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纤维膨胀剂(复合)应用及作用

文字:[大][中][小] 发布时间:2015-4-27  浏览次数:769

 

一、功能机理
1、 提高抗裂能力
在建筑实践中,纤维膨胀剂已成为一种非常?#20013;?#30340;提高砂浆及混凝土抗裂能力的卓越手段。纤维膨胀剂经特殊的生产工艺进行表面处理,同水泥基料有极强的粘结力。由于纤维膨胀剂可以迅速而轻易地与混凝土材料混合,分布极其均匀、彻底,每立方厘米水泥浆内近二十条纤维丝,故能在混凝土内?#25239;?#25104;一种均匀的乱向支撑体,从而产生一种有效的二级加强效果。有关机构的研究表明,在混凝土中,纤维膨胀剂的乱向分布形式大大有助于消弱混凝土塑性收缩及冻融时的应力,收缩的能量被分散到每立方米千万条具有高抗拉强度而弹性模量相?#36234;系?#30340;纤维单?#21487;希?#20174;而极为有效地增强了混凝土的韧性,?#31181;?#20102;微细裂缝隙天线的产生和发展。众多的实践都表明,在混凝土中加入纤维膨胀剂,是控制混凝土塑性收缩、干缩等非结构性裂缝的卓越手段;同时,无数的纤维单丝在混凝土内部形成的乱向撑托体系可以有效阻碍骨?#31995;?#31163;析,保证混凝土早期均匀的泌水性,从而阻碍了沉降裂纹的形成。实验表明,同?#32960;?#28151;凝土相比,6%掺量的纤维膨胀剂混凝土抗裂能力提高近90%。
2、 抗渗防水性能高
纤维膨胀剂可?#28304;?#22823;增强混凝土或砂浆防水抗渗的能力。掺加大量微细纤维可以有效地?#31181;?#28151;凝土早期干缩微裂及离析裂纹的产生及发展,极大减少了混凝土的收缩裂缝,尤其是有效?#31181;?#20102;连通裂缝的产生;均匀分布在混凝土中彼此相粘连的大量纤维起了承托骨?#31995;?#20316;用。降?#22303;?#28151;凝土表面的析水与集?#31995;?#31163;析,从而使混凝土中直径为50-100纳米?#30446;?#38553;含量大大降低可以极大地提高抗渗能力。测?#21592;?#26126;,6%掺量的纤维膨胀剂混凝土比?#32960;?#28151;凝土抗渗能力提高90-95%。混凝土腐化池、地下室工程、屋面、贮水池、外墙抹灰批荡等,采用纤维膨胀剂为刚性自防水材?#31995;?#25928;果尤为显著,可以有效解决渗裂问题的困扰。    
3、增强抗冲击及抗震能力
混凝土中加入纤维凝固后,水泥?#23637;?#30340;高强纤维丝相互粘连成为致密的、乱向分布的网状增强系?#24120;?#26377;利于防止并控制微裂的产生和发展,增强混凝土的韧性。同时由于有效?#32435;?#20102;泌水性,对于早期养护大有益。实践证明,水泥固化早期,纤维混凝土比?#32960;?#28151;凝土可保持更多的水分,水泥的水化反应更彻底,骨料离析减少,级配更加均匀,其表面强度较之?#32960;?#28151;凝土更强。纤维独特的表面处理工艺使得纤维可以和水泥基料紧密地结合在一起,极大地保持了混凝土整体强度,混凝土受到冲击时纤维吸收了大量的能量,从而有效减少了集中应力的作用,阻碍了混凝土中裂缝的迅速扩展,增强了混凝土的抗冲击及抗震能力。这一特性对于受到冲击抗疲劳作用的一些混凝土结构(如道路、人行道、停车场、停机坪、仓库地面、国防设施等)是非常有用的。
 
图为纤维膨胀剂的掺量
和混凝土抗冲击的关系
 
4、增强抗冻能力
在混凝土中加入纤维膨胀剂,可以缓解温度变化而引起的混凝土内部应力的作用,阻止微裂缝的扩展;由于掺MPC纤维膨胀剂的混凝土孔隙中有大量生成的?#21697;?#30707;晶体,并与C-S-H凝胶同时生成,随着水化时间的增长,晶体与凝胶交结在一起,使该混凝土的总孔?#19979;时繞胀?#28151;凝土减少40%左右。因此,经过100次冻融循环实验,其强?#20154;?#22833;为?#32960;?#28151;凝土的40%。抗渗能力的提高也有利于其抗冻能力的提高。在寒冷的地区、街道、停车场、超薄板区域、人行道使用膨胀剂混凝土后,?#21152;行?#22320;减少了冻裂的问题。实践及研究都表明,纤维膨胀剂可作为一种有效的混凝土温差补偿抗裂手段。
 
5、耐混凝土侵蚀性能
将掺MPC防水剂的混凝土试体分别放进0.02Na2-SO4溶液和海水中,定期检测强度,结果见表:
   由此表可见,放在腐蚀溶液中试件的强度与水中养护的试件强度基本相同。这主要是掺MPC的混凝土密实度高,腐蚀溶液中的SO4-2和C1-难以掺入,因此,耐侵蚀性强。
 
6、气密性好
所谓“气密性”就是抗气渗性。掺MPC防水剂的钢筋混凝土,由于在钢筋的限制条件下,水化所产生的?#21697;?#30707;晶体尺寸较小,公布较密,填充孔隙,随着养护时间的增加。?#21697;?#30707;晶体?#27426;?#22635;充孔隙,使孔隙逐渐减少,使混凝土更?#29992;?#23454;,因此,气密?#21592;繞胀?#28151;凝土提高2-3倍。
7.恢复补偿功能
将试体放入水中养护14天测其膨胀率,然后放空气中任其干燥28天。失水后的试体产生微量干缩,重新放入水中后恢复失去的膨胀和自应力值,经试验,第一天恢复30%以上;第3天恢复40%-50%,14天基本全部恢复。
8.微小裂缝自愈合性能
如果蓄水池或建筑物地下室墙板由于某种原因出现微小的裂缝,MPC中部分成份的A1和SO在CaSO4、Ca(OH) 2溶液中,形成的针柱状?#21697;?#30707;晶体,当重新接触水后继续增长,经过?#27426;?#26102;间会发生物理和化学的结合,晶体大量填充缝隙,使裂缝愈合。
9抗碳化能力强(表)
10.无缝施工
设计规范规定,考虑混凝土收缩变形,每30m-40m设一道后浇缝,不但施工麻?#24120;?#24310;长工期,而且留下施工隐患。采用MPC收缩混凝土,以膨胀加强带取代后浇缝,实现连续浇注长防水混凝土结构的新方法,见图:  
    
该方法的原理是在结构收缩应力最大的部位给予相应较大的膨胀应力补偿具体作法,MPC加强带?#30446;?#24230;?#21058;?#31859;。带之间?#23454;?#22686;加水平构造钢筋10%,带的两侧分别架设密孔铁丝网,防止混凝土流入加强带施工时,先浇带外微膨胀(掺6%MPC混凝土,浇到加强带时,改为大膨胀混凝土(掺12%MPC混凝土,该处混凝土强度等级比两侧弹簧高5Mpa。如此连续浇注下去。
这种取消后浇缝的连续浇注混凝土的方法,整体防水性好,大大缩短工期,但这种方法必须根据结构情况,灵活慎重应用。该方法已引起我国设计、施工界的极大兴趣,正在全国很多工程中应用,效果良好。
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