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功能性复合材料

聚丙烯纤维

  • 工程聚丙烯纤维是一种新型的混凝土增强纤维,被称为混凝土的次要增强钢筋。混合聚丙烯纤维的混凝土质量提高,综合使用性能提高。具有混合工艺简单、价格低、性能优良等特点。聚丙烯网纤维作为一种新型的混凝土增强纤维,正成为继玻璃纤维、钢纤维、不锈钢纤维后纤维混凝土科学研究和应用领域的新热点。聚丙烯纤维应用领域:...
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工程聚丙烯纤维是一种新型的混凝土增强纤维,被称为混凝土的次要增强钢筋。混合聚丙烯纤维的混凝土质量提高,综合使用性能提高。具有混合工艺简单、价格低、性能优良等特点。聚丙烯网纤维作为一种新型的混凝土增强纤维,正成为继玻璃纤维、钢纤维、不锈钢纤维后纤维混凝土科学研究和应用领域的新热点。

聚丙烯纤维应用领域:

混凝土刚性自防水结构地下室底板、侧墙、屋面、现浇地板、蓄水池等。抗裂、抗冲击、耐磨、要求高的工程、水利工程、地铁、机场跑道、港口码头、立交高架桥桥面、桥墩、超长结构等。

水泥砂浆内(外)墙粉刷、加气混凝土抹灰、室内装饰腻灰及保温砂浆。

防爆.耐火工程人防军事工程.石油平台.烟囱.耐火材料等。

喷涂混凝土隧道、涵洞衬砌、薄壁结构、斜坡加固等。

应用特性

PP耐碱性强,不受各种碱性基材水化产品的侵蚀;分散性好,不团结,不结束,保证纤维在基材中的均匀分布;韧性和强度高,混合时不易弯曲成球。

在混凝土中使用聚丙烯纤维。

聚丙烯纤维是一种专门用于混凝土/砂浆的高性能纤维。聚丙烯纤维能有效控制混凝土/砂浆塑性收缩引起的微裂纹,防止和抑制混凝土原有裂纹的形成和发展,大大提高混凝土/砂浆的抗裂性和抗渗性。抗磨性能提高了混凝土的韧性,从而提高了混凝土的使用寿命。聚丙烯纤维可广泛应用于路面、护栏、桥面、水电工程面板坝、泄洪道、导流孔、水渠、地下室侧墙、底板、工业民用建筑屋面、墙体、地板、水池防水、内外砂浆抹灰、水泥预制件增韧防裂等。聚丙烯纤维是一种性能优良的混凝土/砂浆抗裂防渗材料。

聚丙烯纤维混凝土是20世纪60年代末国外开发的一种新型混凝土材料。它具有防止或减少裂缝、提高长期工作性能、提高变形能力和耐久性的优点,因此广泛应用于军事、交通、住房建设、机场、水利等工程中。自20世纪90年代初以来,中国首次在道路、桥梁和住房建设项目中使用这些材料,取得了良好的技术和经济效果。然而,水利工程部门只停留在聚丙烯纤维混凝土的试验阶段,唯一的试验结果非常不系统和完整,影响了该新材料在水利工程中的开发和应用。随着新世纪的到来,水利建设正面临着新的发展机遇和挑战。

水利部门作为国家基础产业,不仅要以更快的速度建设更多的水利工程,还要满足更高的工程质量建设标准,要求进一步采用新技术、新工艺、新材料。与其他工程相比,水利工程对混凝土有自己的特殊要求。特别是近年来,出现了许多技术难度较大的新工程结构,给水工混凝土带来了一系列新问题。

例如,近十年来我国面板坝的快速发展和许多板结构的防裂问题。许多挡水、隔水结构的混凝土提高了防渗性能,以及高坝施工带来的高速水流冲刷磨损问题。这些都需要提高水工混凝土的综合性能,如抗渗性、抗裂性、耐磨性、抗冲击性、韧性和耐久性。为了适应我国水利工程的快速发展,提高工程质量和长期效益,开展聚丙烯纤维混凝土的相关性能及其在水利工程中的应用具有重要的现实意义,非常必要和迫切。

