纤维材料在工程混凝土中的运用

1、试析纤维材料在工程混凝土中的运用摘要：近些年，随着我国经济的飞速发展、科技水平的快速提升, 国内工程建设项目的数量、规模不断加大，进一步推动了各种新兴 建材、机械、设备的研发与创新。其中，对于应用最为广泛的施工 混凝土，通过掺入不同性质的纤维材料，能够大幅提高混凝土结构 的强度、耐久性，有效防止了裂缝、麻面、蜂窝等质量病害的产生。 本文就纤维材料在工程混凝土中的运用作简要的分析、探讨。关键词：工程建设；纤维材料；施工混凝土；应用长期以來，我国各类工程建设项目的施工，多数采用了混凝土结 构，但作为一种容易开裂、强度较低、收缩性较大的脆性材料，普 通混凝土的使用受施工工艺、场地温度、结构荷载、养护

2、方法、空 气湿度等多种因素影响，施工结构上通常会留有不同程度、不同性 质的裂缝，不仅破坏了工程结构的外观质量，同时也将埋下一定的 安全隐患，或直接引发工程事故。对此，钢纤维、人工合成纤维、 玄武岩纤维等纤维材料的应用，能够根据设计、施工要求的不同加 以选择，并通过综合使用混凝土材料，能够直接控制、有效改善施 工混凝土的化学、力学性能，进而提高项目的施工质量。以下，本 文就几种较为常用的纤维材料在工程混凝土中的运用作简要的分 析、探讨。1钢纤维材料的运用冃前，在我国各类工程项冃的混凝土施工中，钢纤维材料的应用 最早、最广，相较于几种人工合成的纤维产品，钢纤维材料有着良 好的弹性模量、结构密度，而

3、随着我国技术水平的快速提升，钢纤 维材料的外形已由以往的较为常用的长直形发展为弯钩形、压痕 形、波浪形等，而就截面形状来看，也陆续推出了不规则形、矩形、 月牙形等。此外，根据生产工艺的不同，可将钢纤维产品大致分为 冷拔钢丝纤维、剪切钢纤维、熔断钢纤维、锥削钢纤维等，相较于 常规混凝土材料，钢纤维材料的运用能够有效改善、提高施工结构 的耐久性、各项物理力学特性，进一步加大了工程混凝土的重量比 与质量强度，而在抗拉、抗剪、抗弯曲强度方面，分别提高了 25% 至50%、50%至100%、40%至80%。由此可见，钢纤维混凝土材料具 有一定的耐磨性、整体性、耐腐蚀性、耐热性、抗裂性、耐冻融性, 同吋降

4、低了 7%到9%左右的收缩值，适用于公路、桥梁的路面施工, 可利用喷射机械、压力泵实施具体的生产操作，不但能够大幅降低 模板的使用量，也显著捉高了施工效率。值得注意的是，钢纤维混凝土的生产成本较高，同时由于这种产 品的结构密度较人，进而增加了混凝土结构的自重，而在具体的配 制过程中，倘若掺入了大量的钢纤维材料，则极易造成工程混凝土 出现散丝结团。施工过程屮，混凝土的外表面若存有外露钢纤维， 在后期的养护过程中将发生锈蚀，最终影响到施工结构的外观质 量、耐久性。2玄武岩纤维材料的运用作为一种天然的无机纤维，玄武岩纤维材料的运用，主要是通过 矿物开采来提取玄武岩原料，以高温加工的方式将其融化，最后

5、利 用拉丝技术制备而成，也可将其视为-种硅酸盐纤维，而就这种材 料本身的物理力学性能来看，相较于市场而上的几种人工合成纤维 产品，bf纤维材料在极限应变率、弹性模量、抗拉强度等多个方面 有着绝对优势，而相较于同类的硅酸盐纤维，玄武岩纤维材料能够 与水泥充分融合，并有着极强的耐碱性。目前，对于玄武岩纤维在 工程混凝土中的运用，国内有关的专家、学者存有些许争议，其主 要集中体现在bf纤维混凝土的物理力学特性方面，一些人人为玄 武岩纤维材料的掺入，将影响、降低混凝土原有的力学性能。此外, 由于玄武岩纤维材料本身的成分波动较大、熔点较高，从而对混凝 土施工的技术水平、工艺方法提出了新的要求，同时在具体

