Волокна ПВА действуют как распределенное армирование. Сеть волокон распространяется по смеси. Когда появляются микротрещины, волокна перекрывают их. Это уменьшает рост трещин. Это также повышает прочность.
Этот эффект становится более заметным в инженерных цементных композитах (ECC). Обзор в Устойчивое развитие PVA-ECC привлекает к себе внимание благодаря высокой прочности и узким трещинам.
В большом экспериментальном исследовании смесей ECC с волокнами ПВА сообщается, что прочность на растяжение и изгиб может повышаться при добавлении волокон ПВА. В исследовании представлены результаты по объемным долям волокон 1%-2%.
Вам не нужен ECC, чтобы воспользоваться преимуществами волокон ПВА. Многие ремонтные растворы используют ПВА для борьбы с трещинами. Многие тонкие цементные покрытия используют ПВА по той же причине. Волокно помогает, потому что тонкие участки легко растрескиваются.
Где используются волокна ПВА?
ПВА-волокна применяются в строительстве, когда требуется более эффективное управление трещинами и повышение прочности.
К распространенным случаям использования в строительстве относятся:
- ECC и высокопрочные цементные композиты для накладок, ремонтных слоев, а также трещиностойких панелей
- Смеси, связанные с UHPC в некоторых запатентованных системах, где волокна способствуют растяжению и борьбе с трещинами (конструкция смеси зависит от системы)
- Строительные материалы за пределами бетона, Георешетки и антипрокольные сетки, перечисленные компанией Kuraray в категории "Строительные материалы".
Волокно ПВА также используется в строительстве. Kuraray перечисляет канаты, швейные нитки и другие промышленные материалы.
Такое более широкое использование имеет большое значение, поскольку поддерживает стабильные цепочки промышленных поставок.
Какова типичная дозировка ПВА-волокон в цементных смесях?
Дозировка зависит от цели. Дозировка также зависит от размера волокна и базовой смеси.
Для определения производительности в стиле ECC во многих исследованиях используется от 1% до 2% по объему волокон ПВА. В рамках экспериментальной программы ECC 2023 года были проведены испытания ПВА с объемной долей 1%, 1,5% и 2%. Сообщалось, что прочность и эксплуатационные характеристики изменялись в зависимости от уровня содержания волокон.
Для ремонтных растворов или растворов для борьбы с трещинами дозировки могут быть ниже. Рекомендации поставщиков зависят от геометрии волокон и целевого уровня контроля трещин. Покупатель должен рассматривать дозировку как параметр эффективности, а не как фиксированное правило.
Практичный подход к покупке дает хорошие результаты:
- Используйте рекомендованный поставщиком диапазон запуска.
- Сделайте небольшую пробную партию.
- Проверьте обрабатываемость, дисперсность волокон и качество отделки.
- Отрегулируйте дозировку в зависимости от цели борьбы с трещинами.
Каковы пределы применения ПВА-волокон?
Волокна ПВА улучшают контроль над трещинами и вязкость. Волокна ПВА не устраняют необходимость в структурном проектировании. Многие элементы конструкции по-прежнему нуждаются в арматуре. Во многих нормативных документах по-прежнему используется обычная арматура для обеспечения первичной прочности на растяжение.
Волокна ПВА также могут изменять обрабатываемость. При больших объемах волокон смесь может казаться “липкой”. Риск комкования волокон возрастает при слабом методе смешивания. Риск также возрастает, если смесь имеет низкий объем пасты или плохую энергию диспергирования.
Стоимость - еще одно ограничение. Волокна ПВА - не самый дешевый вариант синтетического волокна. Покупатель должен использовать их, когда стоимость очевидна. Контроль ширины трещин является сильным фактором стоимости. Еще одним фактором является высокая прочность накладок.
Таблица свойств волокон ACI также показывает, почему ПВА часто стоит дороже. Волокна находятся в более высоком диапазоне характеристик по прочности на растяжение и модулю упругости по сравнению со многими распространенными синтетическими материалами.
Как выбрать волокно ПВА для вашего проекта
Покупатель должен выбрать волокно ПВА, руководствуясь кратким списком.
1) Выберите правильную геометрию
Длина волокна должна соответствовать размеру заполнителя и способу укладки. Закачиваемые смеси часто требуют иной геометрии, чем ремонтные растворы, наносимые вручную.
2) Подтверждение механических свойств сердечника
По данным ACI, типичная прочность на разрыв волокон ПВА составляет 900-1600 МПа, а модуль упругости 23-40 ГПа для волокон, используемых в бетонных материалах.
Покупатель должен запросить спецификацию, соответствующую целевым характеристикам.
3) Подтверждение устойчивости к щелочи и адгезии цемента
В качестве ключевых характеристик Kuraray выделяет устойчивость к щелочам и сильную адгезию к цементу.
Это важно для обеспечения длительного срока службы.
4) Согласуйте выбор волокна с целевой шириной трещины
Исследование ECC показало, что волокна ПВА помогают сохранить ширину трещин в вязких цементных композитах.
5) Проверить с помощью пробной смеси
Пробная смесь стоит дешевле, чем неудачная заливка. Этот шаг защищает качество отделки и производительность.
Экспертное руководство
Большинство проектов с применением ПВА-волокна удается реализовать, когда команда ставит перед собой четкую цель. Наиболее распространенной целью является контроль ширины трещин. Повышение жесткости - еще одна цель. Затем команда выбирает геометрию волокна. Затем команда выбирает дозировку.
Пакет практической поддержки должен включать в себя:
- подбор типа волокна для раствора, бетона или смесей типа ECC
- точки начала дозирования, привязанные к целевому поведению трещины
- Этапы смешивания, позволяющие избежать комкования волокон
- рекомендации по отделке гладких поверхностей
- документальное сопровождение закупок и распределения
Ecocretefiber™ это марка волокон Компания Shandong Jianbang Chemical Fiber Co... Сначала мы даем общие рекомендации по выбору. Затем мы подбираем вариант волокна ПВА в соответствии с вашим методом смешивания, целью по трещинам, а также целью по стоимости. Мы также поддерживаем работу с предложениями и сотрудничество с дистрибьюторами.
Сопутствующие товары
- ПВА-волокно (высокопрочное синтетическое волокно для цементных композитов)
- Полипропиленовая микрофибра (контроль трещин при пластической усадке)
- Полипропиленовое макросинтетическое волокно (прочность для плит)
- Щелочестойкое стекловолокно (приложения GRC)
- Стальное волокно (промышленные полы, торкретирование)
Заключение
Волокна ПВА - это волокна из поливинилового спирта, используемые для армирования. Они отличаются тем, что сочетают в себе высокую прочность на разрыв с высоким модулем упругости, а также прочное сцепление с цементом.
Это соединение способствует перекрытию трещин. Оно поддерживает малую ширину трещин в вязких цементных композитах, таких как PVA-ECC.
Если ваш проект нуждается в контроле ширины трещин, которая остается стабильной в течение долгого времени, волокна ПВА - это практичная модернизация, которую стоит рассмотреть.
