浅谈合成纤维在国内混凝土建材中的应用

孙广辉

/北京铁建永泰新型建材有限公司

浅谈合成纤维在国内混凝土建材中的应用

孙广辉

/北京铁建永泰新型建材有限公司

在我国建筑工程行业高速发展的背景下，我国建筑工程技术与材料得到了创新与改革发展，并取得了一定的成效。而纤维混凝土的应用则是我国建筑工程项目研发的重点。基于此，本文以合成纤维相关概述出发，对纤维混凝土中合成纤维的应用进行了分析与简述，以供参考。

合成纤维；混凝土建材；应用

引言：

混凝土是我国建筑工程项目建设中重要材料，在我国工程项目建设中占有重要地位。随着近年来，建筑行业的不断发展以及建设工艺技术的强化与提升，建筑工程建设对混凝土建材提出了更高的要求与使用标准，其强度、稳定性、韧度、使用耐久性、抗震抗裂性成为混凝土建材研发与应用的重点。而纤维与混凝土的合理搭配，则有效促进了混凝土性能的优化，有利于促进我国建筑领域的优化发展。基于此，本文以合成纤维的应用为例，对其进行了简要分析。

1.合成纤维相关概述

合成纤维又被称为“纤聚合物”是化学纤维中的一种，是具有一定可溶性/可熔性，由人工合成与处理后，形成的线型聚合物[1]。因此，合成纤维除具有一般化学纤维本质特性外（包括高强度、高弹性、轻质量、可长期保存等），不同类型的合成纤维也具有一定的独特性，如聚丙烯腈纤维的机械抗张性较强；聚丙烯(PP)纤维的化学稳定性较强；聚乙烯(PE)纤维热稳定性、可塑性较强；聚酞胺(PA)纤维水泥融合性较强；芳香族聚酞胺纤维具有高强高模性等等。

2.合成纤维在国内混泥土建材中的应用

由于混凝土具有廉价性、可塑性以高抗压性，因此在我国建筑领域中具有重要的应用价值，是我国建筑工程项目建设常用的施工材料之一。但是由于混凝土具有一定的脆弱性，加之在水泥混凝土施工应用过程中，受自身本质因素的影响，易出现裂缝、下渗、腐蚀、冻裂等问题。而通过适当的添加合成纤维，则可有效改善上述问题，促进混凝土质量与性能的优化与提升，保证混凝土作用的最大化发挥，具体分析如下。

2.1 用于提升混凝土建材抗裂性

在建筑工程混凝土施工工程中，由于混凝土材料存在一定的水分，因此在进行水泥搅拌过程中，会产生一定的“水化热反映”，从而在一定程度上使混凝土建材塑性收缩，出行干裂、硬化裂缝等问题，进而影响导致混凝土构件的性能（包括使用耐久性、稳定性、抗震可渗性等）。而据试验与实践证明，在混凝土中适当的添加合成纤维（如，0.045%～1.12%体积比例的聚丙烯纤维），可有效提升混凝土的抗裂性（62%～78%）[2]。与此同时，合成纤维的粘结力加强了混凝土的塑性，使混凝土构件在受力作用下，张力得到提升，从而避免了混凝土使用过程中早裂现象的从产生，有效加大了其使用耐久性。

2.2 用于增强混凝土建材的强韧性

由于混凝土材料本质具有“脆弱性”，因此在建筑构成施工过程中，当混凝土受到一定的拉力时，很容易穿现裂缝问题。相关资料与实践证明，合成纤维所具有的延伸性、粘结性使其在混凝土建材应用过程中，形成“三维网状”结构，从而提升混凝土整体的粘结性。当纤维混凝土受力作用时，实现了“力”在纤维网中的有效传递，并在传递过程中，将力进行分散与削弱，这在一定程度上有效提升了混凝土建材的受力强度。与此同时，当混凝土受力出行开裂时（既定氛围内）合成纤维所具有的延伸性，促使混凝土出现变现，从而改善了混凝土自身的脆弱性，提升了其整体韧性。例如，在《聚酯牵伸丝纤维对水泥抗折强度的影响》（周锡武，吴本英，2002）实验分析中，得出在混凝土中加入聚酯纤维（体积比为0.5%），在既定时间内，混黏土抗折强度教原有状态提升了34.5%～37.3%。

2.3 用于增强混凝土建材的抗渗性

据相关资料分析与实践经验整合发现，既定条件下（通常为1.29Mpa水压下）在混凝土中融入体积比“0.045%～0.13%”的聚丙烯合成纤维，混黏土的抗渗性相对与原本状态而言，提升了40%～48%（王依民，倪建华，2002）/（彭苗2012）[3]。其原因在于，由于混凝土是一种密度非均匀性复合型材料，在细微处存在诸多缝隙，加之混凝土在干燥环境下易出现开裂为题，因此在混凝土工程中，其抗渗性相对较低。而加入一定量的合成纤维后，合成纤维有效提升了混凝土内部沟通性与约束力，从而增强了混凝土密度，降低了混凝土内部孔隙直径，进而增强混凝土建材的抗渗性。

2.4 用于增强混凝土建材的抗冻融性、抗化学腐蚀性

从阎利、王绍东《聚丙烯纤维增强混凝土概述》；史小兴《合成纤维在混凝土中的效果和机理综述》以及王浩宇《聚乙烯醇纤维水泥基复合材料的力学性能及抗冻性能试验研究》等文献资料中，均可探知合成纤维在混凝土建材中的科学应用，在提升混凝土抗裂性、抗渗性、抗压性等同时，合成纤维三维网状应用结构的布设，也在一定程度上提升了混凝土建材的抗冻融性以及抗化学腐蚀性[4]。

2.5 用于增强混凝土建材的抗冲击性

通过对合成纤维的不同处理，如机械处理、表面活性剂处理、氧氟处理等，可有效提升合成纤维整体质量，而将处理后的合成纤维应用与混凝土施工工程中，可有效提升混凝土构件的抗压性与抗震性，当混凝土构件受到外力冲击时，纤维混凝土经负荷力进行转移、分散与削弱，从而提升了混凝土的抗冲击性。例如，经验整合发现在混凝土中掺入体积比为0.45%～1.55%的聚丙烯时，纤维混凝土整体的抗冲击性能提升了75%～146%[4]。由此可见，将合成纤维应用与混凝土建材中，可有效促进建筑工程项目的稳定性、固定性与安全性的提升，对建筑工程建设具有重要意义。

结论：综上所述，合成纤维在混凝土建材中的合理应用，不仅可有效提升混凝土本质性能，促进混凝土向高强度、高韧性、强抗震抗裂性等优化趋势发展，也可有效改善合成纤维行业废气材料对环境的污染，提升产品利用率，降低建筑成本，提升经济与社会效益。

[1]罗力中,刘露,刘舒阳,等.塑钢纤维混凝土的抗冲击性能初步试验研究[J].江西建材,2016,10:1-3.

[2]卜良桃,周云鹏.纤维水泥砂浆与混凝土界面黏结性能钻芯拉拔试验研究[J].河海大学学报(自然科学版),2016,04:291-296.

[3]王浩宇,田稳苓.聚乙烯醇纤维水泥基复合材料的力学性能及抗冻性能试验研究[J].工业建筑,2017,01:123-125+130.

[4]杨慧,曹亚,陈磊.超高强改性合成纤维在机场道面混凝土中的应用研究[J].科学技术与工程,2015,19:184-187.