CN1994952A - 一种中空多孔纤维在刚性自防水混凝土中的应用 - Google Patents

一种中空多孔纤维在刚性自防水混凝土中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN1994952A
CN1994952A CNA2006100052552A CN200610005255A CN1994952A CN 1994952 A CN1994952 A CN 1994952A CN A2006100052552 A CNA2006100052552 A CN A2006100052552A CN 200610005255 A CN200610005255 A CN 200610005255A CN 1994952 A CN1994952 A CN 1994952A
Authority
CN
China
Prior art keywords
concrete
fiber
waterproof
hollow
rigid self
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2006100052552A
Other languages
English (en)
Inventor
张海文
何唯平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Oceanpower Industrial Co Ltd
Ocean Power Corp
Original Assignee
Shenzhen Oceanpower Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Oceanpower Industrial Co Ltd filed Critical Shenzhen Oceanpower Industrial Co Ltd
Priority to CNA2006100052552A priority Critical patent/CN1994952A/zh
Publication of CN1994952A publication Critical patent/CN1994952A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/0048—Fibrous materials
    • C04B20/0056—Hollow or porous fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/27—Water resistance, i.e. waterproof or water-repellent materials

Abstract

本发明公开了一种中空多孔纤维在刚性自防水混凝土中的应用，该中空多孔纤维为聚丙烯类增强纤维，该纤维截面具有中空并带有3～9个孔的结构，中空度大于20％，纤维的成空率大于98％，纤维直径20μm～50μm，强度＞500N/mm2，弹性模量＞3500N/mm2，延伸率为15～30％，长度6～25mm，纤维根数76～200百万/kg，密度＞0.70g/cm3。与现有聚丙烯纤维比较可以发现，本发明的聚丙烯纤维密度小，不会增加混凝土结构的自重；抗拉强度高，延伸率高，抗裂性能更为突出，可提高混凝土制品的抗拉强度和韧性，提高其抗冲击性能、抗渗性、抗冻性等耐久性能，进而提高结构刚性自防水混凝土的防水能力，减少钢筋锈蚀及由于裂缝导致内部结构的渗漏等病害发生，大大延长结构的使用寿命和维护保养周期。

