纖維短切紗作為添加劑的強大優勢
連續纖維短切纖維的應用市場日趨成熟。作為水泥混凝土和砂漿中的添加劑,近年來主要研究和應用鋼纖維、耐堿玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、聚丙烯纖維或尼龍合成纖維和植物纖維混凝土。這些纖維具有以下特征:
鋼纖維混凝土易受氯離子侵蝕,因此其應用受到限制。鋼纖維增加了混凝土施工和抹灰的難度。外露鋼纖維在養護階段容易腐蝕,影響耐久性和美觀。在使用過程中,由于混凝土磨損而露出尖銳的鋼纖維,影響使用安全。鋼纖維的相對密度約為7.8,不利于減輕結構重量。普通玻璃纖維耐久性低,與水泥基相容性差。而且玻璃纖維比較脆,容易斷,在攪拌過程中容易損壞。耐堿玻璃纖維是專門為增強水泥材料而研制的,但易被酸腐蝕,不適合在酸性環境中使用。碳纖維具有重量輕、強度高、彈性模量高、化學性質穩定、與混凝土粘結好等特點,但由于生產成本高,其應用受到限制。有些合成纖維具有較高的抗拉強度、伸長率和良好的耐堿性,但容易老化,原材料來源有限,低模量合成纖維通常會降低混凝土的抗壓強度。以聚丙烯為例,在很低的體積含量下(體積比小于0.1%),混凝土的早期塑性收縮開裂可以得到改善。但在熱、氧、紫外線等外界因素的作用下,容易發生化學變化,失去其性能。近年來,也有人對植物纖維進行了開發和研究,植物纖維是一種來源廣泛、成本低廉的可再生資源。但植物纖維吸水性高,耐堿性差,柔軟性差,成紗不勻,限制了產品的進一步開發和應用。
與有機纖維相比,連續纖維在彈性模量、抗拉強度、耐腐蝕性、化學穩定性、分散性以及砂漿與混凝土的親和性等方面具有明顯的優勢,且價格低廉、來源廣泛,因此在土木工程中將具有廣闊的應用前景,也是替代聚丙烯(PP)和聚丙烯腈(PAN)用于砂漿混凝土加固的競爭力的產品。
對水泥砂漿的對比試驗表明,纖維在砂漿中形成了致密的、隨機分布的網絡支撐結構體系,以單絲小于聚丙烯纖維的方式均勻分散在水泥砂漿中,纖維上的大量水化產物粘附在砂漿上,并具有較好的結合形態,能很好地阻止微裂縫的產生和擴展,提高纖維砂漿的抗裂性。
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