幾種纖維混凝土的特性及前景分析

  摘要：對(duì)研究較少的福塔纖維混凝土、鋼絲/鋼絲網(wǎng)纖維混凝土、聚乙烯醇纖維混凝土、聚酯纖維混凝土、杜拉纖維混凝

土等纖維混凝土的性能及應(yīng)用進(jìn)行了介紹，并簡(jiǎn)單對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行了展望，為工程應(yīng)用提供了依據(jù)。

  關(guān)鍵詞：纖維混凝土，特性，物理力學(xué)性能

  當(dāng)今世界，混凝土仍然是使用量最大的建筑材料，隨著建筑、交通運(yùn)輸業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)混凝土性能的要求也越來(lái)越高，從而促進(jìn)了對(duì)混凝土增強(qiáng)材料的研究和應(yīng)用，纖維增強(qiáng)材料便以其優(yōu)異的物理力學(xué)性能，廣泛地應(yīng)用于混凝土材料中。纖維增強(qiáng)混凝土發(fā)展較早，目前關(guān)于鋼纖維混凝土、聚丙烯纖維混凝土等研究已比較成熟，并廣泛地應(yīng)用于工程實(shí)踐中。而對(duì)福塔纖維、鋼絲／鋼絲網(wǎng)纖維、聚乙烯醇纖維、聚酯纖維、杜拉纖維等對(duì)增強(qiáng)混凝土的性能研究和應(yīng)用較少。文中介紹了以上各種纖維增強(qiáng)混凝土的特性及其應(yīng)用，為工程應(yīng)用提供了依據(jù)。

  1 福塔（FORTA）纖維瀝青混凝土

  隨著交通業(yè)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的新型材料用于瀝青混凝土路面中，福塔纖維就是其中的一種；它是由聚丙烯和芳綸按質(zhì)量比3:1混合而成，是一種新型的聚合物有機(jī)纖維。

  國(guó)外在20世紀(jì)八十年代開(kāi)始研究纖維對(duì)瀝青混凝土性能的改善，并應(yīng)用于工程實(shí)踐；而我國(guó)關(guān)于此方面的研究較少。在瀝青混合料中加入福塔纖維可改善其低溫抗裂性、高溫穩(wěn)定性、抗疲勞性及其水穩(wěn)定性；同濟(jì)大學(xué)的袁峻、曹麗萍等人對(duì)福塔纖維在改善瀝青混凝土高溫穩(wěn)定性方面進(jìn)行了詳盡的研究，得出以下結(jié)論：1）加入福塔纖維后，提高了混合料的高溫穩(wěn)定性以及整體穩(wěn)定性。2）加入福塔纖維后，顯著提高了瀝青混凝土的抗永久變形能力，并且當(dāng)福塔纖維摻量為0.045%時(shí)效果最佳。福塔纖維的加入，使瀝青混凝土的路用性能得到顯著改善；適應(yīng)當(dāng)前交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，具有廣闊的發(fā)展前景。

  2 鋼絲／鋼絲網(wǎng)纖維混凝土

  混凝土中加入亂向分布的鋼纖維，可以阻止混凝土內(nèi)部微裂縫的發(fā)展和外部宏觀裂縫的發(fā)生與發(fā)展；增強(qiáng)混凝土的斷裂韌性和抗沖擊性能；提高結(jié)構(gòu)的疲勞性及其耐久性；延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命。但其成本昂貴，使其應(yīng)用又受到一定的限制。而鋼絲纖維

  混凝土是利用廢舊的鋼絲繩，經(jīng)剪切后按一定的用量摻入普通混凝土中；它不僅具有鋼纖維混凝土的各項(xiàng)性能，而且成本低；其僅需要剪切加工費(fèi)，因而其經(jīng)濟(jì)效益良好，同時(shí)做到了廢物再利用。

  鋼絲網(wǎng)纖維混凝土是在纖維混凝土中加入高強(qiáng)雙向鋼絲網(wǎng)片，提高了混凝土的初裂強(qiáng)度，解決了短纖維取向和摻入量受限的問(wèn)題；有效的防止混凝土由于溫度、干縮和沉降等因素引起的裂縫；特別適用于對(duì)抗裂性能要求較高的工程中。

