聚丙烯纖維網(wǎng)纖維噴射混凝土

    2. 纖維網(wǎng)及其用于噴射混凝土的優(yōu)點(diǎn) 
    2-1 纖維網(wǎng)的化學(xué)和物理特性
    聚丙烯纖維網(wǎng)的纖維的主要化學(xué)物理性能如下：
    *吸水性              無(wú)
    *比重                0.91
    *纖維網(wǎng)長(zhǎng)度          12-51mm
    *熔點(diǎn)                160-170℃
    *燃點(diǎn)                590℃
    *熱傳導(dǎo)性能          低
    *酸堿阻抗            高
    *張力強(qiáng)度            560-770MPa
    *楊氏彈性系數(shù)        350MPa

    2-2 纖維網(wǎng)纖維用于噴射混凝土的優(yōu)點(diǎn)
    自80年代以來(lái)，聚丙烯纖維網(wǎng)纖維噴射混凝土之所以能在世界各國(guó)很快推廣，主要是因?yàn)椴捎美w維網(wǎng)能夠大提高工程質(zhì)量和降低總成本。據(jù)統(tǒng)計(jì)，各國(guó)樂(lè)于采用這項(xiàng)技術(shù)，主要是基于以下理由：
    （1）能形成更厚的噴射混凝土層；
    （2）具有更高的粘稠性，能大幅度降低混凝土回彈，降低成本；
    （3）能阻止收縮龜裂；
    （4）增大抗沖擊能力；
    （5）明顯提高彎曲強(qiáng)度；
    （6）疲勞強(qiáng)度能提高3倍；
    （7）該噴射混凝土的射流初速度僅為使用其他材料時(shí)70%-80%，減小了對(duì)已噴混凝土的沖擊，利于提高     混凝土的強(qiáng)度；
    （8）泵送容易，不會(huì)損傷機(jī)械設(shè)備；
    （9）纖維能抗酸堿腐蝕，沒(méi)有銹蝕、老化問(wèn)題；
    （10）能改善混凝土的水密性，故能對(duì)主筋結(jié)構(gòu)形成最佳保護(hù)，對(duì)處長(zhǎng)混凝土的壽命有重要意義；
    （11）不需改變?cè)瓉?lái)的混凝土配合比；
    （12）同金屬絲網(wǎng)相比，纖維網(wǎng)纖維更易于儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用；
    （13）纖維網(wǎng)以三維方式均勻自動(dòng)地分布在混凝土中。

    3 纖維網(wǎng)纖維噴射混凝土的施工
    3-1 纖維網(wǎng)的使用說(shuō)明
    （1）長(zhǎng)度選擇 目前美國(guó)纖維網(wǎng)公司推薦在混凝土中所使用纖維的長(zhǎng)度為19mm。
    （2）混合順序 纖維網(wǎng)纖維加入混合器，可以在其他混合料加入之前加入，也可以在其他混合料加入之后加入，也可同時(shí)加入，加入量為0.9kg/m3，加入進(jìn)按配比整包投入（無(wú)需拆包）即可。
    （3）攪拌時(shí)間 攪拌4-5min即可，但延長(zhǎng)攪拌時(shí)間不會(huì)影響纖維的分布和強(qiáng)度。
    （4）配比設(shè)計(jì) 纖維網(wǎng)纖維加強(qiáng)混凝土是機(jī)械作用而不是化學(xué)作用，它的加入不需要附加水和改變?cè)瓉?lái)的混凝土配合比。

    3-2 纖維網(wǎng)纖維噴射混凝土施工
    美國(guó)纖維網(wǎng)公司生產(chǎn)兩種類(lèi)型的纖維網(wǎng)纖維，即Fibermesh®和arbourite®，適用于干噴和濕噴從噴射效果考慮，最好采用濕噴。

    采用干噴時(shí)，骨料的選擇很重要，其最大粒徑不得超過(guò)4.75mm。干噴施工，對(duì)混凝土質(zhì)量影響最大的是水灰比，這只能通過(guò)工人高水平地操作來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用濕噴則要省事得多，噴射手無(wú)需關(guān)心控制水量的準(zhǔn)確程度，只要在拌合時(shí)將水灰比控制在0.35-0.45之間即可，應(yīng)該說(shuō)明的是，當(dāng)按0.9kg/m3的量摻加聚丙烯纖維，其中有5%起潤(rùn)滑作用，將減小輸送壁與骨料間的摩阻力，從而降低了泵送壓力。