6、的生产 操作中也将消耗大量的能源、投资。然而，可以肯定的是玄武岩纤 维的运用，能够大幅提高工程混凝土的抗冲击性、抗裂性、抗腐蚀 性，对于一些防洪、水利水电、桥梁以及耐磨部位的混凝土施工尤 为适用。3人工合成纤维材料的运用（一）聚丙烯纤维材料：在我国各类工程建设项目的混凝土施工中，人工合成纤维材料的 研制与运用紧随钢纤维之后，其中属聚丙烯纤维开发时间最早。作 为一种人工合成材料，聚丙烯纤维的生产加工一般采用的是共聚 物、丙烯聚合物，就产品性质来看，也可将其称为杜拉纤维，虽然 此种材料的弹性模量较低、与水泥材料的粘结性较差，但凭借其良 好的抗拉强度与抗碱性、低廉的加工成本、较高的极限延展率、多 样

7、化的原材料以及快捷、简便的施工，在国内水库溢洪道、泄洪坝 段抗冲磨部位、水库溢洪道等工程、部位的混凝土施工中得到了推 广与应用。值得注意的是，聚丙烯纤维在工程混凝土中的运用，虽 然能够在一定程度上提高施工结构的抗裂性能，但由于聚丙烯纤维 材料在紫外线、高温、氧气中将加速老化，或改变原有的化学特性、 物理性能，从而逐渐被-些新型纤维产品所代替。(-)聚丙烯月青纤维材料：聚丙烯腊(pan)纤维又称月青纶纤维，相较于研发较早的聚丙烯纤维 材料，此种产品不仅能够与水泥材料充分融合，同时也有着良好的 均匀性、耐温耐寒性，而作为一种次级增强材料，聚丙烯膳纤维凭 借其优异的耐碱性、质量强度、延伸性、分散性、

8、弹性模量，被广 泛应用在国内各类工程项目的混凝土施工屮，对于一些空气湿度较 大、座落于水环境中的混凝土工程，进一步提高了各主体面板的防 渗性、抗裂性。在具体的施工过程中，对于工程混凝土的拌制，若 掺入聚丙烯月青纤维材料，可在60s以内充分搅拌均匀、分散，不仅 大幅提高了新拌混凝土的粘聚性，同时也具有定的连续性、整体 性。此外，对于一些规模在170m左右的混凝土溜槽施工，聚丙烯 月青材料的运用，并未发现骨料离析现象，而在后续完成混凝土的浇 筑与养护后，通过全面、系统、专业的质量检查，30000 m2以内的 混凝土面板上仅存有1-2条裂缝。由此可见，聚丙烯月青混凝土有着 卓越的抗裂效果，有效防治了

9、普通混凝土材料早期形成的干缩裂 缝、塑性裂缝。4纤维素纤维材料的运用纤维素纤维是新一代建筑工程用纤维，原产于美国，与聚丙烯纤 维(密度091g/cm3)相比，其密度(110g/cm3)略大于水,避免了 纤维在混凝土浇注振捣中上浮现象，具有天然的亲水性能、纤维根 数多、比表面积人、与混凝士基体界面黏结强度高等特性，且内部 含有空腔，在混凝土新拌阶段能储存部分自由水而在水化后期释放 出来促进水泥继续水化。试验表明，纤维素纤维对混凝土拌和物性 能及抗压强度的影响不大，明显提高劈拉强度(28d提高29%),大 幅提高混凝土阻裂性能和增强效应，降低混凝土脆性；在提高混凝 土抗裂抗渗方面也表现了比聚丙烯纤维更优越的性能。5结束语综上所述，纤维材料在工程混凝土中的运用，有着多种选择与方 式，实际进行混凝土施工时，应根据项目自身的特点、性质以及设 计要求，分别选择钢纤维、人工合成纤维、玄武岩纤维等材料，以 此保证混凝土施工的经济性、有效性，充分发挥纤维材料的作用， 提高结构质量。参考文献1刘宪堂，于志强浅谈聚丙烯纤维混凝土在水利水电工程中的 应用j 黑龙江科技信息,2009, (06) 2李艺，赵文，梁磊，宫文娟. 贮存核废料用混杂纤