  3 聚乙烯醇纖維混凝土

  聚乙烯醇（Polyvinyl Alcohol，簡(jiǎn)稱PVA）纖維是一種化學(xué)纖維，最初的主要目的是解決人們的衣著問(wèn)題，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛：漁業(yè)、包裝材料、水溶性材料以及增強(qiáng)材料。作為增強(qiáng)材料PVA纖維，其主要的優(yōu)點(diǎn)可見(jiàn)文獻(xiàn)［3］。將其加入到混凝土中后，其力學(xué)性能的改善主要表現(xiàn)為：1）由于PVA纖維的加入，混凝土的抗拉強(qiáng)度提高；而抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)較小。2）PVA纖維的加入，使得混凝土的韌性得到改善；抗沖擊性能明顯提高。3）PVA纖維的加入，提高了結(jié)構(gòu)的延性和抗破壞能力。4）PVA纖維的加入，使構(gòu)件的耐久性大大提高。

  目前，PVA纖維混凝土已廣泛用于抗震、修復(fù)工程（可用噴吹法）和提高結(jié)構(gòu)耐久性的工程中。

  4 聚酯纖維瀝青混凝土

  瀝青混凝土中加入聚酯纖維，有以下性能：1）具有吸附、穩(wěn)定瀝青作用，從而使瀝青粘聚力增大，提高了混合料的抗車轍性能。

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  2）低溫抗裂能力、抗水損害能力、抗疲勞性能增強(qiáng)。3）延長(zhǎng)了路面的使用壽命。聚酯纖維的加入明顯改善了混合料的性能，其必將在以后的養(yǎng)護(hù)工程、新建工程中得到廣泛的應(yīng)用。

  5 杜拉纖維混凝土

  杜拉纖維是一種以100%PP原膠為原料，經(jīng)過(guò)特殊生產(chǎn)工藝而制成的高強(qiáng)度聚丙烯束狀纖維，其具有比重小、抗拉強(qiáng)度高、抗老化、耐侵蝕、與水泥漿粘結(jié)性能好等優(yōu)點(diǎn)；將其加入混凝土中可大大改善混凝土的性能。

  杜拉纖維的加入：1）阻止了混凝土的離析，保證了混凝土的均質(zhì)性。2）使得構(gòu)件抗折強(qiáng)度稍有提高；抗壓性能影響較小。3）提高了混凝土的耐久性、抗?jié)B、抗凍、耐腐蝕、抗沖擊性能。

  杜拉纖維混凝土以其優(yōu)異的物理力學(xué)性能得到了廣泛的應(yīng)用：建筑工程、機(jī)場(chǎng)道路、水利工程中的渡槽、橋梁等各項(xiàng)工程中。

  6 芳綸纖維混凝土

  芳綸纖維混凝土使用連續(xù)長(zhǎng)絲增強(qiáng)混凝土的又一高性能化學(xué)纖維，早在20世紀(jì)60年代美國(guó)就已研制成功，其抗拉強(qiáng)度高、彈性模量高、低密度以及較好的熱穩(wěn)定性，因而芳綸纖維已用于混凝土復(fù)合材料中以滿足不同的要求。

  7 其他類型的纖維混凝土

  7.1 鋼纖維再生混凝土

  鋼纖維的加入使再生混凝土的力學(xué)性能都有所改善，使原來(lái)脆性的再生混凝土表現(xiàn)出一定的延性；提高了再生混凝土的韌性性能；并且其綜合效益良好；我國(guó)在“十一五”中將再生混凝土作為重要的發(fā)展研究對(duì)象，鋼纖維再生混凝土具有非常好的發(fā)展前景。

  7.2 鋼纖維輕骨料混凝土

  同樣鋼纖維的加入大大改善了輕骨料混凝土各方面的性能，并且應(yīng)用于舊橋的修復(fù)工程中。

  7.3玄武巖連續(xù)纖維混凝土

  文獻(xiàn)［7］對(duì)連續(xù)性玄武巖纖維的的特性進(jìn)行了敘述，加入混凝土中以后，可以解決鋼筋銹蝕問(wèn)題，且其價(jià)格合理，市場(chǎng)前景極為廣闊。

  8 結(jié)語(yǔ)

  隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)建筑、交通、水利等各個(gè)行業(yè)混凝土的物理力學(xué)性能提出了更高的要求；單一品種纖維增強(qiáng)混凝土材料已不能滿足現(xiàn)代化的要求，迫切需要研究和應(yīng)用新型的纖維增強(qiáng)材料，擴(kuò)大它們的應(yīng)用范圍。科學(xué)工作者以及工程界人士應(yīng)加強(qiáng)以上各種纖維增強(qiáng)混凝土的研究和應(yīng)用，并制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以滿足對(duì)混凝土高強(qiáng)、高性能的要求。

  參考文獻(xiàn)：

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  ［3］王曉剛，毛新奇，趙鐵軍/聚乙烯醇纖維水泥基復(fù)合材料［J］.青島建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，9（4）：28-31.

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