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纤维混凝土的新发展

纤维加强混凝土实际上就是渗入合成纤维的混凝土。早在25年前，英国醅海岸工程中就把剁碎的聚丙烯掺到混凝土块体，并用这些块体砌成防波堤。直到进入70年代末，80年代初才有进一肯的发展，欧洲和美国取得了一系列有价值的成果，尤其是聚丙烯纤维的应用在美国已进入了商品化阶段。
    从那时起，应用聚丙烯纤维作为混凝土掺和料已被世界上60多个国家接受，其最大优点是纤维的加入，大大地减轻了混凝土的塑性龟裂，其实，纤维能够替代铁丝网作为混凝土的次要加强筋。这不仅改善了塑性裂、还大大降低了成本。
    聚丙熔解纤维是一种惰性材料，它不因混凝土碱性环境而衰变。玻璃纤维和聚脂纤维具在同样的效果。聚丙烯纤维不吸收湿气，或者说它不随时间的增长而损失长度，尼龙也具有同样的效果。聚丙烯的比重很轻（为0.91）。所以，对于一定重量的纤维相应的体积较大。而纤维可以增强混凝土的抗撞击和耐磨损能力。
    下面简要介绍纤维加强混凝土的特性及应用
1 抑制腐蚀
    湿气通过混凝土渗透到钢筋有两种绝然不同的解释：第一种解释是湿气直接通过混凝土出现的塑性龟裂移动，大量的裂纹使钢筋面临过早腐蚀的危害。在混凝土早期，纤维有效地防护这种类型的龟裂，并减少了腐蚀的可能；第二种解释是氯化物携带氯离子通过混凝土的毛细孔移动到钢筋，当纤维混入后，明显地降低了混凝土的渗透性或者说减缓了允许湿气通过混凝土的渗透趋势。在混凝土中纤维的加入量很重要，它直接关系所期望达到的改善程度。例如：经过多次试验证明，在普通混凝土中加入539g/m3的纤维化聚丙烯纤维时，混凝土的渗透性减少44%，而当加入1187g/m3时，它的改善达到79%。
    美国克利夫兰市和俄亥俄州的罗博特工程协会四年多的研究证实：混凝土中加入了纤化聚丙烯纤维后，降低了混凝土的渗透性，从而有效地阻止了混凝土中钢筋的腐蚀。调查研究也证实：混凝土中钢筋腐蚀情况相对减少，这取决于混凝土相应的不渗透性的程度，也就是说取决于混凝土中纤维的加入量。同样，试验也证实了另外一个结论：混凝土中钢筋早期的腐蚀损害是腐蚀性湿气通过混凝土裂纹接触钢筋所致。
2 抗撞击和磨损
    聚丙烯纤维加入混凝土后，能改善混凝土在波浪、海潮、冰冻、海砂等自然环境对它的侵害能力。
    混凝土在恶劣环境下将会产生退化，同样，码头受港口车船和设备的冲撞、磨擦也会使混凝土面严重损伤。美国陆军工程协会首次用纤维加入到混凝土中，有效地啬了混凝土的抗撞击能力。实验证实：混凝土中加入0.9kg/m3的纤维化聚丙烯纤维后，几乎成倍地啬混凝土的抗撞击能力。集装箱码头易受到重复性撞击，找出混凝土中加入纤维的特定量，能够减少这些损害。
    挪威国家研究院采用精密设备，做了大量试验，测试混凝土的磨损。结论显示：在混凝土中加入0.9kg/m3纤维的比率能够减少由磨损引起的耗损约33%。
3 二氧化硅气体（硅气体）
    为了增加混凝土的抗渗透性，在混凝土中加入聚丙烯纤维和二氧化硅气体，已有实例。
    在挪威首都奥斯陆的集装箱码头，混凝土的混合设计包括20%的白榴火山灰，7.5%的硅石气，这个集装箱码头试运行阶段，以1.3kg/m3纤化聚丙烯纤维的比例渗入混凝土，结果它成功地改善了混凝土并防止了塑性龟裂。最终这个码头的建筑都采用了掺纤维网的混凝土。
4 混凝土的修复
    在码头的维护及船坞、桥墩、防波堤的修复中，若采用重新浇筑混凝土的方法，则通常以0.9kg/m3的比率加入纤化的聚丙烯纤维，据考证，这种方法对重新修复的建筑非常有益，同时可减少修复成本。
    另外，纤维加强混凝土比一般混凝土具有更大的内聚力。修复时，它能喷射到位，便于施工，具有快速、省时、低成本、且有圈套的厚度。通常加入纤维网可减少混凝土溅落或浪费，相对普通混凝土的喷注，其回弹率可以从30%减少至4-5%。因此它的经济效益不错。