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抗裂纤维的应用历史








    利用纤维增强混凝土并非当代的新构想,在粘土、石灰、石膏、水泥等胶凝材料中加入纤维以改善其力学性能是一种很古老的方法。三千多年前的中国人就已经懂得在粘土中掺入禾杆草以增加其硬度及耐雨水冲刷的能力。在石灰或石膏中加入麻根的技术也有二千多年的的应用历史。
    1963年,人们发现在水泥净浆和砂浆中加入少量的聚丙烯纤维可以明显改善其抗冲击的能力。此后,英国人在混凝土中掺入少量的膜裂聚丙烯纤维用以制造管桩、墙板等水泥制品。近三十年来,人们开发出了一系列可掺入混凝土/砂浆中的单丝合成纤维,如聚丙烯、聚酯、聚乙烯、尼龙、聚丙烯晴等等。其中聚丙烯纤维因为价格适中、无毒、耐老化、耐化学腐蚀、耐生物分解、质量稳定容易控制而应用广泛。
    德国第二次大学-工业研讨会统计,关于纤维增强混凝土的技术文章共发表了9,000多篇。美国人制定了相应的规范--《纤维增强混凝土和喷射混凝土的技术规范》(ASTM C 1116-91)。
    近几年来,中国的建材行业和世界其他国家的同行一样,对聚丙烯纤维表现出越来越大的关注和欢迎。在国内举行的国际纤维混凝土研讨会、微纤维混凝土抗裂防水技术交流会、全国第二届高性能混凝土学术研讨会、全国第七届纤维水泥及纤维混凝土学术会议等多个会议上,聚丙烯纤维都受到了与会代表的高度重视。建设部科技发展促进中心还专门将有关的技术研讨会纪要印发给各省、市、自治区建设科技推广中心(站),要求向有关单位转发并建议在工程中推广应用。


混凝土/砂浆 裂纹的危害
混凝土/砂浆固有的微裂纹在内外应力的作用下发展为更大的裂纹,以至最终形成贯通的毛细孔道及裂缝,常常导致防水失败,也造成结构设计强度远未能充分发挥,严重的甚至威胁到工程的安全及使用。研究表明,多数裂缝同荷载无关,塑性收缩、干缩、温度变化等开裂因素才是混凝土众多问题的根源。由于裂纹的存在而引起水、二氧化碳、氧气、硫酸根离子、卤离子等渗透或扩散到混凝土/砂浆的内部,导致混凝土/砂浆腐蚀,钢筋锈蚀、碱骨料反应或加速冻融破坏,特别是当混凝土/砂浆暴露于严重的腐蚀性环境及受到反复循环的加载时,建筑物的寿命就会受到严重的威胁。
早期干缩及沉降裂纹 水化热温差裂纹及表面冻融龟裂 水下建筑海浪冲刷及硫酸盐腐蚀
碱-硅石反应、钢筋锈蚀 冻融循环破坏导致路面混凝土龟裂 冻融循环破坏及震动剥落
 
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