Beton iz polipropilenskih vlaken

Navadna polipropilenska vlakna imajo slabo odpornost proti staranju in se med mešanjem betona nagibajo k tvorbi grozdov. Samo modificirana vlakna lahko delujejo skupaj s cementno matrico in se uporabljajo v betonskem inženirstvu. Zgodnje aplikacije so večinoma uporabljale razpokana vlakna iz polipropilenskega filma. V zgodnjih osemdesetih letih prejšnjega stoletja so Združene države Amerike uspešno razvile monofilamentna polipropilenska vlakna, ki so se začela pogosto uporabljati v podzemnih hidroizolacijah, strehah industrijskih in civilnih zgradb, tleh, avtocestah in projektih mostov zaradi nizkih stroškov in znatnega izboljšanja učinkovitosti betona. Od srede-1990 prejšnjega stoletja je na tisoče projektov na Kitajskem sprejelo beton iz polipropilenskih vlaken, vključno z dvorcem Guangzhou New China, Svetovnim trgovinskim centrom Chongqing, vasjo azijskih iger v Pekingu, mostom na reki Jangce v Wuhanu in projektom treh sotesk, s čimer so dosegli izjemne rezultate.

1. Značilnosti betona iz polipropilenskih vlaken

Beton ima nizko končno natezno deformacijo, ki se običajno giblje od {{0}}.01 % do 0,20 %, medtem ko imajo polipropilenska vlakna natezno deformacijo do 15 % do 18 %. Polipropilenska monofilamentna vlakna, enakomerno porazdeljena v betonu, ne le preprečujejo posedanje agregata, izboljšajo obdelavnost ter zmanjšajo krvavitev in segregacijo, ampak tudi učinkovito prenašajo natezno obremenitev, ki jo povzroči krčenje betona. S tem upočasnimo ali preprečimo nastanek in razvoj notranjih mikrorazpok in površinskih makrorazpok v betonu in s tem povečamo njegovo nepropustnost. Ko je izpostavljen udarnim obremenitvam, beton iz polipropilenskih vlaken preprečuje širjenje razpok, izboljša odpornost na udarce, odpornost proti zmrzovanju in karbonizacijo betona.

1.1 Fizikalne lastnosti

Odpornost na krčenje: Odpornost proti krčenju je najpomembnejša lastnost polipropilenskih vlaken v betonu. Študije so pokazale, da lahko vključitev razpokanih vlaken iz polipropilenskega filma v prostorninskem razmerju približno 1 % zmanjša stopnjo krčenja betona za približno 75 %.

Neprepustnost: Po podatkih Nacionalnega centra za preskušanje gradbenih materialov ima beton iz polipropilenskih vlaken z odmerkom 0,05 % 70 % višjo neprepustnost pod vodnim pritiskom 1,2 MPa v primerjavi z betonom iz nepolipropilenskih vlaken enake trdnosti ({{6 }}dnevna starost).

Požarna odpornost: Nedavni testi požarne odpornosti kažejo, da dodajanje vlaken z nizkim tališčem (premer 0,1 mm, dolžina 12 cm, doziranje 4 kg/m³) betonu kaže obetavno požarno odpornost. Takšni vlaknobetonski stebri po standardnih preskusih požarne odpornosti skorajda ne poškodujejo, kar kaže na to, da lahko vlakna z nizkim tališčem preprečijo lomljenje betona.

Izvedljivost: Dodajanje polipropilenskih vlaken v volumskem razmerju {{0}}.05% do 0,07% lahko učinkovito zavira segregacijo in krvavitev v betonskih mešanicah, kar izboljša obdelavnost.

1.2 Mehanske lastnosti

Tlačna in natezna trdnost: Tlačna in natezna trdnost betona iz polipropilenskih vlaken je podobna navadnemu betonu.

Upogibna trdnost: Dodajanje polipropilenskih filmskih razpokanih vlaken v prostorninskem razmerju približno 1 % lahko poveča upogibno trdnost malte ali betona za največ 25 %, vendar je sposobnost deformacije pred porušitvijo zelo visoka.

Odpornost na udarce: Testi nacionalnega centra za preskušanje gradbenih materialov kažejo, da je udarna trdnost malte z {{0}}.05 % in 0,1 % vsebnostjo vlaken povečana za 17,7 % oziroma 25,8 % v primerjavi z navadno malto.