聚丙烯纤维是由丙烯聚合物或共聚物制成的烯烃纤维。根据其生产工艺可分为两种类型。聚丙烯在熔融状态下拉动纤维分子,然后挤压成薄片(flatshet)或形成长丝(flament)。前者被破碎。裂纹膜成纤维(fibrilatedfiber),其截面一般不规则。类似于矩形,纤维水平连接成网状;后者在垂直切割后成为圆形截面的复合丝或单丝纤维。聚丙烯纤维比例为0.91,强度高,抗拉强度可达200~300mpa,弹性模量为3400~3500mpa,完全不吸水,为中性材料,与酸碱无效,熔点160~170℃,燃点590℃。混凝土中的聚丙烯纤维长度一般为12-30mm,直径为几十微米。当掺量仅为混凝土体积的0.1%时,1m3混凝土中可随机分布数百万至数千万根纤维,大大提高了混凝土的性能。

聚丙烯纤维混凝土根据国内外试验研究和工程应用经验,与传统混凝土相比,具有以下五个特点。

1.防止或减少混凝土收缩裂缝的产生。

混凝土失水收缩引起的裂缝主要发生在早期。聚丙烯的混合可以在混凝土塑性阶段有效减少收缩和裂缝的发生。在硬化后期,也可以在一定程度上抑制干收缩裂缝,从而细化裂缝,对工程无害或无害。上述特点使聚丙烯纤维广泛应用于板结构中作为次要钢筋。

2.改善混凝土的变形特性和韧性。

混凝土是一种由多种成分形成的非均质脆性材料,在各种成分的结合处容易产生集中应力,使其进一步脆化。聚丙烯纤维的加入大大改善了混凝土的这一弱点。一是提高了混凝土的极限拉伸率。大量试验数据证明,一定量的聚丙烯纤维混凝土的极限拉伸率是普通混凝土的0.5~2倍。二是混凝土韧性大大提高。普通混凝土在拉伸、弯曲、损坏时,一般为脆性断裂,混凝土开裂后基本无法承受荷载。聚丙烯纤维混凝土初裂后仍具有一定的承载能力,本质上是对外荷载吸收能力和混凝土变形性能的提高。根据美国ASTM标准的韧性试验结果,聚丙烯纤维混凝土的韧性指数比普通混凝土高15~70%。第三,抗破碎性。普通混凝土在受压破坏后往往会断裂,而聚丙烯纤维混凝土在受压破坏后仍能保持一定程度的完整性。

3.对混凝土强度性能的影响。

试验表明,添加聚丙烯纤维不能提高混凝土的静态强度。但国外试验表明,由于韧性的提高,抗冲击性能可提高2倍以上,耐磨性也可提高20~105%。

4.提高了混凝土的耐久性。

聚丙烯纤维混凝土可以大大降低裂缝的发生,细化裂缝,从而大大提高混凝土的抗渗性。根据国内外试验,混合纤维后,混凝土渗漏可减少25~79%,抗渗标签从W10提高到W14。抗渗性能的提高必然会提高混凝土的抗冻融性。许多文献还报告说,聚丙烯纤维混凝土可以显著降低海水等腐蚀性环境对钢筋的腐蚀。关于聚丙烯纤维混凝土在紫外线辐射下的寿命,国外普遍认为混凝土或水泥制品没有紫外线老化问题。

詹姆斯·皮奥都恩,加拿大国家科学院建筑研究所,在《纤维混凝土手册》一书中指出,虽然聚丙烯在紫外线照射下会老化,但在相当于几年自然阳光的紫外线照射下,聚丙烯纤维水泥复合物没有强度损失。在他的长期研究中,Surey大学纤维混凝土研究专家汉南博士对聚丙烯纤维复合水泥板进行了人工气候老化试验。复合板中聚丙烯纤维的体积含量达到4~8%,放置在室内和露天自然条件下。材料的弯曲韧性和弯曲应力分别在1.6.12月和2.3.5.10年测定。结论是,材料在10年内没有老化。应该说,由于聚丙烯含量高,老化对其性能的影响远能的影响远大于含量仅为0.1%的普通纤维混凝土。因此,可以认为气候老化对聚丙烯混凝土性能的影响很小。

5.聚丙烯纤维混凝土的施工性能。


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