什么是 PVA 纤维?

什么是 PVA 纤维?

PVA 纤维是 聚乙烯醇纤维. .它们是用于加固的合成纤维。许多混凝土和砂浆系统都使用它们,因为它们能很好地与水泥粘合。与许多普通合成纤维相比,它们还具有高抗拉强度和高模量。.

在水泥基材料中、, PVA 纤维 有助于控制开裂。它们还能增强高韧性混合材料(如工程水泥基复合材料(ECC))的延展性。.

PVA 纤维是由什么制成的?

在水泥基材料中用作加固材料的聚乙烯醇纤维概念特写图片

PVA 纤维来自一种名为 聚乙烯醇. .这些纤维以高强度长丝的形式生产,然后切割成一定的长度供工业使用。许多供应商还提供特殊的变体。有些变体具有水溶性,可用于临时用途。有些变体具有阻燃性,可用于防护产品。.

就混凝土而言,最重要的是性能。ACI 的纤维特性表列出了混凝土材料中使用的 PVA 纤维的典型范围。它报告的比重约为 1300 kg/m³。拉伸强度范围为 900-1600 兆帕. .它的杨氏模量为 23-40 GPa. .它的最终伸长率约为 7-8%.

这些数字解释了为什么许多设计师将 PVA 视为 “高粘合度 ”合成纤维。这种纤维可以抵抗拉拔。这种纤维还能弥合细小裂缝,而不会提前断裂。.


PVA 纤维在实际产品中是什么样子的?

短切聚乙烯醇纤维,准备混入灰浆或混凝土中

用于水泥系统的 PVA 纤维大多为 短切纤维. .纤维看起来像干净的白色长丝。产品可以是单丝。该产品还可以特殊形式提供,用于工业加工。.

大型生产商可乐丽公司列出了多种 PVA 纤维变体。该公司强调其具有高强度、高模量以及较强的耐碱性和耐候性。该公司还强调了与橡胶和水泥的强粘合性。同一页还介绍了在不同温度下溶解的水溶性 PVA 纤维变体。.

这对买家很重要,因为 “PVA 纤维 ”并不是单一的 SKU。买方应根据作业匹配纤维类型。买方还应将纤维长度与集料尺寸和铺放方法相匹配。.


为什么 PVA 纤维能很好地与水泥粘合?

图解式图像显示 PVA 纤维与水泥浆粘结在一起,以防止拉出和桥接裂缝

据广泛描述,PVA 纤维与水泥基质具有很强的粘附性。.

这种粘合力是它们被用于高韧性水泥复合材料的核心原因。.

简单来说,强力粘接会改变裂纹的行为。纤维可弥合裂缝。纤维抗拉出。裂缝宽度变小。材料可以形成许多细小的裂缝,而不是一条宽大的裂缝。.

有关 ECC 的研究通常会对纤维的 “粘合方式 ”进行对比。一项研究介绍了一种混合方法,即使用亲水性 PVA 纤维和疏水性聚丙烯纤维,其中 PVA 可提高强度并减少裂缝宽度。.

这是一个实用的启示。如果项目需要较窄的裂缝宽度,PVA 通常是首选。.


PVA 纤维在混凝土和砂浆中起什么作用?

展示 PVA 纤维桥接微裂缝以控制水泥基复合材料裂缝宽度的切割样品概念

PVA 纤维的作用是 分布式加固. .纤维网在混合料中扩散。当出现微裂缝时,纤维就会弥合这些裂缝。这就减少了裂缝的增长。同时还能提高韧性。.

这种效应在工程水泥基复合材料(ECC)中变得更加明显。在 可持续性 PVA-ECC 具有高韧性和狭窄的裂缝,因此越来越受到关注。.

一项关于添加 PVA 纤维的 ECC 混合物的大型实验研究报告称,添加 PVA 纤维后,拉伸强度和抗弯强度都有所提高。该研究报告了 1%-2% 纤维体积分数的性能结果。.

使用 PVA 纤维并不需要 ECC。许多修补砂浆都使用 PVA 来控制裂缝。许多薄水泥面层使用 PVA 也是出于同样的原因。因为薄的部分很容易开裂,所以纤维会有所帮助。.


PVA 纤维用于何处?

显示修补砂浆、薄板和使用 PVA 纤维的高弹性水泥复合材料的拼贴图

当工程需要更好的裂缝控制和韧性时,PVA 纤维就会出现在建筑工程中。.

常见的施工用例包括

  • ECC 和高韧性水泥复合材料 用于覆盖层、修补层和抗裂面板
  • 超高性能混凝土相关混合料 在某些专有系统中,纤维支持拉伸行为和裂缝控制(混合设计取决于系统)
  • 混凝土以外的建筑材料, 可乐丽在其建筑材料类别中列出了土工格栅和防剥落网等产品

PVA 纤维还用于建筑业之外。可乐丽列出了绳索、缝纫线和其他工业材料。.

