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聚丙烯纤维聚酯纤维是专为增强沥青混凝土研发生产的防裂增强新材料,它是采用聚酯合成材料,经独特工艺加工而成的束状合成纤维,聚丙烯纤维具有强度高、耐腐蚀、耐高温、化学稳定性强,与沥青握裹力强等优点,加入沥青混凝土中,经搅拌可形成数量巨大的纤维单丝的立体分布,起到加筋和桥接的作用,以有效的提高沥青混合料的力学性能,防止沥青混凝土的开裂。 随着我国交通基础设施的大规模建设,特别是高速公路建设的飞速发展,沥青路面已占有越来越重要的位置,伴随着公路交通量的增大,通行载荷的增加,交通的渠化等等,对高等级沥青路面的工程质量和耐久性提出了更高的要求。聚丙烯纤维为避免沥青路面经常出现的早期破损,如车辙、开裂、坑槽等病害而影响其使用寿命,近年来,将工业化生产的聚酯纤维作为加强材料应用于沥青混凝土中,已得到了我国交通行业内及公路研究部门的普遍关注和广泛认同。 主要原理 ●它起到加强筋作用,聚酯纤维乱向分布,相互搭接对混合料形成网络缠绕,能有效克服骨料的滑移,阻碍裂缝的产生。 ●起到吸附沥青的作用,由于纤雄比表面积大,它能吸附沥青中的油分,增加其粘度和粘附力。 ●起到稳定作用,由于纤维高温稳定性强,在夏季高温时它能明显阻止沥青流动,对沥青起到高温稳定作用。 ●增粘作用,提高粘结力,增强沥青与矿物料的粘附性,通过油膜的粘结,提高集料之间的粘结力。 ●起到增韧阻裂作用,因为聚酯纤维模量值离,延伸力强,具有有效的应力分布及阻裂功能,能有效防止低温脆裂。 应用领域 ●沥青路面面层 ●旧沥青路面罩面 ●旧水泥路罩面 ●路面冷补、灌维等 ●桥面铺装、收费站路面铺装等 ●墙体砂浆面层
聚丙烯纤维混凝土是土木、水利等建筑工程的基础材料,聚丙烯纤维混凝土开裂现已成为土木建设工程的通病。在相对湿度(RH)<65%时,裂缝宽度小于0.5mm,在RH>65%时裂缝宽度小于0.3mm,尽管这对混凝土结构不会带来大的危害,但混凝土结构受到载荷作用后,裂缝将会变宽,无害或少害裂缝将会变成有害裂缝。有害裂缝不仅影响到混凝土结构的使用,同时也会缩短混凝土构筑物的服役寿命,带来巨大的经济损失。 混凝土开裂,结构承载能力下降。混凝土开裂将改变结构的受力条件,导致结构局部甚至整体发生破坏。裂缝随着环境载荷作用的不断变化将削弱混凝土建筑物的刚度。混凝土开裂还会降低结构的抗震能力,威胁结构的整体稳定性和性。混凝土开裂,结构耐久性能的劣化分为三个阶段。阶段一,混凝土的损伤及开裂增大了渗透性,降低了结构保护层的有效厚度;阶段二,渗透性的增加加速了环境中侵蚀性介质、空气及水分在混凝土结构中的传输;阶段三,混凝土性能劣化,内部钢筋锈蚀,结构服役寿命缩短。 导致混凝土开裂的因素很多,从受力角度分析,主要来自如下三个方面:直接应力的作用、间接应力的作用、混凝土早期变形产生的应力作用。聚丙烯纤维图一展示了时科纤维阻止混凝土开裂的机理。当混凝土开裂时,纤维1的断裂、纤维2的拔出、纤维3架桥在裂纹的两端、纤维4与混凝土脱粘,会有效的吸收混凝土开裂的能量,减小裂纹的间距,减少裂纹 的应力,纤维5则进一步阻挡了裂纹 的前进,从而彻底阻止了裂纹的扩展。当混凝土持续受到外力时,裂纹只能从其他地方重新产生,如6号位置上,而重新产生的裂纹则还会继续被纤维阻止扩展。
聚丙烯网状纤维以改性聚丙烯为原料,经挤出、拉伸、成网、表面改性处理、短切等工序加工 而成。纤维外形成网片状,在混凝土的搅拌过程中,网状纤维被挤压撕开成为一根根两头带钩形的单丝且相互牵扯多向分布,增强了纤维和混凝土的粘接力。数量巨 大的纤维在混凝土中呈三维立体状态分布,提供网状承托作用,聚丙烯纤维从根本上改变混凝土的抗裂、抗冲击、抗疲劳、抗磨损性能,大大提高混凝土的韧性及变形能力,使 混凝土工程质量显著提高。 聚丙烯纤维 作用机理 水泥混凝土在硬化过程中,水泥和水的水化物反应,引起混凝土体积的收缩,在后期又由于 混凝土内自由水分蒸发引起干缩,这些收缩应力超出水泥基体的抗拉强度就会在混凝土内部产生微裂缝。微裂缝发展约70%是在3-7d凝胶期内完成,聚丙烯纤维此时混凝 土的抗拉强度小于1MPa。在混凝土中加入强韧系列混凝土砂浆用纤维后,纤维能轻易迅速均匀分散在混凝土中形成一种乱向支撑体系,分散了混凝土的定向应 力,阻止混凝土中原生裂缝的发生和发展,或减少原生微裂缝的数量和尺度,大大提高了混凝土防裂抗渗能力,改善混凝土韧性,从而延长混凝土的使用寿命。 另外由于纤维本身具有一定的强度,纤维均匀分散在混凝土中并形成的锚固作用,其在瞬间可吸收一定的破坏能量。