为什么在混凝土中使用聚丙烯纤维?

为什么在混凝土中使用聚丙烯纤维?

混凝土在压缩时强度高。混凝土的拉力较弱。裂缝可能很早就出现,有时在浇筑后数小时内就会出现。在交通、撞击或温度变化的情况下,裂缝也可能在以后出现。之所以使用聚丙烯(PP)纤维,是因为它只需一个简单的步骤就能降低上述风险。施工人员在搅拌过程中加入纤维。纤维在整个体积中扩散。这就形成了 “分布式加固”,可在许多常见的施工中起到控制裂缝和提高韧性的作用。.

聚丙烯纤维最常用于早期裂缝控制和新拌混凝土的稳定性。它还用于致密混凝土的防火设计,尤其是在隧道工程中,PP 纤维有助于降低爆炸剥落的风险。.

什么是混凝土用聚丙烯纤维?

聚丙烯纤维 混凝土纤维是一种添加到混凝土混合物中的合成纤维。纤维可以是 “微纤维 ”或 “大纤维”。纤维的大小会改变其功能。.

ACI 定义 微合成纤维 等效直径小于 0.3 毫米. .ACI 定义 大合成纤维 等效直径大于 0.3 毫米. .ACI 还指出,聚丙烯纤维既可以是微合成纤维,也可以是大合成纤维。.

现场查看的实用方法很简单:

  • 超细 PP 纤维 针对新拌混凝土的性能。它主要针对塑性收缩开裂和塑性沉降。.
  • 巨型 PP 纤维 针对硬化混凝土的性能。它不仅能提高韧性,还能在较高的剂量水平下控制后裂缝。.
用于混凝土加固的微聚丙烯纤维与大聚丙烯纤维的比较

原因 1:聚丙烯纤维可减少塑料收缩开裂

塑性收缩裂缝是在混凝土浇筑后不久形成的,此时混凝土仍是塑性的。NRMCA 解释说,在楼板凝固之前,如果表面的水分被蒸发掉,就更容易出现塑性收缩裂缝。NRMCA 还指出,合成纤维加固可以在混凝土非常脆弱时帮助抵抗拉力。.

NRMCA 还建议考虑将合成纤维(ASTM C1116)作为减少塑性收缩开裂的一种方法。.

这就是为什么 PP 纤维常见于以下产品中:

  • 炎热或大风天气下的地面铺板
  • 配料薄,干得快
  • 大面积的人行道和平面工程

PP 纤维不能替代固化。PP 纤维可降低风险。一个好的固化计划仍然决定着最终的结果。.

使用聚丙烯纤维后,混凝土板表面塑性收缩开裂减少

理由 2:聚丙烯纤维可提高内聚力,减少塑性沉降开裂

许多承包商购买 PP 微纤维的原因只有一个。他们希望在铺设过程中混合物更加稳定。.

混凝土协会解释说,聚丙烯微纤维可提高混合料的均匀性。纤维有助于稳定固体颗粒的运动。纤维可阻塞渗水通道。这可降低渗水能力,减缓渗水速度,并有助于减少塑料沉降。.

当混合料对完工时间敏感时,这种影响就很重要。在钢筋、插入件和模板边缘等容易出现沉降裂缝的地方,这种效果也很重要。NRMCA 将减少塑性沉降裂缝以及改善内部支撑和粘聚力列为使用合成纤维的主要原因。.

因此,只要买方需要,混凝土中就会使用 PP 纤维:

  • 减少钢筋周围的沉降裂缝
  • 更稳定的表面砂浆
  • 减少与出血有关的薄弱层
新浇混凝土显示聚丙烯微纤维改善了粘聚力并减少了渗水通道

理由 3:聚丙烯纤维可提高韧性和抗冲击性

一些聚丙烯纤维产品注重韧性,而不仅仅是早期开裂。这通常是一种宏观合成方法。.

NRMCA 将 “更强的韧性和抗冲击性 ”列为合成纤维的一种用途。.

ACI 还指出,添加纤维可改善抗冲击性、韧性和延展性等性能,具体取决于纤维材料、几何形状和添加量。.

该值在下列情况下实用:

  • 叉车通行的仓库地面
  • 有跌落载荷的石板
  • 硬轮载路面
  • 预制件在搬运过程中碎裂

买方应根据纤维类型调整期望值。据混凝土协会称,在许多混合物中,超细 PP 纤维的裂缝后延展性有限。.

巨型聚丙烯纤维可以实现裂纹后控制,但需要正确的剂量和测试文件。.

混凝土样品显示纤维在裂缝中架桥,以提高韧性和抗冲击性

理由 4:聚丙烯纤维支持困难的放置方法

有些混凝土浇筑失败是因为混合料在运送过程中没有 “粘合 ”在一起。有些混凝土浇筑失败的原因是施工人员需要陡坡、薄截面或喷洒施工。.

NRMCA 将内部支撑和内聚力列为使用合成纤维的理由。NRMCA 强调合成纤维可用于陡坡、喷射混凝土和滑模浇筑。.

这不是营销理论。这是工地施工流程的优势。在某些情况下,纤维加固可以降低离析风险。它还可以使混合料在快速浇筑时更具容错性。.

常见的例子包括

  • 喷射混凝土修补工程
  • 护坡
  • 滑模铺路
  • 薄层
喷射混凝土现场,显示用于内聚力和浇注稳定性的合成纤维加固材料

理由 5:聚丙烯纤维有助于降低火灾中的爆炸剥落风险

这是使用聚丙烯纤维的最高价值原因之一,但最适用于致密混凝土。.

