Бетон от полипропиленови влакна

Обикновените полипропиленови влакна имат слаба устойчивост на стареене и са склонни да образуват клъстери по време на смесване на бетон. Само модифицирани влакна могат да работят заедно с циментовата матрица и да се използват в бетоновото инженерство. Ранните приложения използват най-вече крекинг влакна от полипропиленов филм. В началото на 80-те години на миналия век Съединените щати успешно разработиха монофилни полипропиленови влакна, които станаха широко използвани в подземни хидроизолации, покриви, подове, магистрали и мостови проекти в промишлени и граждански сгради поради тяхната ниска цена и значително подобрение на бетонните характеристики. От средата на -1990 години хиляди проекти в Китай са възприели бетон от полипропиленови влакна, включително новото китайско имение в Гуанджоу, Световния търговски център в Чунцин, селото на Азиатските игри в Пекин, моста на река Яндзъ в Ухан и проекта Три клисури, постигайки забележителни резултати.

1. Характеристики на полипропиленов фибробетон

Бетонът има ниска крайна деформация на опън, обикновено варираща от {{0}}.01% до 0,20%, докато полипропиленовите влакна имат деформация на опън до 15% до 18%. Полипропиленовите монофилни влакна, равномерно разпределени в бетона, не само предотвратяват слягането на агрегата, подобряват обработваемостта и намаляват кървенето и сегрегацията, но също така ефективно понасят напрежението на опън, причинено от свиването на бетона. Това забавя или предотвратява появата и развитието на вътрешни микропукнатини и повърхностни макропукнатини в бетона, като по този начин повишава неговата непропускливост. Когато е подложен на ударни натоварвания, бетонът от полипропиленови влакна предотвратява разпространението на пукнатини, подобрявайки устойчивостта на удар, устойчивостта на замръзване и устойчивостта на карбонизация на бетона.

1.1 Физически свойства

Устойчивост на свиване: Устойчивостта на свиване е най-важното свойство на полипропиленовите влакна в бетона. Проучванията показват, че включването на влакна от полипропиленов филм в обемно съотношение от около 1% може да намали степента на свиване на бетона с приблизително 75%.

Непропускливост: Според Националния център за изпитване на строителни материали бетонът от полипропиленови влакна с 0.05% дозировка има 70% по-висока непропускливост при водно налягане от 1,2 MPa в сравнение с бетона без полипропиленови влакна със същата якост ({{6 }}дневна възраст).

Огнеустойчивост: Скорошни тестове за устойчивост на огън показват, че добавянето на влакна с ниска точка на топене (диаметър 0.1 mm, дължина 12 cm, дозировка 4 kg/m³) към бетон показва обещаваща устойчивост на огън. Такива фибробетонни колони не показват почти никакви повреди след стандартни тестове за устойчивост на огън, което предполага, че влакната с ниска точка на топене могат да предотвратят разцепването на бетона.

Работоспособност: Добавянето на полипропиленови влакна в обемно съотношение {{0}}.05% до 0,07% може ефективно да инхибира сегрегацията и кървенето в бетонови смеси, подобрявайки обработваемостта.

1.2 Механични свойства

Якост на натиск и опън: Якостта на натиск и опън на бетона от полипропиленови влакна е подобна на тази на обикновения бетон.

Якост на огъване: Добавянето на влакна от полипропиленов филм в обемно съотношение от около 1% може да увеличи якостта на огъване на хоросана или бетона с не повече от 25%, но капацитетът на деформация преди разрушаване е много висок.

Устойчивост на удар: Тестовете на Националния център за изпитване на строителни материали показват, че ударната якост на хоросана с {{0}}.05% и 0,1% съдържание на влакна е повишена съответно със 17,7% и 25,8% в сравнение с обикновения хоросан.

Устойчивост на умора: Тестовете за умора със скорост на натоварване от 20 цикъла/секунда показват, че след 2 милиона цикъла обикновеният бетон може да издържи максимално напрежение от 50% от неговата якост на огъване, докато фибробетонът с дозировка от 0,3% може да издържи максимално напрежение от 65% от якостта му на огъване.

1.3 Издръжливост

Устойчивост на замръзване-размразяване: Националният център за изпитване на строителни материали тества устойчивостта на замръзване-размразяване на бетон от полипропиленови влакна с две различни обемни съотношения, използвайки стандарта GBJ 82-1985. Екземпляри с размери 100×100×100 mm бяха тествани на 28-дневна възраст, симулирайки най-студения месец със средна температура от -5 до 0 градуса. Резултатите показват, че добавянето на полипропиленови влакна значително подобрява устойчивостта на замръзване-размразяване на бетона след 50 цикъла на замръзване-размразяване.

Устойчивост на карбонизация и алкално-агрегатна реакция: Бетонът от полипропиленови влакна подобрява устойчивостта на карбонизация и алкално-агрегатни реакции главно чрез намаляване на различни вътрешни пукнатини, като по този начин повишава плътността на бетона.

2. Приложения на полипропиленов фибробетон

2.1 Строителен инженеринг

Полипропиленовият фибробетон се използва за леене на място на сутеренни плочи, странични стени, покривни плочи, резервоари за вода и други самоводоустойчиви бетонни конструкции, както и бетонни компоненти с голям обем като фундаментни греди и плочи във високи сгради . Подобрява обработваемостта и спомага за подобряване на непропускливостта, устойчивостта на пукнатини и устойчивостта на замръзване-размразяване на водоустойчив бетон, като ефективно се справя с пукнатини, причинени от температурен стрес в голям обем бетон.

2.2 Гражданско и хидротехническо строителство

Бетонните пътища, мостовите настилки, резервоарите, пристанищата и акведуктите с полипропиленови влакна показват по-добра цялостна производителност, като якост на огъване, устойчивост на пукнатини, устойчивост на умора, устойчивост на износване и устойчивост на ерозия от морска вода, в сравнение с обикновените бетонни проекти. Особено при големи обеми на трафик и често преминаване на превозни средства, устойчивостта на умора на полипропиленовите влакна е по-изразена. В условия на тежки климатични промени и чести цикли на замръзване-размразяване, устойчивостта на замръзване-размразяване на полипропиленовия фибробетон е напълно доказана.

2.3 Сглобяеми бетонови изделия

Бетонът от полипропиленови влакна се използва в стоманобетонни сглобяеми компоненти и циментови продукти (тръби, блокове и др.) за значително подобряване на качеството на външния вид, спомага за предотвратяване и намаляване на повърхностните пукнатини в сглобяеми компоненти, намалява счупването на ръбове и ъгли и увеличава непропускливостта за предотвратяване на стоманена армировка корозия.

2.4 Готов бетон

Добавянето на полипропиленови влакна към готовия бетон може значително да подобри обработваемостта, да намали кървенето и да предотврати пластмасови пукнатини в търговски бетон. Полипропиленовите влакна могат да се комбинират с всяка химическа добавка в бетона, за да се получи изпомпваем и друг високоефективен бетон. Висококачественият бетон, с неговата висока якост, голяма течливост и отлична издръжливост, се използва широко във високи сгради и мостове с дълги разстояния. Използването на полипропиленови влакна в композитите може ефективно да подобри здравината, устойчивостта на пукнатини и пластичността на висококачествения бетон.