Поліпропіленовий фібробетон
Jul 19, 2024
Звичайні поліпропіленові волокна мають низьку стійкість до старіння та схильні до утворення скупчень під час замішування бетону. Тільки модифіковані волокна можуть працювати разом з цементною матрицею і використовуватися в бетонобудуванні. На перших етапах застосування здебільшого використовували тріщинні волокна поліпропіленової плівки. На початку 1980-х років Сполучені Штати успішно розробили поліпропіленові волокна з мононитки, які стали широко використовуватися в підземній гідроізоляції, промислових і цивільних будівлях, дахах, підлогах, автомагістралях і проектах мостів завдяки їхній низькій вартості та значному покращенню характеристик бетону. З середини-1990 минулого століття тисячі проектів у Китаї застосували поліпропіленовий фібробетон, зокрема особняк у Новому Китаї в Гуанчжоу, Всесвітній торговий центр у Чунціні, селище Азійських ігор у Пекіні, міст через річку Янцзи в Ухані та проект «Три ущелини», досягнувши вражаючих результатів результати.
1. Характеристика поліпропіленового фібробетону
Бетон має низьку граничну деформацію на розтяг, яка зазвичай коливається від {{0}}.01% до 0,20%, тоді як поліпропіленові волокна мають деформацію на розтяг до 15% - 18%. Волокна поліпропіленової мононитки, рівномірно розподілені в бетоні, не тільки запобігають осіданню заповнювача, покращують працездатність і зменшують кровотечу та сегрегацію, але також ефективно витримують напругу розтягування, викликану усадкою бетону. Це затримує або запобігає появі та розвитку внутрішніх мікротріщин і поверхневих макротріщин у бетоні, тим самим підвищуючи його водонепроникність. Під впливом ударних навантажень поліпропіленфібробетон запобігає поширенню тріщин, покращуючи ударостійкість, морозостійкість і стійкість бетону до карбонізації.
1.1 Фізичні властивості
Стійкість до усадки: Стійкість до усадки є найважливішою властивістю поліпропіленових волокон у бетоні. Дослідження показали, що введення поліпропіленових волокон для розтріскування плівки в об’ємному співвідношенні приблизно 1% може зменшити швидкість усадки бетону приблизно на 75%.
Непроникність: Згідно з даними Національного центру випробувань будівельних матеріалів, поліпропіленовий фібробетон із вмістом 0.05% має на 70% вищу водонепроникність під тиском води 1,2 МПа порівняно з неполіпропіленовим фібробетоном такої ж міцності ({{6 }}денний вік).
Вогнестійкість: Останні випробування на вогнестійкість показують, що додавання волокон з низькою температурою плавлення (діаметр 0,1 мм, довжина 12 см, дозування 4 кг/м³) до бетону демонструє багатообіцяючу вогнестійкість. Такі фібробетонні колони майже не пошкоджуються після стандартних випробувань на вогнестійкість, що свідчить про те, що волокна з низькою температурою плавлення можуть запобігти розколюванню бетону.
Працездатність: Додавання поліпропіленових волокон в об’ємному співвідношенні {{0}}.05% до 0,07% може ефективно пригнічувати сегрегацію та кровотечу в бетонних сумішах, покращуючи зручність укладання.
1.2 Механічні властивості
Міцність на стиск і розтяг: міцність на стиск і розтяг поліпропіленового фібробетону подібна до звичайного бетону.
Міцність на згин: Додавання волокон для розтріскування поліпропіленової плівки в об’ємному співвідношенні приблизно 1% може збільшити міцність розчину або бетону на вигин не більш ніж на 25%, але здатність до деформації до руйнування дуже висока.
Ударостійкість: Випробування, проведені Національним центром випробувань будівельних матеріалів, показують, що ударна міцність розчину з {{0}}.05% і 0,1% вмістом волокон підвищена на 17,7% і 25,8% відповідно порівняно зі звичайним розчином.
Стійкість до втоми: Випробування на втому зі швидкістю навантаження 20 циклів/секунду показують, що після 2 мільйонів циклів звичайний бетон може витримувати максимальне навантаження в 50% від його міцності на вигин, тоді як фібробетон із дозуванням 0,3% може витримувати максимальне напруження 65% його міцності на вигин.
1.3 Довговічність
Стійкість до заморожування та відтавання: Національний центр випробувань будівельних матеріалів перевірив стійкість до замерзання та відтавання поліпропіленового фібробетону з двома різними об’ємними співвідношеннями за стандартом GBJ 82-1985. Зразки розміром 100×100×100 мм тестували у віці 28 днів, імітуючи найхолодніший місяць із середньою температурою від -5 до 0 градусів. Результати показали, що додавання поліпропіленових волокон значно покращило стійкість бетону до заморожування та відтавання після 50 циклів заморожування та відтавання.
Стійкість до карбонізації та лужно-агрегатної реакції: Поліпропіленовий фібробетон покращує стійкість до карбонізації та лужно-заповнювальних реакцій головним чином шляхом зменшення різноманітних внутрішніх тріщин, тим самим підвищуючи щільність бетону.
2. Застосування поліпропіленового фібробетону
2.1 Будівельна інженерія
Поліпропіленфібробетон використовується для заливання на місці фундаментних плит, бічних стін, плит покрівлі, резервуарів для води та інших самоводонепроникних бетонних конструкцій, а також для бетонних елементів великих об’ємів, таких як фундаментні балки та плити у висотних будинках. . Це покращує оброблюваність і допомагає підвищити непроникність, стійкість до тріщин і стійкість до замерзання-розморожування самоводонепроникного бетону, ефективно усуваючи тріщини, спричинені температурними навантаженнями у великому бетоні.
2.2 Цивільне та гідротехнічне будівництво
Бетонні дороги, настили мостів, дамби водосховищ, порти та акведуки з поліпропіленовими волокнами демонструють кращі загальні характеристики, такі як міцність на вигин, стійкість до тріщин, стійкість до втоми, зносостійкість та стійкість до ерозії морською водою, порівняно зі звичайними бетонними проектами. Особливо в умовах великої інтенсивності руху та частого проїзду транспортних засобів стійкість до втоми поліпропіленових волокон є більш вираженою. В умовах різких кліматичних змін і частих циклів замерзання-відтавання морозостійкість поліпропіленфібробетону проявляється в повній мірі.
2.3 Збірні залізобетонні вироби
Поліпропіленфібробетон використовується в залізобетонних збірних компонентах і цементних виробах (трубах, блоках тощо), щоб значно покращити зовнішній вигляд, допомогти запобігти та зменшити поверхневі тріщини в збірних компонентах, зменшити руйнування країв і кутів, а також підвищити водонепроникність для запобігання сталевій арматурі. корозії.
2.4 Готовий бетон
Додавання поліпропіленових волокон до готового бетону може значно покращити технологічність, зменшити кровотечі та запобігти пластичним тріщинам у промисловому бетоні. Поліпропіленові волокна можна поєднувати з будь-якою хімічною добавкою в бетоні для виробництва бетону, який можна перекачувати, та іншого високопродуктивного бетону. Високоефективний бетон, який має високу міцність, велику текучість і чудову довговічність, широко використовується у висотних будівлях і великопролітних мостах. Використання поліпропіленових волокон у композитах може ефективно підвищити міцність, стійкість до тріщин і пластичність високоякісного бетону.
