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低温循环下,唯有【聚丙烯腈纤维】能缓解损伤!

文章出处:责任编辑:鼎强聚丙烯腈纤维人气:-发表时间:2017-08-10 18:00【

  影响混凝土低温性能和抗冻性的主要因素可从内外两个方面来分析.从外因上看,主要有温度、湿度、时间和冻融循环次数等.从内因上看,主要是混凝土本身的特性,如强度、抗拉极限应变、含气量、气泡性质、纤维类型和掺量等.普通混凝土由于含气量较小,相对而言,孔隙内部的饱水程度较高,因而受温度影响也较大.

 

  从表3可以看出,普通混凝土在低温干燥环境中的强度增长趋势明显慢于其它混凝土,并且在28 d龄期前就出现了冻坏现象.同样,如表4所示,在吸水饱和状态下,普通混凝土的抗冻融性能也大大低于其它混凝土.在混凝土中加入引气剂,使混凝土内部产生无数微小且不连通的气泡,提高了混凝土的含气量,降低了孔隙中的饱水程度,这不仅有利于混凝土在低温环境下的强度持续增长,而且这些气泡在硬化后的混凝土中可以缓解冻融过程中产生的冰胀压力和毛细孔水的渗透压力,从而提高了混凝土的抗冻融能力.然而掺入聚丙烯腈纤维对混凝土低温和抗冻融性能的作用机理有别于引气剂.首先,由于乱向分布的微细纤维相互搭接,阻碍了混凝土搅拌和成型过程中内部空气的逸出,使混凝土的含气量增大,缓解了低温循环过程中的静水压力和渗透压力;其次,微细纤维改善了混凝土的早期内部缺陷,降低了原生裂隙尺度,提高了混凝土的抗拉极限应变,改变了混凝土的抗拉行为特征.

  另外,聚丙烯腈纤维的弹性模量随温度降低而提高的特性对纤维混凝土低温环境下抵抗冻胀破坏具有正面加强效应;最后,由于聚丙烯腈纤维直径小,单位质量的纤维数量庞大(每克约876 000根),纤维间距较小,因此其具有明显的与其它微细有机纤维相同的阻裂效应,增加了混凝土冻融损伤过程中的能量损耗,有效地抑制了混凝土的冻胀开裂,有益于混凝土低温环境下的强度增长和抗冻融耐久性的提高.

  低掺量聚丙烯腈纤维可以有效地缓解由低温循环而引起的混凝土损伤,同时纤维的阻裂机制使混凝土能抵抗较大的温度应力并具有较高的弯曲韧性.聚丙烯腈纤维的弹性模量随温度降低而提高的特性对纤维混凝土低温环境下抵抗冻胀破坏具有正面加强效应.微细聚丙烯腈纤维改善了混凝土的早期内部缺陷,降低了原生裂隙尺度,提高了混凝土的抗拉极限应变和断裂能,因而有益于混凝土低温环境下的强度增长和混凝土抗冻融耐久性的提高.也就是说,聚丙烯腈纤维混凝土特别适用于寒冷地区。

  聚丙烯腈纤维是一种抗裂强度高,分散效果好,混凝土掺量为每立方米0.5-1.0kg。应用领域有:桥梁工程、道路工程、水利港口工程、建筑工程、隧道地铁工程、机场工程等等。
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