定義
混凝(níng)土纖維是一種混凝土增強(qiáng)材料,是繼鋼材、玻璃纖維、合成纖維之後的增強纖維材料,在(zài)混凝土攪(jiǎo)拌階段按一定比例(lì)加入,能均勻分布在混凝土(tǔ)中,起到增強、增(zēng)韌、抗裂等作(zuò)用。常見分類
鋼纖(xiān)維:由低(dī)碳鋼製成,形狀多樣,如平直形、波浪形、彎鉤形等。其具有較高的抗拉強度和彈性模量,能提高混凝(níng)土的抗拉(lā)、抗彎(wān)和抗衝擊性(xìng)能,常用於對強度和韌性要求較高的工程,如機場跑道、橋梁等。
合成纖維(wéi):包括(kuò)聚丙烯纖維、聚酯纖維、尼(ní)龍纖維等。以聚丙烯纖維較為常用,它價格相對較低,能阻止混凝土早期塑(sù)性裂縫的產生和發展,提高混凝土的抗滲性和耐久性。
天然纖維:如纖維素纖維、植物纖維等。這類纖維來源廣泛、可再生,具有一定的增強和(hé)增韌效果,還能改善混凝土的工作性能,且對環境友好。
玻璃纖維:是以玻璃球或廢(fèi)舊玻(bō)璃為原料經高溫熔製、拉絲等工藝製得。其化學穩定(dìng)性好,強度高,能提高混凝土的彎曲韌性和抗裂(liè)性能(néng),常用於製造玻璃纖維增強混凝(níng)土製品。
抗裂增韌原因
阻止裂縫萌生:在混凝土(tǔ)澆築後的早期(qī)塑性(xìng)階段,由於水分蒸發、水泥水化等原因,混凝土內部會產生拉應力,當拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時,就會(huì)產生塑性裂(liè)縫。混凝土纖維在混凝土中均勻分布(bù),能夠抑製混凝土早期塑性收縮,減少微裂縫的產生。比如聚丙烯纖(xiān)維在混凝土塑性階段,可降低混凝土的收縮率,減(jiǎn)少裂縫的出現幾率。
限製裂縫擴展:當混凝土受到外(wài)力作用(yòng)或因溫度、濕度變化產生裂縫後,纖維能夠跨越裂縫兩端,通過橋接作用傳遞應力,限製裂(liè)縫的進一步擴展。例如鋼纖維具有(yǒu)較高的強度和彈(dàn)性模量,能承受較(jiào)大的拉力,阻止裂縫的擴展,使混凝土在破(pò)壞時呈現延性破壞特征。
增強基體整體性:纖維在混凝土中(zhōng)亂向(xiàng)分布,形成(chéng)三維的支撐體係,增強了混凝土基體的整體(tǐ)性。當混凝土受到荷載作用(yòng)時,纖維能夠分擔荷載(zǎi),避免應力(lì)集中,提(tí)高(gāo)混凝土的韌性。比如在受到衝擊荷(hé)載時,合成纖維能吸收能量,減輕混凝土的破壞程度。