Odpornost na utrujenost: Preskusi utrujenosti s stopnjo obremenitve 20 ciklov/sekundo kažejo, da lahko navaden beton po 2 milijonih ciklov prenese največjo obremenitev 50 % svoje upogibne trdnosti, medtem ko lahko vlaknobeton z 0,3 % odmerkom prenese največja obremenitev 65 % njegove upogibne trdnosti.

1.3 Trajnost

Odpornost proti zmrzovanju in odmrzovanju: Nacionalni center za testiranje gradbenih materialov je preizkusil odpornost proti zmrzovanju in odmrzovanju betona iz polipropilenskih vlaken z dvema različnima prostorninskima razmerjema z uporabo standarda GBJ 82-1985. Vzorci, ki merijo 100×100×100 mm, so bili testirani pri starosti 28 dni, kar je simuliralo najhladnejši mesec s povprečno temperaturo od -5 do 0 stopinj. Rezultati so pokazali, da je dodajanje polipropilenskih vlaken znatno izboljšalo odpornost betona proti zmrzovanju in odmrzovanju po 50 ciklih zmrzovanja in odmrzovanja.

Odpornost na karbonacijo in alkalno agregatno reakcijo: Beton iz polipropilenskih vlaken izboljša odpornost na karbonizacijo in reakcije alkalnih agregatov predvsem z zmanjšanjem različnih notranjih razpok, s čimer se poveča gostota betona.

2. Uporaba betona iz polipropilenskih vlaken

2.1 Gradbeni inženiring

Polipropilenski vlaknobeton se uporablja za vlivanje kletnih plošč, stranskih sten, strešnih plošč, rezervoarjev za vodo in drugih samovodoodpornih betonskih konstrukcij na kraju samem, kot tudi betonskih komponent velikih prostornin, kot so temeljni nosilci in plošče v visokih stavbah. . Izboljša obdelovalnost in pomaga izboljšati neprepustnost, odpornost proti razpokam in odpornost proti zmrzovanju in odmrzovanju samovodoodpornega betona ter učinkovito obravnava razpoke, ki jih povzročajo temperaturne obremenitve v betonu velikega volumna.

2.2 Gradbeništvo in hidrotehnika

Betonske ceste, mostovi, jezovi rezervoarjev, pristanišča in akvadukti s polipropilenskimi vlakni imajo boljše splošne lastnosti, kot so upogibna trdnost, odpornost proti razpokam, odpornost proti utrujenosti, odpornost proti obrabi in odpornost proti eroziji z morsko vodo, v primerjavi z običajnimi betonskimi projekti. Zlasti pri velikih količinah prometa in pogostih prehodih vozil je odpornost proti utrujenosti polipropilenskih vlaken bolj izrazita. V razmerah z močnimi podnebnimi spremembami in pogostimi cikli zmrzovanja in odmrzovanja se odpornost polipropilen vlaknobetona proti zmrzovanju in odmrzovanju popolnoma izkaže.

2.3 Montažni betonski izdelki

Beton iz polipropilenskih vlaken se uporablja v armiranobetonskih montažnih komponentah in izdelkih iz cementa (cevi, bloki itd.) za bistveno izboljšanje kakovosti videza, pomoč pri preprečevanju in zmanjševanju površinskih razpok v montažnih komponentah, zmanjšanje lomljenja robov in vogalov ter povečanje neprepustnosti za preprečevanje jeklene armature. korozija.

2.4 Betonska mešanica

Dodajanje polipropilenskih vlaken pripravljenemu betonu lahko bistveno izboljša obdelavnost, zmanjša krvavitev in prepreči plastične razpoke v komercialnem betonu. Polipropilenska vlakna se lahko kombinirajo s katerim koli kemičnim dodatkom v betonu za proizvodnjo črpalnega in drugega visokozmogljivega betona. Visoko zmogljiv beton s svojo visoko trdnostjo, veliko fluidnostjo in odlično vzdržljivostjo se pogosto uporablja pri visokih zgradbah in mostovih z velikim razponom. Uporaba polipropilenskih vlaken v kompozitih lahko učinkovito izboljša žilavost, odpornost proti razpokam in duktilnost visoko zmogljivega betona.