在火灾中,混凝土内的水分会变成蒸汽。蒸汽压力会在低渗透性混凝土中形成。这可能会引发剥落。一份关于聚丙烯纤维的技术文件指出,使用聚丙烯纤维来抑制爆炸性剥落正在成为世界许多地方的普遍做法,其中隧道建设是一个主要驱动因素。.

同行评议的文献还报告称,添加聚丙烯纤维可在火灾中减少剥落。.

用简单的语言就能广泛解释其机理。随着温度的升高,聚丙烯纤维会熔化。这就为蒸汽的逸出创造了连接通道。这就减少了孔隙压力的积聚。这篇综述文章讨论了聚丙烯纤维如何降低孔隙压力,以及纤维混合物的渗透性如何随着温度的升高而迅速增加。.

这就是为什么许多规格包括 PP 微纤维的原因:

  • 隧道衬砌
  • 符合防火要求的高性能混凝土构件
  • 已知有剥落风险的致密混合料
隧道衬砌混凝土概念,显示聚丙烯纤维可降低火灾时的爆炸剥落风险

典型用量:买家在实际项目中使用的用量

用量取决于纤维大小和目标效益。.

用于新拌混凝土裂缝控制的微型 PP 纤维

混凝土协会指出,聚丙烯微纤维的添加量一般约为 0.9 千克/立方米. .报告还解释了它们的主要作用是改变新拌混凝土的性能,如控制渗流通道和减少塑性沉降。.

ACI 列出的微合成纤维的典型范围为 体积为 0.05% 至 0.2%. .ACI 还提供了 0.44 至 1.8 千克/立方米 用于微合成纤维。.

巨型 PP 纤维,用于提高韧性和裂纹后控制

NRMCA 指出,宏大合成纤维更粗,使用剂量也更高,约为 0.5%。 5 磅/平方英尺, 大约 3.0 千克/立方米.

ACI 列出了大合成纤维的典型用量为 体积为 0.2% 至 1%, 加上等效质量范围为 1.8 至 9 千克/立方米.

好的买家不会猜测用量。好的买家会将用量与问题联系起来,然后通过试倒或性能测试进行验证。.

技术人员称量聚丙烯纤维包,实现精确的混凝土配料和稳定的性能

聚丙烯纤维不能用于哪些用途

PP 纤维不能替代所有加固系统。买家在撰写规格书之前需要明确这一点。.

NRMCA 列出了 “不得使用合成纤维 ”的项目。其中包括替代任何抗矩钢筋或结构钢筋。NRMCA 还规定,合成纤维不得用于提高结构抗压或抗弯强度。.

因此,正确的信息是直接的:

  • PP 纤维有助于裂纹控制,并具有韧性。.
  • 在大多数结构构件中,钢筋仍然承担着结构拉力。.
  • 楼板设计仍然需要适当的厚度、基层和接缝规划。.
混凝土结构件中的钢筋笼,表明聚丙烯纤维不能替代主钢筋

聚丙烯纤维与其他纤维的比较:为什么聚丙烯通常是首选?

有些项目需要高硬度和高拉伸模量的纤维来传递载荷。有些项目需要减少火灾剥落。有些工程需要低成本的早期裂缝控制。.

西卡的纤维手册指出,当目标是减少塑料收缩和沉降开裂时,最广泛使用的材料是聚丙烯。西卡将其与可用性和商业可行性联系起来。该手册还指出,防火和减少剥落需要熔点较低的纤维,如聚丙烯或 PVA。.

这样就有了一个清晰的购买逻辑:

  • 选择 PP 微纤维 当主要目标是早期裂缝控制和新混合料稳定性时。.
  • 选择 PP 宏纤维 当主要目标是板坯的韧性或裂缝后控制时。使用文档和测试。.
  • 选择 PP 超细纤维用于 减少火灾剥落 当设计需要时,可在致密混合料中使用。.
显示聚丙烯微纤维、聚丙烯大纤维或其他纤维何时适合不同混凝土性能需求的决策图

专家指导:如何指定聚丙烯纤维,减少现场问题

大多数 “纤维问题 ”都不是纤维问题。它们是流程问题。解决方法就是简单的工作流程。.

  1. 确定要减少的故障:塑料收缩、沉降、冲击或火烧剥落。.
  2. 用明确的定义来选择微观与宏观。ACI 给出了 0.3 毫米的阈值。.
  3. 设定符合目标的剂量。使用公认的指导范围。.
  4. 控制分散。采用受控添加方法。必要时延长搅拌时间。ACI 强调需要采用可实现均匀混合物的搅拌技术。.
  5. 继续严格固化。纤维可降低风险,但固化仍可防止干燥应力。.

Ecocretefiber™ | 山东建邦化纤有限公司.

Ecocretefiber™ 首先支持项目匹配。我们帮助客户根据实际现场目标选择聚丙烯微纤维或聚丙烯大纤维。然后,我们为客户提供配料建议、混合指导以及分销或招标文件。.

Ecocretefiber™ 聚丙烯纤维支持概念,展示纤维选择、用量指导和对混凝土用户的混合建议

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结论

在混凝土中使用聚丙烯纤维,是因为只需在配料时进行简单的改变,就能解决常见的、成本高昂的问题。它能在混凝土仍然脆弱时减少塑性收缩开裂。.

它通过稳定固体和堵塞渗流通道来提高粘聚力,并有助于减少塑性沉降开裂。.

如果纤维类型和用量符合这一目标,它就能提高韧性和抗冲击性。.

它还被广泛用于降低致密混凝土在火灾中的爆炸剥落风险,尤其是在隧道应用中。.

为达到最佳效果,买方应根据工作需要选择纤维类型,在可靠的指导下确定用量,然后在现场控制混合和固化。.

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