原创《合成纤维在国内混凝土建材中的应用》
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【摘 要】在我国建筑工程行业高速发展的背景下,我国建筑工程技术与材料得到了创新与改革发展,并取得了一定的成效.而纤维混凝土的应用则是我国建筑工程项目研发的重点.基于此,本文以合成纤维相关概述出发,对纤维混凝土中合成纤维的应用进行了分析与简述,以供参考.
【关键词】合成纤维；混凝土建材；应用
引言：
混凝土是我国建筑工程项目建设中重要材料,在我国工程项目建设中占有重要地位.随着近年来,建筑行业的不断发展以及建设工艺技术的强化与提升,建筑工程建设对混凝土建材提出了更高的要求与使用标准,其强度、稳定性、韧度、使用耐久性、抗震抗裂性成为混凝土建材研发与应用的重点.而纤维与混凝土的合理搭配,则有效促进了混凝土性能的优化,有利于促进我国建筑领域的优化发展.基于此,本文以合成纤维的应用为例,对其进行了简要分析.
1. 合成纤维相关概述
合成纤维又被称为“纤聚合物”是化学纤维中的一种,是具有一定可溶性/ 可熔性,由人工合成与处理后,形成的线型聚合物[1].因此,合成纤维除具有一般化学纤维本质特性外（包括高强度、高弹性、轻质量、可长期保存等）,不同类型的合成纤维也具有一定的独特性,如聚丙烯腈纤维的机械抗张性较强；聚丙烯(PP) 纤维的化学稳定性较强；聚乙烯(PE) 纤维热稳定性、可塑性较强；聚酞胺(PA) 纤维水泥融合性较强；芳香族聚酞胺纤维具有高强高模性等等.
2. 合成纤维在国内混泥土建材中的应用
由于混凝土具有廉价性、可塑性以高抗压性,因此在我国建筑领域中具有重要的应用价值,是我国建筑工程项目建设常用的施工材料之一.但是由于混凝土具有一定的脆弱性,加之在水泥混凝土施工应用过程中,受自身本质因素的影响,易出现裂缝、下渗、腐蚀、冻裂等问题.而通过适当的添加合成纤维,则可有效改善上述问题,促进混凝土质量与性能的优化与提升,保证混凝土作用的最大化发挥,具体分析如下.
2.1 用于提升混凝土建材抗裂性
在建筑工程混凝土施工工程中,由于混凝土材料存在一定的水分,因此在进行水泥搅拌过程中,会产生一定的“水化热反映”,从而在一定程度上使混凝土建材塑性收缩,出行干裂、硬化裂缝等问题,进而影响导致混凝土构件的性能（包括使用耐久性、稳定性、抗震可渗性等）.而据试验与实践证明,在混凝土中适当的添加合成纤维（如,0.045% ～ 1.12% 体积比例的聚丙烯纤维）,可有效提升混凝土的抗裂性（62% ～ 78%）[2].与此同时,合成纤维的粘结力加强了混凝土的塑性,使混凝土构件在受力作用下,张力得到提升,从而避免了混凝土使用过程中早裂现象的从产生,有效加大了其使用耐久性.
2.2 用于增强混凝土建材的强韧性
由于混凝土材料本质具有“脆弱性”,因此在建筑构成施工过程中,当混凝土受到一定的拉力时,很容易穿现裂缝问题.相关资料与实践证明,合成纤维所具有的延伸性、粘结性使其在混凝土建材应用过程中,形成“三维网状”结构,从而提升混凝土整体的粘结性.当纤维混凝土受力作用时,实现了“力”在纤维网中的有效传递,并在传递过程中,将力进行分散与削弱,这在一定程度上有效提升了混凝土建材的受力强度.与此同时,当混凝土受力出行开裂时（既定氛围内）合成纤维所具有的延伸性,促使混凝土出现变现,从而改善了混凝土自身的脆弱性,提升了其整体韧性.例如,在《聚酯牵伸丝纤维对水泥抗折强度的影响》（周锡武,吴本英,2002）实验分析中,得出在混凝土中加入聚酯纤维（体积比为0.5%）,在既定时间内,混黏土抗折强度教原有状态提升了34.5% ～ 37.3%.
2.3 用于增强混凝土建材的抗渗性
据相关资料分析与实践经验整合发现,既定条件下（通常为1.29Mpa 水压下）在混凝土中融入体积比“0.045% ～ 0.13%”的聚丙烯合成纤维,混黏土的抗渗性相对与原本状态而言,提升了40% ～ 48%（王依民,倪建华,2002）/（彭苗2012）[3].其原因在于,由于混凝土是一种密度非均匀性复合型材料,在细微处存在诸多缝隙,加之混凝土在干燥环境下易出现开裂为题,因此在混凝土工程中,其抗渗性相对较低.而加入一定量的合成纤维后,合成纤维有效提升了混凝土内部沟通性与约束力,从而增强了混凝土密度,降低了混凝土内部孔隙直径,进而增强混凝土建材的抗渗性.
2.4 用于增强混凝土建材的抗冻融性、抗化学腐蚀性
从阎利、王绍东《聚丙烯纤维增强混凝土概述》；史小兴《合成纤维在混凝土中的效果和机理综述》以及王浩宇《聚乙烯醇纤维水泥基复合材料的力学性能及抗冻性能试验研究》等文献资料中,均可探知合成纤维在混凝土建材中的科学应用,在提升混凝土抗裂性、抗渗性、抗压性等同时,合成纤维三维网状应用结构的布设,也在一定程度上提升了混凝土建材的抗冻融性以及抗化学腐蚀性[4].
2.5 用于增强混凝土建材的抗冲击性
通过对合成纤维的不同处理,如机械处理、表面活性剂处理、氧氟处理等,可有效提升合成纤维整体质量,而将处理后的合成纤维应用与混凝土施工工程中,可有效提升混凝土构件的抗压性与抗震性,当混凝土构件受到外力冲击时,纤维混凝土经负荷力进行转移、分散与削弱,从而提升了混凝土的抗冲击性.例如,经验整合发现在混凝土中掺入体积比为0.45% ～ 1.55% 的聚丙烯时,纤维混凝土整体的抗冲击性能提升了75%～146%[4].由此可见,将合成纤维应用与混凝土建材中,可有效促进建筑工程项目的稳定性、固定性与安全性的提升,对建筑工程建设具有重要意义.
结论：综上所述,合成纤维在混凝土建材中的合理应用,不仅可有效提升混凝土本质性能,促进混凝土向高强度、高韧性、强抗震抗裂性等优化趋势发展,也可有效改善合成纤维行业废气材料对环境的污染,提升产品利用率,降低建筑成本,提升经济与社会效益.
参考文献：
[1] 罗力中, 刘露, 刘舒阳, 等. 塑钢纤维混凝土的抗冲击性能初步试验研究[J]. 江西建材,2016,10:1-3.[2] 卜良桃, 周云鹏. 纤维水泥砂浆与混凝土界面黏结性能钻芯拉拔试验研究[J]. 河海大学学报( 自然科学版),2016,04:291-296.
[3] 王浩宇, 田稳苓. 聚乙烯醇纤维水泥基复合材料的力学性能及抗冻性能试验研究[J]. 工业建筑,2017,01:123-125+130.
[4] 杨慧, 曹亚, 陈磊. 超高强改性合成纤维在机场道面混凝土中的应用研究[J]. 科学技术与工程,2015,19:184-187.
合成纤维论文参考资料：
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