Description

一种中空多孔纤维在刚性自防水混凝土中的应用
【技术领域】
本发明涉及一种中空多孔纤维的应用，特别涉及的是该纤维在刚性自防水混凝土中的应用。
【背景技术】
冻融破坏、钢筋腐蚀、碱集料反应、混凝土碳化等被视为混凝土主要的耐久性问题，在实际工程中也常出现诸如立交桥桥渗漏和盐霜、铺装层剥落、桥面板破碎、屋面及地下室等渗漏导致结构的使用功能下降等问题。通过分析各种病害形成的原因，发现水是造成这些破坏的最直接和最重要的原因之一，因此，从根本上切断水的来源即做好结构的防水处理，是保证混凝土结构免受破坏、延长使用寿命、提高结构耐久性的有效措施。
结构自防水中通常采用防水混凝土，就是依靠混凝土本身的密实性和抗裂性来堵塞混凝土毛细孔通路和防止裂缝的产生，达到防水抗渗的要求。纤维混凝土是近年来发展起来的一种新型防水混凝土，其机理是通过大量均匀分布于混凝土的微细纤维极大地减少了混凝土的收缩裂缝，有效地抑制了连通裂缝的产生，从而达到抗裂、防水的效果。目前，纤维混凝土中常用的纤维按其材料性质可分为金属纤维(如钢纤维和不锈钢纤维)、无机纤维(主要有石棉等天然矿物纤维和抗碱玻璃纤维、抗碱矿棉、碳纤维等人造矿物纤维)和有机纤维(主要有聚丙烯、尼龙、聚乙烯、芳族聚酰亚胺等合成纤维和西沙尔麻等天然植物纤维)。其中使用较多的有钢纤维、石棉纤维、聚丙烯纤维、碳纤维和玻璃纤维。
【发明内容】
本发明的目的是将中空多孔纤维应用到刚性自防水混凝土中，有效地阻止混凝土塑性裂缝的产生和发展，可提高结构刚性自防水混凝土的防水能力，减少钢筋锈蚀及由于裂缝导致内部结构的渗漏等病害发生，大大延长结构的使用寿命和维护保养周期。
一种中空多孔纤维在刚性自防水混凝土中的应用，该中空多孔纤维为聚丙烯类增强纤维，该纤维截面具有中空并带有3～9个孔的结构，中空度大于20％，纤维的成空率大于98％，纤维直径20μm～50μm，强度＞500N/mm2，弹性模量＞3500N/mm2，延伸率为15～30％，长度6～25mm，纤维根数76～200百万/kg，密度＞0.70g/cm3，应用于基础工程的结构性防水工程、屋面防水混凝土、混凝土桥面防水层、梁及墩柱的刚性自防水混凝土、机械设备的基础、各种水池、罩面层等刚性自防水混凝土中，可提高结构刚性自防水混凝土的防水能力，减少钢筋锈蚀及由于裂缝导致内部结构的渗漏等病害发生，大大延长结构的使用寿命和维护保养周期。
中空多孔纤维在刚性自防水混凝土中的掺量范围控制在0.5kg～2kg/m3之间。
与现有聚丙烯纤维比较可以发现，本发明的聚丙烯纤维密度小，不会增加混凝土结构的自重；抗拉强度高，延伸率高，抗裂性能更为突出，可提高混凝土制品的抗拉强度和韧性，提高其抗冲击性能、抗渗性、抗冻性等耐久性能，进而提高结构刚性自防水混凝土的防水能力，减少钢筋锈蚀及由于裂缝导致内部结构的渗漏等病害发生，大大延长结构的使用寿命和维护保养周期。
【具体实施方式】
现就本纤维对水泥混凝土性能改善的作用机理做出阐述：
掺入少量本纤维后，混凝土内部形成三维交错的支撑网络。因本纤维的弹性模量高于早期塑性的水泥基材，且纤维直径较细，纤维间距较小，掺入后有助于抑制混凝土早期塑性收缩变形，减少了微裂缝产生和发展的几率，混凝土得以保持较好的完整性。随着纤维掺量的增加，纤维混凝土塑性开裂随之下降。由于中空多孔纤维的抗拉强度要高于普通实心聚丙烯纤维，这个性能使得其在早期抗裂和后期抗裂过程中都会发挥更大的作用。
在混凝土中掺入分散性能良好的本纤维，可在混凝土内部构成一种均匀的三维乱向分布的网络体系，这一均匀的乱向网络体系有助于混凝土受冲击时动能的吸收，从而提高混凝土的抗冲击性能。由于中空多孔纤维的抗拉强度要高于普通实心聚丙烯纤维，使得其传递和吸收外荷载的能力更强。
均匀分布于混凝土的本纤维起了“承托”作用，降低了混凝土表面的析水与集料的离析，从而使混凝土中微孔隙含量大大降低；同时本纤维的掺入减少了混凝土中的初始原生裂隙，所带来的明显的阻裂效应使纤维混凝土的抗渗能力得以提高。由于中空多孔纤维的阻裂能力要比普通实心聚丙烯纤维的高，因而由此带来的抗渗性能的提高幅度也更显著。
在混凝土中掺入本纤维，可以缓解温度变化引起的混凝土内部应力的作用，防止温度裂缝的扩展；同时，在混凝土中掺入本纤维的过程中引入了空气，使混凝土内空气含量增加，抗冻性能得以改善。由于纤维中多孔的存在，使得混凝土的保温提高，热量散发速度减慢，因而相对于实心聚丙烯纤维而言，混凝土的抗冻性能会有更大程度的提高。
与现有聚丙烯纤维的比较：
(1)抗拉强度高：目前常用的聚丙烯纤维的抗拉强度较低，一般只有270～330Mpa，
本发明所提供的中空多孔聚丙烯纤维的抗拉强度可以达到500MPa以上，较高的抗拉强度不仅对提高混凝土制品的早期抗裂性能有益，而且对混凝土制品的抗拉强度、韧性的增加都有提高作用。
(2)密度小：通常聚丙烯纤维的密度在0.91g/cm3，本发明的中空多孔聚丙烯纤维的密度仅为0.7g/cm3左右，较低的密度不会增加混凝土结构的自重。
(3)延伸率高：通常的聚丙烯纤维的抗拉强度仅为15％左右，本发明的中空多孔聚丙烯纤维的延伸率在25％左右，较高的纤维延伸率对提高混凝土的变形能力有更好的作用。
(4)抗裂性能更为突出：常用的聚丙烯纤维对混凝土的抗裂性能提高的幅度通常为60～70％左右，本发明的多孔中空纤维对混凝土的抗裂性能提高幅度可达到95％以上。
现以实施例具体阐述本发明：
实施例1：中空多孔聚丙烯纤维可有效地提高混凝土的抗裂性能
试验表明，中空多孔聚丙烯纤维对混凝土的抗裂性能提高幅度达到99.5％。较之于目前常用的实心聚丙烯纤维提高程度高出30％左右；
实施例2：中空多孔聚丙烯纤维可提高混凝土的早期强度
在混凝土中加入了中空多孔聚丙烯纤维后，由于孔的存在，纤维可以锁住混凝土中的部分水分，使得混凝土在硬化过程中可以有效抵抗塑性收缩裂缝的产生。这样，也可以使得在混凝土的表面聚集的水分减少，有利于提高混凝土的早期强度。
实施例3：加入本纤维可提高混凝土的劈裂抗拉强度。较之于未掺纤维的混凝土，每立方米C20混凝土中本纤维的掺量为0.9kg/m3时，其劈裂抗拉强度可提高15％；而普通的聚丙烯纤维对混凝土抗拉强度仅提高5～10％；
实施例4：加入该纤维可大大提高混凝土的抗冻性能。较之于未掺纤维的混凝土，每立方C50混凝土中纤维的掺量为0.9kg/m3时，50次冻融循环强度损失率降低100％，明显高于实心聚丙烯纤维混凝土的抗冻能力。
实施例5：加入该纤维可提高混凝土的抗渗性能。较之于未掺纤维的混凝土，每立方米C25混凝土中该纤维掺量为0.9kg/m3时，混凝土的抗渗性能提高60％。普通聚丙烯实心纤维对混凝土抗渗性能可提高50％左右。
实施例6：加入本纤维可大幅度提高混凝土的抗冲击性能。较之于未掺纤维的混凝土，每立方米C50混凝土中本纤维掺量为0.9kg/m3时，混凝土的抗冲击能力可提高65％。普通聚丙烯实心纤维对混凝土抗冲击性能的提高程度在50％左右。

