纤维混凝土
编辑基本信息
在水泥砂浆或小骨料混凝土基材中分散掺入适量短小纤维制成的复合材料。常采用的纤维有钢纤维、玻璃纤维、合成纤维、天然纤维等,各种纤维的性质及尺寸见下表。
纤维混凝土的优点是抗裂性、抗冲击韧性强,这是因为纤维混凝土受冲击使基材开裂,纤维从基材中拔出并产生变形的过程中可消耗大量能量。掺用高弹性模量纤维,能抑制微细裂缝的扩展,显著提高混凝土的抗拉及抗折强度;掺用低弹性模量纤维,由于其极限延伸率大,有利于提高抗冲击性。
钢纤维的弹性模量比混凝土高10倍以上,且与水泥的黏结力很好,并可采用异形纤维提高其增强效果。钢纤维掺量0.5%~2.0%体积率即可提高抗拉强度30%以上,提高抗冲击韧性10倍以上,其耐磨性、耐疲劳性等也可明显提高。分布于基材表层的钢纤维较易锈蚀,需通过提高基材表层的密实性加以保护,或采用不锈钢纤维以提高其耐久性。钢纤维混凝土在桥面、路面、机场跑道的面层、防震及防爆结构以及要求抗裂、抗冲刷、抗气蚀的水利工程、地下洞室的衬砌、建筑物的维修等,应用较为广泛。
各种纤维的性质及尺寸
玻璃纤维的抗拉强度也很高,但普通玻璃纤维不耐碱,易受腐蚀降低强度。可采用含锆、钛等成分的抗碱玻璃纤维或采用低碱水泥,以增强玻璃纤维混凝土的耐久性。但其强度仍随使用年限有所降低,故只限用于非承重构件。
合成纤维如尼龙、聚丙烯、聚乙烯等纤维的弹性模量甚低,只能提高抗冲击、爆炸破坏的能力。碳纤维的弹性模量、抗拉强度高,抗腐蚀性强,是良好的纤维材料,只是价格昂贵。
天然纤维如石棉纤维,耐碱性强、抗拉强度高,其水泥制品由于性脆,主要用于制造水泥石棉瓦、板和管材。