混凝土之所以会开裂,是因为混凝土的拉力较弱。收缩产生应力。温度变化产生应力。荷载产生应力。纤维可弥合细小裂缝,因此对混凝土有帮助。纤维还能将应力分散到整个混合物中。这就是在混凝土中添加纤维的主要目的。.
纤维并非只有一种产品。纤维可以是钢纤维、玻璃纤维、合成纤维或天然纤维。ASTM 按纤维类型对纤维增强混凝土进行了分类。.
什么是纤维增强混凝土(FRC)?

纤维增强混凝土是指在配料中掺入短纤维的混凝土。ASTM C1116 将其描述为将混合均匀的成分交付给购买者的纤维增强混凝土。.
纤维的作用是 “分布加固”。钢筋的作用是 “放置加固”。纤维在基体中无处不在。而螺纹钢则位于特定的拉伸区域。这种差异解释了为什么纤维具有很强的裂缝控制能力,而螺纹钢具有很强的结构拉伸能力。.
目的 1:减少早期开裂

早期开裂可能在最初几个小时就开始了。如果表面干燥过快,就会出现塑性收缩开裂。NRMCA 的指导建议考虑使用合成纤维(ASTM C1116)来减少塑性收缩开裂。.
纤维还有助于减少塑性沉降开裂。NRMCA 将减少塑性沉降裂缝列为主要用途之一。.
为此,聚丙烯微纤维是一种常见的选择。混凝土协会解释说,这些纤维可增加混合料的均匀性、稳定颗粒运动并阻塞渗水通道。这可以减缓渗水速度,有助于减少塑性沉降。同一份说明还指出,当表面快速干燥时,长丝网络有助于减少塑性收缩开裂。.
目的 2:提高开裂后的韧性

普通混凝土在开裂后会很快失去性能。而纤维混凝土在出现第一道裂缝后仍能保持承载能力,这取决于纤维的种类和用量。.
NRMCA 将 “更强的韧性和抗冲击性 ”列为使用合成纤维的核心原因。.
NRMCA 还解释说,纤维可以弥合裂缝,帮助混凝土紧密结合在一起。.
这个目的是合适的:
- 有叉车通行的工业用石板
- 人行道和硬地面
- 在搬运过程中碎裂的预制构件
目的 3:为某些楼板提供二次收缩和温度加固

一些项目使用纤维作为非结构性收缩或温度加固的替代系统。NRMCA 将这一用途和相关文件列为有效用途。.
NRMCA 还指出,如果产品符合硬化混凝土标准,并有 ASTM C1609 残余抗弯强度结果等文件支持,合成纤维可作为辅助加固材料。.
这种用途在地面楼板中很常见,因为地面楼板的主要风险是收缩开裂,而不是悬挂构件的结构抗弯能力。.
目的 4:提高困难浇注的浇注稳定性

纤维可以提高新拌混凝土的内部支撑力和粘聚力。NRMCA 将此列为主要用途,包括用于陡坡、喷射混凝土和滑模浇筑的混凝土。.
这一优点非常实用。施工人员经常会发现混合料的粘结性更好。这有助于减少喷射混凝土的剥落。混凝土协会还指出,在喷射混凝土中使用聚丙烯纤维可改善初始特性,减少坍塌和回弹。.
目的 5:提高耐久性和表面性能

裂缝控制有助于提高耐久性,因为裂缝宽度可以控制水的进入。更紧密的裂缝模式可以减少液体进入的途径。.
纤维还能提高表面质量。混凝土协会指出,聚丙烯纤维可减少渗出和离析,有助于保持表层砂浆的原始水灰比。它将这一效果与改善面层和提高耐磨性联系起来。.
这个目的是合适的:
- 仓库地板
- 坡道和装卸区
- 暴露于磨损或频繁清洁的石板
目的 6:降低致密混凝土在火灾中爆炸剥落的风险

致密的混凝土在火灾中会剥落。水分会变成水蒸气。蒸汽压力会迅速增加。在特定设计中,聚丙烯纤维被广泛用于降低这种风险。.
一篇同行评议文章解释了一种常见的机制:当纤维融化时,孔隙就会形成。渗透性增加。蒸汽可以逸出。蒸汽压力下降。剥落风险降低。.
这种用途在隧道规格和高性能混合料中很常见,因为火灾暴露是设计基础的一部分。.
纤维不能用于哪些用途

纤维混凝土不是结构设计的捷径。NRMCA 规定,合成纤维不得用于替代抗矩钢筋或结构钢筋。NRMCA 还规定,纤维不能用于提高结构抗压或抗弯强度。.
纤维也不会自动允许:
- 更大的接头间距
- 更薄的楼板
- 减少的栏目 NRMCA 将其列为 “不使用 ”预期。.
如何选择合适的纤维用途和类型

一个简单的决定始于一个问题。你想减少什么问题?
如果问题是早期表面开裂
微合成纤维是一种常见的材料。ACI 将微型合成纤维定义为直径小于 0.3 毫米(或同等直径)的纤维。.
如果问题在于韧性和开裂后的性能
大合成纤维或钢纤维通常更合适。ACI 对巨型合成纤维的定义是 0.3 毫米或更大。.
如果问题出在致密混凝土的火灾剥落风险上
聚丙烯超细纤维在这方面的应用非常广泛,尤其是在隧道中。.
买方还应计划控制工作性。混凝土协会警告说,纤维会降低坍落度,因为纤维的作用类似于增稠剂。.
支持规范和验收的标准

如果您需要一份简洁的采购规范,请从 ASTM C1116 开始。ASTM 规定,该规范适用于混合均匀的纤维增强混凝土。它还按纤维类型(钢纤维、玻璃纤维、合成纤维、天然纤维)对纤维混凝土进行了分类。.
如果您的目标是裂缝后性能,您就应该明确规定性能目标,而不仅仅是 “添加纤维”。NRMCA 指出,使用残余抗弯强度测试(如 ASTM C1609)记录用作二次加固的纤维。.
专家指导

当目的和纤维类型相匹配时,纤维项目才会成功。.
实用的工作流程效果很好:
- 业主确定痛点:早期裂缝、接缝损坏、撞击、火灾风险。.
- 工程师选择作用:仅裂缝控制、二次加固、裂缝后加固。.
- 团队选择纤维类型:微纤维和大纤维,然后根据供应商的数据和试验设定用量。ACI 提供了微型和巨型合成纤维按体积计算的典型用量范围。.
- 承包商控制搅拌和固化。纤维可降低风险,但固化仍可控制收缩应力。.
Ecocretefiber™ | 山东建邦化纤有限公司.
Ecocretefiber™ 支持这一过程,首先提供一般指导,然后进行产品匹配:
- 用于塑料收缩和沉降裂缝控制的微纤维
- 实现韧性和裂纹后控制目标的宏观合成纤维
- 符合 ASTM C1116 供应语言的文件支持,以及所需的性能数据
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结论
在混凝土中添加纤维的目的很明确。纤维可以控制早期开裂,尤其是塑性收缩和塑性沉降。.
当纤维类型和用量以裂纹后行为为目标时,纤维可提高韧性和抗冲击性。.
在某些楼板应用中,纤维可作为辅助加固材料,但必须有性能证明文件。.
在遭遇火灾的致密混凝土中,聚丙烯纤维可在融化后增加渗透性,从而降低剥落风险。.
好的规范始于目的。正确的纤维选择、可控的混合以及严谨的固化过程都会带来良好的效果。.