Claims (2)

1、一种中空多孔纤维在刚性自防水混凝土中的应用，其特征是：该中空多孔纤维为聚丙烯类增强纤维，该纤维截面具有中空并带有3～9个孔的结构，中空度大于20％，纤维的成空率大于98％，纤维直径20μm～50μm，强度＞500N/mm2，弹性模量＞3500N/mm2，延伸率为15～30％，长度6～25mm，纤维根数76～200百万/kg，密度＞0.70g/cm3，应用于基础工程的结构性防水工程、屋面防水混凝土、混凝土桥面防水层、梁及墩柱的刚性自防水混凝土、机械设备的基础、各种水池、罩面层等刚性自防水混凝土中，可提高结构刚性自防水混凝土的防水能力，减少钢筋锈蚀及由于裂缝导致内部结构的渗漏等病害发生，大大延长结构的使用寿命和维护保养周期。
2、根据权利要求1所述的中空多孔纤维在刚性自防水混凝土中的应用，其特征是：中空多孔纤维在刚性自防水混凝土中的掺量范围控制在0.5kg～2kg/m3之间。
CNA2006100052552A 2006-01-05 2006-01-05 一种中空多孔纤维在刚性自防水混凝土中的应用 Pending CN1994952A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2006100052552A CN1994952A (zh) 2006-01-05 2006-01-05 一种中空多孔纤维在刚性自防水混凝土中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2006100052552A CN1994952A (zh) 2006-01-05 2006-01-05 一种中空多孔纤维在刚性自防水混凝土中的应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1994952A true CN1994952A (zh) 2007-07-11