    4 效果分析
    現(xiàn)在纖維混凝土常用的纖維有鋼纖維、玻璃纖維和纖維網(wǎng)纖維，不少專(zhuān)業(yè)工程師對(duì)這幾種纖維的使用效果作過(guò)調(diào)查，其中較好的是G.W.克蘭茲工程師的調(diào)查報(bào)告，現(xiàn)將其要點(diǎn)綜述如下：
    （1）不推薦在噴射混凝土中摻加玻璃纖維，除非有對(duì)反應(yīng)加劇和由于堿腐蝕造成硅石失效加以保護(hù)的特殊意圖。
    （2）在高水灰比的噴射混凝土中加入鋼纖維，腐蝕是影響其功能的根源，鋼纖維增加了混凝土導(dǎo)電性，因而助長(zhǎng)了電解化學(xué)腐蝕。
    （3）聚丙烯纖維是非腐蝕的化學(xué)填入物，它對(duì)礦質(zhì)、酸堿基質(zhì)和無(wú)機(jī)鹽有很好的化學(xué)阻抗作用，故聚丙烯纖維有效地阻止了混凝土的塑性收縮和龜裂。
    （4）有纖維和無(wú)纖維的的噴射混凝土抗壓強(qiáng)度的區(qū)別是明顯的，但不是引人注目的，在抗彎強(qiáng)度方面的區(qū)別卻是流動(dòng)人心的。
    （5）加有聚丙烯纖維的混凝土試件同加AR玻璃纖維的試件相比，其7天和28天抗壓及抗彎強(qiáng)度要高出很多；與加鋼纖維的試件相比，其抗彎強(qiáng)度更高，但抗壓強(qiáng)度低于鋼纖維的試件（玻璃纖維試件的抗壓強(qiáng)度也比鋼纖維試件低）。
    最后要強(qiáng)調(diào)的是，鋼纖維在實(shí)際應(yīng)用中還存在幾個(gè)致命的弱點(diǎn)，即成本過(guò)高，對(duì)噴射設(shè)備有嚴(yán)重的損傷，難以拌合均勻。

    5 應(yīng)用實(shí)例
    （1）1985年，瑞典國(guó)家研究院對(duì)摻加鋼纖維、聚丙烯纖維網(wǎng)的噴射混凝土及普通噴射混凝土作了對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果加纖維網(wǎng)的噴射混凝土的抗壓強(qiáng)度比不加者高34%，抗彎強(qiáng)度高46%。在礦山加固等工程中實(shí)測(cè)的回彈量為：沒(méi)有纖維時(shí)為25%，加鋼纖維后為10%，加聚丙烯纖維網(wǎng)后為4%-5%。
    （2）美國(guó)亞利桑那州的運(yùn)河防洪工程加固所用的噴射混凝土，全部用纖維網(wǎng)纖維取代金屬絲網(wǎng)，噴射厚度為100-150mm。
    （3）1980年，美國(guó)新墨西哥政府修建了兩條泄洪渠道，為了便于比較，一條用傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固，另一條用纖維網(wǎng)纖維混凝土加固，據(jù)結(jié)算，用纖維混凝土者節(jié)約了25%的投資。
    （4）香港新隧道工程，出于環(huán)保、電力和商業(yè)服務(wù)要求，用纖維網(wǎng)取代了鋼纖維，在噴射混凝土中摻和19mm的纖維，噴射厚度75mm，效果非常好。菲律賓的某隧道用纖維網(wǎng)纖維混凝土加固洞門(mén)仰坡和用洞內(nèi)初期支護(hù)，都很成功。

    6 結(jié)論
    近年來(lái)，纖維網(wǎng)纖維的應(yīng)用在亞洲得到較快發(fā)展，特別是1995年以來(lái)，在中國(guó)的廣東、山東、陜西、河南、上海、河北等地已取得較為成功的經(jīng)驗(yàn)。相信纖維網(wǎng)纖維加強(qiáng)混凝土的技術(shù)，將會(huì)很快地被中國(guó)正在進(jìn)行的大規(guī)模基建工程的設(shè)計(jì)所采用。