专利名称：：用于混凝土全程抗裂的复合纤维的利记博彩app用于混凝土全程抗裂的复合纤维
技术领域：
：本发明涉及一种用于混凝土全程抗裂的复合纤维，属于水泥混凝土与砂浆用合成纤维领域。
背景技术：
：近年来，合成纤维混凝土在中国发展迅猛，以聚丙烯纤维为代表的合成纤维已广泛应用于公路、水利、市政以及工业与民用建筑等诸多领域，其对混凝土性能的改善己得到土木工程界的普遍肯定和认可。与此同时，合成纤维的应用技术和理论研究也有了较大的进展。研究表明合成纤维在混凝土中的作用主要有三种阻裂、增强和增韧，这些作用主要取决于纤维本身的力学性能。一般认为，目前普遍应用的聚丙烯纤维对于阻止新拌混凝土早期收縮开裂有明显作用。但由于受材质和生产工艺的限制，聚丙烯纤维抗拉强度和弹性模量较低，不可能对硬化阶段混凝土抗拉强度再有帮助，因此，其阻裂作用在硬化阶段有所转弱，一旦出现过大的收縮，混凝土仍有可能出现开裂。从结构角度来看，低弹性模量的聚丙烯纤维在水泥混凝土硬化初期，对基体有明显的约束作用，但硬化后混凝土一旦开裂，如果承受持久的高应力，将产生较大的变形，因此低弹的聚丙烯纤维很难起到微筋材的作用。高弹模的纤维如钢纤维、碳纤维、芳纤维等到虽然可以明显改善硬化混凝土的强度和韧性，但是这些纤维成本的居高不下使之不可能大规模地应用于建筑工程。因此开发性能更佳的纤维品种以提高纤维的弹性模量，同时降低造价，成为合成纤维混凝土重要的发展方向。工程实践中已有混杂纤维应用的案例，所谓混杂纤维是将两种或多种纤维增强材料的合理组合加入到某一基材中，产生一种既能发挥不同纤维的优点，又能体现它们的协同协应的效果，目前通常采用杨氏弹性模量高的钢纤维和杨氏模量高的聚丙烯纤维的混杂，即将这两种纤维在工地现场分别投料，在混凝土中搅拌均匀形成混杂纤维体系。由于在使用过程中配比随意、计量复杂，难以形成优化而定型的混杂纤维产品，因此不便于对复合的纤维体系的性能作系统的研究。混杂纤维增强混凝土的混杂效应机理及纤维混杂的优化设计迄今仍处于探索的初级阶段，因此，如何将不同种类的合成纤维通过优化组合，创造出一种能够在混凝土凝结硬化的不同阶段阻止混凝土开裂的新型纤维品种，以满足现代建筑工程对混凝土裂缝控制的较高要求仍在探索之中。
发明内容本发明针对上述现有技术存在的问题，提出一种用于混凝土全程抗裂的复合纤维。本发明由下列合成纤维按重量比配制而成高强高模类合成纤维15-50%;中强中模复合成纤维20~40%;低强低模合成纤维20-45%。所述髙强高模合成纤维的长度为5-12mm，抗拉强度大于1200MPa，弹性模量大于22GPa，断裂伸长率小于15%;选自碳纤维、凯芙拉芳纶纤维、高模量乙纶纤维、聚乙烯醇纤维中的任意一种。所述中强中模类合成纤维的长度为5—20mm，抗拉强度500—1200MPa，弹性模量7－22GPa，断裂伸长率小于30%;选自聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、低模乙纶纤维中的任意一种。所述低强低模纤维的长度为5—38mm，抗拉强度小于500MPa，弹性模量3—7GPa，断裂伸长率小于40%;选自单丝聚丙烯纤维、网状聚丙烯纤维、尼龙纤维、聚乙烯纤维中的任意一种。本发明的生产方法是将各组分用鼓风(机风速为5-15m/s)吹入滚筒搅拌机，拌匀后分袋包装。本发明由三类不同弹性模量、不同抗拉强度、不同外形尺寸的纤维复合而成，掺入混凝土中可形成低强低模-中强中模-高强高模复合纤维阻裂体系，既可发挥各种单一纤维的优点，又能产生多种纤维复合的叠加效应，在混凝土凝结、硬化的不同时期阻止混凝土的塑性开裂及硬化开裂，达到层次抗裂、阶段抗裂、全面抗裂的效果，使混凝土结构的耐久性极大提高。本发明具有如下技术性能1、提高混凝土的裂缝控制能力本发明具有低强低模一中强中模一高强高模复合纤维阻裂体系，不仅可抑止混凝土的塑性开裂，对于硬化混凝土的开裂也能有效地控制。在混凝土拌合过程中掺入适量的复合纤维，混凝土塑性裂缝完全消除，硬化混凝土裂缝减少不低于70%。2、提高混凝土的抗渗能力本发明可有效抑止混凝土的原生裂缝，减少裂缝的数量和尺寸，避免了连通裂缝的产生，同时也提高了混凝土的密实性，从而可显著提高混凝土的抗渗性能。3、提高混凝土抗冲击、抗磨损及抗震、抗碎能力本发明由于具有高强、高模的特点，因此更容易吸收冲击能并增加混凝土介质的连续性，使混凝土形成更牢固的表面，抗冲击及抗震、抗碎能力大幅度提高。4、提高混凝土的耐久性本发明在混凝土中形成的多种弹性模量及抗拉强度复合支撑体系，极大地改善了混凝土的弯曲韧性及延展性，使混凝土抗疲劳能力和耐久性大幅度提高。本发明的技术特点是1、全程抗裂本发明由不同抗拉强度和弹性模量的纤维合成，掺入混凝土中可形成低强低模一中强中模一高强高模的复合体系，能在混凝土凝结硬化的不同阶段协同作用，不仅能够阻止混凝土的塑性开裂，而且对于混凝土硬化阶段的裂缝也有控制，达到阶段、层次抗裂的目的。