Family

ID=38250173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2006100052552A Pending CN1994952A (zh) 2006-01-05 2006-01-05 一种中空多孔纤维在刚性自防水混凝土中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1994952A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106927780A (zh) * 2017-04-07 2017-07-07 俞家欢 一种磷酸盐水泥基超韧纤维低温复合材料及其制备方法
CN112830747A (zh) * 2021-03-23 2021-05-25 北京城建亚泰金砼混凝土有限公司 一种环保抗冻型混凝土及其制备方法
CN113322839A (zh) * 2021-07-09 2021-08-31 中电建路桥集团有限公司 特大型pk箱组合梁桥面板的防开裂结构

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106927780A (zh) * 2017-04-07 2017-07-07 俞家欢 一种磷酸盐水泥基超韧纤维低温复合材料及其制备方法
CN106927780B (zh) * 2017-04-07 2020-07-24 俞家欢 一种磷酸盐水泥基超韧纤维低温复合材料及其制备方法
CN112830747A (zh) * 2021-03-23 2021-05-25 北京城建亚泰金砼混凝土有限公司 一种环保抗冻型混凝土及其制备方法
CN112830747B (zh) * 2021-03-23 2022-05-27 北京城建亚泰金砼混凝土有限公司 一种环保抗冻型混凝土及其制备方法
CN113322839A (zh) * 2021-07-09 2021-08-31 中电建路桥集团有限公司 特大型pk箱组合梁桥面板的防开裂结构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Monaldo et al. Basalt-based fiber-reinforced materials and structural applications in civil engineering
CN102995567B (zh) 一种可取消钢筋网片的水泥砼桥面铺装结构的制备方法
CN101481930A (zh) 纤维编织网复合钢筋增强混凝土的建筑结构及其制备方法
Kaur et al. Different types of Fibres used in FRC.
CN101172824A (zh) 三维定向纤维增强水泥基复合材料
Balea et al. Fiber reinforced cement based composites
KR100826896B1 (ko) 압출성형을 위한 섬유보강 콘크리트 제조방법
CN110218030A (zh) 一种抗冻混凝土及其制备方法
CN114685117B (zh) 一种水工ecc材料及其应用
CN1994952A (zh) 一种中空多孔纤维在刚性自防水混凝土中的应用
CN101660287A (zh) 多尺度纤维增强水泥稳定碎石路面基层材料
WO2006123632A1 (ja) 繊維補強された軽量セメント系硬化体
Soroushian et al. Effect of fiber type and content on the performance of extruded wood fiber cement products
CN100999393A (zh) 一种中空多孔纤维在抹灰水泥基材料中的应用
CN106013591A (zh) 一种frp-三维间隔织物增强水泥基复合材料布及其制造方法
CN102898102B (zh) 一种屋面防水层的抗裂保护砂浆
KR102467570B1 (ko) 콘크리트 구조물의 보수 보강을 위한 배면차수가 가미된 에폭시 공법
CN1994951A (zh) 一种中空多孔纤维在水泥混凝土制品中的应用
CN105178165A (zh) 受拉面层复合增强的钢筋混凝土连续刚构桥及其施工方法
Hettiarachchi et al. Effect of Surface Modification and Fibre Content on the Mechanical Properties of Coconut Fibre Reinforced Concrete
CN107304113A (zh) 一种多孔纤维改性混凝土
Lu Infrastructure Corrosion and Durability-a sustainability study
JPH0123428B2 (zh)
CN112411269A (zh) 一种新型竹纤维增强的预应力混凝土轨枕及性能增强方法
CN1887768A (zh) 一种多孔纤维改性混凝土

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Shanghai KNP Chemical Co., Ltd.

Assignor: Haichuan Industry Co., Ltd., Shenzhen

Contract fulfillment period: 2008.11.1 to 2020.11.1 contract change

Contract record no.: 2008440000397

Denomination of invention: Use of hollow porous fiber in rigid self-waterproof concrete

License type: General permission

Record date: 20081124

LIC Patent licence contract for exploitation submitted for record

Free format text: COMMON LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2008.11.1 TO 2020.11.1; CHANGE OF CONTRACT

Name of requester: SHANGHAI QIPENG CHEMICAL CO., LTD.

Effective date: 20081124

C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Open date: 20070711