纤维混凝土技术论文
纤维混凝土技术论文 纤维混凝土技术论文篇一 浅议纤维混凝土 【摘要】本文通过介绍纤维的种类、应用及优缺点，简单论述了纤维 在混凝土中的作用机理及其对混凝土各项性能的影响。【关键字】混凝土;纤维;机理;性能 混凝土一般是由水泥、粗骨料、细骨料和水经过凝结硬化而形成，有 时也包含活性掺合料、惰性掺合料、外加剂等组分。由于混凝土是弹性模量较高 而抗拉强度较低的材料，所以若混凝土在受约束条件下发生收缩而产生的拉应力 大于其抗拉强度，则会导致产生裂缝。近代科学关于混凝土强度的微观研究以及 大量工程实践所提供的经验都说明，混凝土的裂缝是不可避免的，裂缝是一种人 们可以接受的材料特征，科学的要求应是将其有害程度控制在允许范围内。
纤维增强混凝土(下面简称纤维混凝土)是提高混凝土抗裂性能的有 效技术措施之一。纤维混凝土可以看作是混凝土与相对较短的、离散的、不连续 纤维复合而成。纤维的掺入并不能从根本上提高混凝土强度，其主要作用是控制 纤维混凝土的开裂，并在水泥基体开裂后，改善材料的性能。纤维在开裂期间通 过桥接作用，为纤维混凝土提供开裂后的延性。尽管纤维混凝土与整个混凝土生 产市场相比所占份额仍然较小，但它在北美仍然具有20%的年增长率，每年世界 上混凝土使用的纤维已达到300000吨以上。目前纤维混凝土主要应用于混凝土路 面(60%)、喷射混凝土(25%)、预制构件(5%)和其它一些特殊结构中。
1、纤维的种类 混凝土掺加的纤维包括:不同形状和尺寸的钢纤维、聚合物纤维、玻 璃纤维和天然纤维等. 1.1 钢纤维 钢纤维是一种短小、长度不连续、长径比大约20-100、有多种截面形 状的钢质纤维。它可以由割断钢丝、切削钢片或钢材经加热熔融后抽丝而成。钢 纤维通过沿着长度或在末端呈现特形状态，以此加强水泥基材和纤维的粘结力。1.2 玻璃纤维 玻璃纤维是从熔化的玻璃中抽丝而得，通过加热的铂槽底部或套管抽 成细丝，一般以短切纤维方式使用。
1.3 合成纤维 合成纤维是随着石化工业和纺织工业发展而产生的人造纤维。用于水 泥混凝土中的合成纤维类型有丙烯酸纤维、芳族聚酰胺纤维、碳纤维、尼龙纤维、 聚乙烯纤维和聚丙烯纤维。合成纤维能够减少塑性收缩裂缝和沉降裂缝，有助于 改善混凝土断裂后的性能。
1.3.1 聚丙烯纤维 聚丙烯纤维是最常用的合成纤维之一，它具有化学惰性、不溶于水且 比水轻的特点。一般将聚丙烯纤维制作成一定长度的圆柱状纤维束，或横截面为 矩形的纤维丝。聚丙烯纤维混凝土可以减少塑性收缩裂缝，阻止混凝土中集料沉 降，减少毛细管通道。混凝土遭遇火灾时，聚丙烯纤维可减少混凝土剥落。
1.3.2 丙烯酸纤维 丙烯酸纤维可用于取代石棉纤维生产水泥板和屋面瓦。丙烯酸纤维混 凝土复合材料开裂后具有较高韧性和延性。
1.3.3 芳族聚酰胺纤维 芳族聚酰胺纤维具有高的抗拉强度和拉伸弹性模量，还具有高达 160℃的强度保持力、200℃高温的尺寸稳定性、优越的抗静力、抗动力疲劳和抗 徐变性。可用来生产具有各种直径的纤维束。
1.3.4 碳纤维 碳纤维具有高强度、高弹性模量及高硬度等特点。碳纤维对大部分化 学物质是惰性的，其典型产品是纤维束，在掺入混凝土之前，碳纤维束一般应预 先分散、以利于水泥浆渗透，最大限度地提高纤维的效率。
1.3.5 尼龙纤维尼龙纤维是由尼龙聚合物纺纱制得，然后通过挤、拉加热转化形成一 种定向、结晶的纤维结构。尼龙纤维具有高抗拉强度、高韧性和良好的弹性恢复 力。低掺量尼龙纤维比聚丙烯纤维和聚脂纤维具有更好的增强作用。
1.4 天然纤维 在上个世纪60年代末期，人们开始对天然纤维以及其制作的混凝土特 性进行研究，结果表明椰子纤维、剑麻纤维、竹纤维等植物纤维可用于生产混凝 土制品。但是未经处理的天然纤维，其配制的混凝土容易发生体积变化从而存在 耐久性方面不足。