这种更广泛的使用之所以重要,是因为它支持稳定的工业供应链。.


水泥混合料中 PVA 纤维的典型用量是多少?

技术人员称量纤维包,控制水泥基混合料的 PVA 纤维用量

用量取决于目标。用量还取决于纤维尺寸和基础混合料。.

对于 ECC 类型的性能,许多研究使用 体积约为 1% 至 2% 的 PVA 纤维。2023 年的一项 ECC 实验计划按体积分数测试了 1%、1.5% 和 2% PVA。实验结果表明,这些纤维的强度和性能都发生了变化。.

对于修补砂浆或裂缝控制砂浆,用量可以更少。供应商的建议因纤维几何形状和目标裂缝控制水平而异。买方应将用量视为性能参数,而不是固定的规则。.

实用的购买方法效果很好:

  • 使用供应商推荐的启动范围。.
  • 进行小批量试验。.
  • 检查加工性、纤维分散性和表面质量。.
  • 根据裂缝控制目标调整剂量。.

PVA 纤维的极限是什么?

概念图显示关键拉伸区域的钢筋,纤维用于裂缝控制和韧性支撑

PVA 纤维可改善裂纹控制和韧性。PVA 纤维并不能消除对结构设计的需求。许多结构构件仍然需要钢筋。许多规范途径仍然依赖传统钢筋来获得主要抗拉能力。.

PVA 纤维也会改变可加工性。纤维用量越大,混合物就越 “粘”。混合方法较弱时,纤维起球的风险会增加。当混合物的浆量较低或分散能较差时,纤维起球的风险也会增加。.

成本是另一个限制因素。PVA 纤维并不是最便宜的合成纤维。买家应在价值明确的情况下使用它们。裂缝宽度控制是一个强大的价值驱动因素。高耐久性覆盖层是另一个驱动因素。.

ACI 的纤维性能表还显示了 PVA 成本较高的原因。与许多常见的合成纤维相比,PVA 纤维的拉伸强度和模量处于较高的性能区间。.


如何为您的项目选择 PVA 纤维

核对表显示纤维长度、直径、拉伸强度、模量以及水泥粘合力是购买 PVA 纤维的关键因素

买家应根据一份简短的清单来选择 PVA 纤维。.

1) 选择正确的几何形状

纤维长度必须与骨料尺寸和铺设方法相匹配。泵送混合料通常需要与手工涂抹的修补砂浆不同的几何形状。.

2) 确认芯材机械性能

ACI 报告称,PVA 纤维的典型抗拉强度为 900-1600 兆帕,用于混凝土材料的纤维模量为 23-40 GPa。.

买方应要求提供与目标性能相匹配的数据表。.

3) 确认耐碱性和水泥粘结性

可乐丽强调耐碱性和与水泥的强粘合性是其主要特点。.

这对延长使用寿命至关重要。.

4) 根据裂缝宽度目标选择纤维

对 ECC 的研究表明,PVA 纤维有助于保持韧性水泥复合材料的裂缝宽度。.

5) 通过混合试验进行验证

试拌比浇筑失败更省钱。这一步骤可保护成品质量和生产率。.


专家指导

工程师审查水泥混合计划,包括纤维选择、剂量目标和工作性检查

如果团队设定了明确的目标,大多数 PVA 纤维项目都能取得成功。裂缝宽度控制是最常见的目标。提高韧性是另一个目标。然后,团队选择纤维的几何形状。然后团队选择用量。.

一揽子实际支助应包括

  • 与砂浆、混凝土或 ECC 型混合物相匹配的纤维类型
  • 与目标裂缝行为相关的配料起始点
  • 避免纤维起球的混合步骤
  • 光滑表面的抛光指导
  • 为采购和分发提供文件支持

Ecocretefiber™ 生态岩浆纤维 的纤维品牌。 山东建邦化纤有限公司。. 我们首先提供一般选择指导。然后,我们会根据您的混合方法、裂缝目标和成本目标来选择合适的 PVA 纤维。我们还支持报价工作和经销商合作。.


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结论

PVA 纤维是用于加固的聚乙烯醇纤维。它们的突出特点是兼具高拉伸强度和高模量,以及与水泥的强粘合性。.

这种粘结力支持裂缝桥接。它能使 PVA-ECC 等韧性水泥复合材料的裂缝宽度更窄。.

如果您的项目需要长期稳定的裂纹宽度控制,PVA 纤维是值得考虑的实用升级产品。.

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