杜拉纤维在混凝土工程中应用问题.doc

杜拉纤维在混凝土工程中的应用问题 近年来国内在不少混凝土工程中使用一种名为“杜拉”的合成纤维，对提高混凝土的浇灌质量，尤其是对混凝土的防裂抗渗、抗冻融很有成效。笔者经常接到有些设计、施工单位的传真与信件，咨询有关杜拉纤维的技术问题，现就大家普遍关心的问题，现就大家普遍关心的问题加以解答，以供参考。 1、问：什么是“杜拉纤维”？其材质与特性如何？ 答：杜拉纤维的英文原名：Durafiber,DURA是Durability的缩写，其意为“耐久”，故可将杜拉纤维理解为耐久的合成纤维。此种纤维是美国所产混凝土专用纤维的一个品牌，在北美、澳洲以及亚洲均得到较广泛的应用。有人以为杜拉纤维是纤维的一种类型，是因为杜拉纤维进入我国工程比较早，而且工程较多，影响较广，误传而已。 杜拉纤维是由加有抗老化剂的聚丙烯经热熔、拉丝、表面涂覆与短切等工序制成的。其主要特点是：①密度小（0.91）、抗拉强度高（≥270Mpa）、弹性模量低（3.8GPa）；②抗老化性好；③耐化学侵蚀（抗碱与抗酸性均好）；④在水中可分散成为单丝，不结团；⑤与水泥浆粘结性好；⑥保水率低（＜0.1%）。杜拉纤维的外观为切成一定长度的白色纤维束，每一束中有几百根单丝纤维，每根单丝纤维具有很规则的圆形截面，直径为48μm目前国内可提供的杜拉纤维产品有三种长度规格，长度为4.8㎜与9.5㎜的纤维主要用于素浆或砂浆；长度为19㎜的主要用于砂浆或混凝土。 2、问：杜拉纤维掺入混凝土中起什么作用？其作用原理如何？ 答：杜拉纤维掺入混凝土中可以起到以下四方面的作用； (1)保证混凝土的均质性。通常混凝土在浇灌后会发生离析现象，即比重较大的骨料下沉与水泥砂浆有所分离，同时混凝土表面出现析水，因而降低了混凝土的均匀性，使混凝土上、下部位的性能存在一定的差异，严重时还会使混凝土出现裂缝（即所谓“沉降裂缝”）。当在混凝土中掺加适量杜拉纤维后，均匀分布于混凝土中的纤维可以起到承托作用，阻止上述离析现象的发生，从而保证混凝土的均匀性。 (2)减少混凝土的收缩裂缝，提高混凝土的抗渗性与耐久性。混凝土在浇灌的24h内，若其表面暴露于大气中，因为气候干燥或刮风等原因会使混凝土表面失水较多，从而发生塑性收缩并出现裂缝；混凝土在硬化后，如果周围环境湿度较低，则会因为失水而引起干燥收缩并出现干缩裂缝。在上述两种情况下混凝土之所以会出现裂缝，主要是由于混凝土内部因为收缩而出现局部的拉应变，当拉应变超过其极限应变值时，裂缝就会不可避免地产生。众所周知，混凝土的极限拉伸率相当低，一般仅为0.01%-0.20%，而杜拉纤维的极限拉伸率则可高达15%-18%。这样，当有大量的单丝纤维均匀地分布于混凝土当中时，即可承受因混凝土收缩而产生的拉应变，延缓或阻止混凝土出现裂缝。由于杜拉纤维在混凝土内分布均匀，产生显著的阻裂效应，所以能提高混凝土的抗渗性、耐蚀性与抗冻性。 (3)降低混凝土的脆性。由于杜拉纤维的弹性模量低于混凝土，也即其极限拉伸率高于混凝土，故在动荷载与冲击荷载作用下可吸收能量，从而提高了混凝土的变形能力，并相应地降低了混凝土的脆性。这从掺有杜拉纤维的混凝土在受弯时韧性的提高可以得到佐证。混凝土的脆性是其与生俱来的弱点，降低混凝土脆性具有十分重要的工程价值。由于掺入杜拉纤维降低了混凝土的脆性，混凝结构的耐久性也相应得到提高。 (4)提高混凝土的耐火性。高强混凝土具有相当的密实度，在火焰中因混凝土内部的自由水与分解的化学水所形成的水汽难于逸出，而常导致混凝土构件的爆裂。当混凝土内含有大量均匀分布的杜拉纤维单丝时，在火焰中因纤维的熔化（其熔点165℃）而形成的水汽可由混凝土内部逸出的通道，防止构件在火灾中发生爆裂。 3、问：杜拉纤维在混凝土中的适宜掺量是多少？ 答：杜拉纤维能够在混凝土中发挥其作用，很大程度上取决于纤维单丝在混凝土中的数量及其均匀分布。由于杜拉纤维的表面覆有专门的膜层，可使数以千万计的单丝纤维在混凝土中非常均匀地分布。为此，在一般情况下，杜拉纤维在混凝土中的掺量不必太高，1m3中掺加0.6-1.2㎏即可。设取杜拉纤维的掺量为1m3混凝土加入0.9㎏，则1m3混凝土中单丝纤维（长度规格为19㎜）的数量即可达到将近3000万根。如果使用长度规格为10㎜和5㎜的杜拉纤维，纤维根数更可高达6000万根甚至12000万根/ m3。 4、问：是否要用专门的搅拌机来拌制杜拉纤维混凝土？能否在商品混凝土中掺加杜拉纤维？ 答：不必使用特殊的设备。以建筑工地上常用的强制式混凝土搅拌机即可制备杜拉纤维混凝土。为了确保纤维在混凝土中搅拌均匀，可以适当延长时间。一种做法是先按常规拌制成混凝土，然后在不停机的情况下，将已称量好的杜拉纤维加入混凝土中，继续搅拌4-5min即可，使杜拉纤维成为一根根的单丝均匀分布于混凝土拌合料中。在实际工