2、混凝土中的纤维及其作用机理 纤维在混凝土中的作用受纤维的种类、长短、体积含量、分布方式等 影响。混凝土一般需要较大数量的短纤维来桥接大量微观裂缝以避免较大的应力 集中，短纤维的均匀分布能够增加材料的强度和韧性。在更高荷载作用下需要长 纤维来桥接宏观裂缝，长纤维的存在显著降低拌合物的工作性且其掺量应小心确 定。低体积含量(1%)的纤维用于减少收缩裂缝，它们一般用于易产生较大收缩裂 缝并且具有较大暴露面积的板和路面中。中等体积含量(介于1-2%)的纤维能增加 断裂模量、断裂韧性及抗冲击性。可用于喷射混凝土或其它需要吸收能量的建筑 物，用来提高抗分层、分裂和疲劳的能力。高体积含量(2%)的纤维导致复合材料 的应变硬化。
纤维一般在混凝土中沿整个截面分布，纤维分布方式受成型方式影响。
通常喷射成型时纤维多是二维分布，而预拌混凝土施工成型时纤维是三维分布。
纤维混凝土的力学性能不仅取决于纤维和混凝土的性质，而且还取决于它们间的 粘结。对于合理设计的纤维混凝土，其破坏的主要模式是内部的纤维被拔出，这 会比纤维断裂消耗更大的通量，并使纤维的性能得到充分发挥。
不同纤维与混凝土的粘结作用并不相同。钢纤维的粘结主要由粘结力、 摩擦力和机械啮合力组合而成。很多玻璃纤维和水泥反应，受到碱的侵蚀而导致 粘结力的减弱。有机纤维的粘结主要表面为机械啮合力。增加纤维-基体的粘结 力的最常用方式是使纤维沿长度方向异型或末端呈现异型结构。
3、纤维对混凝土性能的影响 配制纤维混凝土必须确保纤维在混凝土中分散均匀，避免纤维隔离或团聚成球。当纤维长径比、使用体积和粗集料粒径都较大时，这个问题更加严重。
纤维对混凝土的工作性能、力学性能、耐久性能和长期性能均有一定的影响。
3.1 纤维对混凝土工作性能的影响 众所周知，普通混凝土加入任何种类纤维都会降低其工作性。工作性 能的损失与混凝土中纤维体积浓度几乎成正比。通常可以通过增加砂率、提高胶 凝材料用量和增加火山灰材料来补偿混凝土工作性能。必须通过反复试验才能确 定。具有较低坍落度的纤维混凝土在现场也可以有很好的工作性。此外纤维还能 减少泌水和改善拌合物内聚力，明显增加新拌混凝土的体积稳定性。
3.2 纤维对混凝土力学性能的影响 使用纤维的目的不是为了提高混凝土的强度，纤维对力学性能的最重 要影响是提高裂缝后期的延性，即韧性，从而提高混凝土的抗冲击性能。此外， 纤维的加入也可以提高混凝土抵抗磨损、疲劳和气穴破坏的能力。研究人员发现 纤维可提高混凝土结构的抗地震能力，也可提高混凝土梁柱的抗剪性能。
3.3 纤维对混凝土耐久性能的影响 纤维体积掺入量较少对混凝土的徐变特性或干燥收缩影响很小，但是 纤维在减少塑性收缩方面很有效果。由于纤维混凝土一般具有较高水泥用量和低 水灰比，所以充分振捣密实和养护的混凝土，只要纤维能被水泥浆体保护，那么 将具有很好的耐久性。
作者简介：
赵增华，男，1977-，汉族;山东省临沂市人，现就职于临沂市兰山区 建筑工程质量检测站 纤维混凝土技术论文篇二 玻璃纤维增强混凝土技术 【摘 要】通过概念的玻璃纤维增强混凝土配合比设计，性能及其影 响因素，施工工艺和工程应用，如玻璃纤维技术的理解讨论钢筋混凝土，钢筋混凝土制成的玻璃纤维在实际应用中还需要应注意的问题，以促进玻璃纤维的应用 钢筋混凝土。
【关键字】玻璃纤维增强混凝土施工原理工程应用设计方法 纤维混凝土纤维类型一般分为钢纤维钢筋混凝土钢筋混凝土，玻璃纤 维和碳纤维增强混凝土等，其中玻璃纤维增强混凝土是一种纤维混凝土早期开发 和应用。由于大量的水合硅酸盐水泥的Ca(OH)Z，使混凝土是强碱，玻璃纤维往 往是由于碱金属的腐蚀和脆化，从而使混凝土的韧性和弯曲强度严重下降。无碱 玻璃纤维混凝土，而不是现在使用的普通玻璃纤维作为增强材料，碱性蚀刻玻璃 纤维脆化已经有了一定的提升。当前的国家使用的玻璃纤维增强混凝土一般都采 用碱玻璃纤维和低碱水泥作为原料。
一、玻璃纤维增强混凝土的组成材料及配合比设计 (一)低碱水泥：主要用于玻璃纤维增强混凝土低碱水泥水泥，低碱水 泥是本在硫铝酸盐玻璃纤维增强混凝土，使用最广泛的一种水泥。对水泥的主要 原料是石灰石，矾土，石膏。研磨后的原料放入原料后，1280℃1350℃煅烧作为 其主要矿物成分的熟料，石膏混合磨细终于作出铝酸盐之间的温度。无硫铝酸盐 GS低碱水泥水化产生的Ca(OH)Z是远小于波特兰水泥，所以碱性低。
(二)其他材料：素混凝土基本上相同，但是，以增加玻璃纤维的均匀 性也高，而聚集体的最大尺寸相比，普通混凝土砂率有一定的局限性，在该混合 物中，通过添加硅粉和灰尘的其他材料灰流，并有助于提高玻璃纤维分布均匀， 玻璃纤维增强混凝土后期强度也有所提高 二、玻璃纤维增强混凝土的配合比设计 一般认为，聚集最密集的配合比设计方法可以保证在最密切的状态， 减少水泥用量。传统的设计方法为设计中心的泥浆，水 - 水泥比(W / C)时，固 定的，改变的量的水，泥，所有材料的量的变化，而最近的包装方法是基于合为 骨干与水泥增加血浆量(n值增加)，总消费量下降，但总额接近比砂和石料的数 量比例保持不变。当固定灌浆量，改变水灰比，水泥泥浆产生“质”的变化，低水 灰比仍是低水灰比相应的结果，这是与传统的混凝土完全一致，和唯一不变的仍 设置砂石材料密切比例。比传统的方法来显示“最接近的包装”在很多总额为骨架 的硬团聚，这样的结果是不一样的，因此，产品的安全性将优于灌浆混合的传统设计方法的主要成分。
三、玻璃纤维混凝土的应用 玻璃纤维增强混凝土的优点其具有高的耐冲击性，高阻断，高拉伸伸 长率，弯曲强度，所以广泛的可用性。然而，有待进一步的研究，因为它的耐用 性，它是仅用于非承重部件及产品。玻璃纤维增强混凝土的双向水利水电已显示 出其优势。
可以广泛应用于水工混凝土加固，维修。地下工程用玻璃纤维增强 混凝土。水资源与水电工程离不开道路交通。准备理论的基础上的最紧密的填充 玻璃纤维增强混凝土的抗弯强度和耐磨性好，收缩特性。
玻璃纤维混凝土在水利水电项目的发展前景。使用玻璃纤维增强混凝 土防渗技术的前景是光明的渠道，大量的使用混凝土板，玻璃纤维缺乏水和建筑 施工现场更适合通道的钢筋混凝土板，因为它有利于机械化生产，便于运输和安 装。斜坡和边坡工程施工期间避免落石的危险现场施工人员以及回收业务产生负 面影响，往往采用钢丝网增强喷浆临时支持支持。地下工程使用玻璃纤维增强混 凝土，但有时也允许作为永久的支持。玻璃纤维增强钢纤维混凝土的加固喷浆成 本较低，因此，可以考虑在地下工程用玻璃纤维钢筋混凝土。
因此，玻璃纤维 增强混凝土技术也可以被认为是代替钢纤维混凝土路面和桥面的应用。
四、应用实例 山西汾酒灌区渠道防渗土西浦农渠管理使用玻璃纤维增强混凝土防 渗，由于施工设备和限制土渠底模，玻璃纤维增强混凝土直接注射法，铺网机擦 拭系统法，根据预制建筑中的两种方法，现在擦拭。
(一)玻璃纤维增强混凝土材料的使用，快硬硫铝酸盐水泥砂浆分层抹 系统加纤维水泥增强材料的涂覆玻璃纤维网格布。
玻璃纤维网格布(碱或中度碱) 规格玻璃纤维目25目/ cm2碱或碱性介质宽度55厘米，每米延长200克。
地点：秦皇岛玻璃厂燕星增强材料公司。
水泥：快硬硫铝酸盐水泥425#。
产地：山西阳泉市特种水泥。沙：2mm以下占纺纱，洗。
土工布：常州市防渗土工布生产，安装预制板放在工作接头，织物宽 15cm。
普通沥青：沥青加热，灌溉系统的伸缩缝。
水：水低碱。
玻璃的4%至5%(重量)，水泥砂浆。
(二)预制板的生产和安装 预制板规格200 701cm或200 1131厘米，的店子在通道底部和排水坡 度，1cm厚的玻璃纤维网格布的店里面三。
每个预制玻纤布相邻的边缘暴露5CM，所以互连。
玻璃纤维增强混凝土砂浆混合玻璃材料为1：1(重量比)(水泥：砂)， 砂浆水泥比033(重量比)。
光在模具擦拭1mm的水泥砂浆，然后再擦一层玻纤网格布4M水泥砂 浆压实，孔和一层玻纤网格布上，然后擦拭4mm光滑的水泥砂浆压实。添加一个 触摸1mm的平整的水泥砂浆压实。从模型中(20人左右)的白天和黑夜。
当运送预制板必须是平坦的。开挖渠道，使预制板安装根据设计尺寸 土渠开挖，土方干密度要求达到15T/或。
五、玻璃纤维混凝土今后工作展望 在过去的十多年的研究和应用经受住了时间的考验，申请量增加逐年 上升，尤其是在我们的应用中，需要研究玻璃纤维增强混凝土承重结构，使用玻 璃纤维增强混凝土将得到更加广泛。