2、增强增韧本发明具有高强高模合成纤维的优点，因此可显著提高混凝土的韧性指数提高混凝土的延展性及整体性，因此可显著提高混凝土的抗冲击及抗磨损能力，使混凝土结构的耐久性极大的提高。为研究本发明混凝土全程抗裂的抗裂性能，申请人通过与不掺纤维的基准混凝土、掺聚丙烯纤维(PP)及掺聚丙烯腈纤维(PAN)砂浆的抗裂性能的比较，来评价本发明产品在塑性阶段及硬化阶段的抗裂性能。1、塑性抗裂性能塑性抗裂试验依据CECS-2004《纤维混凝土结构规格》提出的"纤维混凝土与砂浆收縮裂缝试验方法"执行实验结果如下表1纤维砂浆塑性阶段的开裂试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注复合纤维砂浆即掺入本发明的砂浆塑性开裂发生在混凝土凝结硬化阶段(24h以内)，从表l中大平板开裂试验结果以看出，基准砂浆发生了明显塑性开裂，裂纹长而多；而单一聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维的砂浆裂纹的抗裂性有提高但是掺复合纤维的砂浆在同试验条件下未开裂达100%，抗裂性能优于单一合成纤维。2、硬化抗裂性能硬化抗裂试验依据CCES01-2004《混凝土结构面板设计与施工指南》提出的"混凝土干燥的收縮开裂圆环试验方法"执行表2纤维砂浆干燥收縮开裂试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>硬化阶段大圆环干縮开裂发生在混凝土硬化后的强度增长过程中(ld以上)，从表2中大圆环开裂试验结果可看出，基准砂浆开裂时间早(2d)，裂缝宽；而聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维的砂浆开裂时间长，裂缝宽度明显减小，抗裂性有所提高；而掺复合纤维的砂浆在同试验条件下未开裂，硬化阶段抗裂性能明显优于聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维，可推迟硬化阶段裂缝的形成，显著减少裂缝宽度，硬化混凝土7天时未开裂。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步的说明，下述各实施例仅用于说明本发明的技术方案，但对本发明并没有限制。实施例l.聚乙烯醇纤维30%，长度5mm，聚丙烯腈纤维30%长度5mm，单丝聚丙烯纤维40%，长度12mm。实施例2.碳纤维15%，长度6mm，聚酰胺纤维40%，长度20mm，聚乙烯纤维45%，长度38mm。实施例3.凯芙拉芳纶纤维50%，长度6mm，聚丙烯腈纤维20%,长度12mm，网状聚丙烯纤维30%，长度20mm。实施例4.高模量乙纶纤维40%，长度12mm，聚酰胺纤维40%，长度12mm，单丝聚丙烯纤维20%,长度12mm。实施例5.凯芙拉芳纶纤维40%，长度6mm，低模量乙纶纤维20%，长度5mm，尼龙纤维40%，长度38mm。根据生产出来的产品进行复合纤维混凝土实验配比，将产品掺入混凝土中的抗裂性、弯曲韧性、抗渗性及抗冲击等性能测试对比如下表3C25纤维混凝土试验配合比<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>注混凝土基体强度等级为C25，W/B=0.46，含砂率=35%，粉煤灰掺量为15%,纤维掺量为混凝土体积的0.1%，外加剂FDN(粉剂)掺量为0.5%。干燥收縮开裂试验方法参照《混凝土耐久性设计与施工指南》的水泥及水泥基胶凝材料抗裂试验方法，圆环为内环直径250mm，外环直径298ram，高150mm的圆型钢制模具，试验砂浆浇注于内外环之间，成型24h后将外环拆除。将紧箍在圆环内的砂浆试件内环一起送入温度为20土2。C，相对湿度为约为60±5%的养护室内养护。试验养护48h后，在试件横向贴电阻应变片，并连接到应变检测仪上。测量试件在ld、3d、7d、14d、28d、45d、60d的限制干縮率。从贴应变片时开始，每隔12h定时观测裂缝出现的变化情况，测试开裂试件的裂缝的宽度，裂缝的总条数L，记录ld、3d、7d、14d、21d、28d时裂缝。测试时用带刻度的显微镜测试裂缝的宽度。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求1、一种用于混凝土全程抗裂的复合纤维，其特征在于由下列合成纤维按重量比配制而成高强高模类合成纤维15-50％、中强中模类合成纤维20～40％、低强低模类合成纤维20-45％。2、如权利1要求所述用于混凝土全程抗裂的复合纤维，其特征在于所述高强高模类合成纤维的长度为5-12mm，抗拉强度大于1200MPa,弹性模量大于22GPa，断裂伸长率小于15%。3、如权利要求1或2所述用于混凝土全程抗裂的复合纤维，其特征在于所述高强高模类合成纤维选自碳纤维、凯芙拉芳纶纤维、高模量乙纶纤维、聚乙烯醇纤维中的一种。4、如权利要求1所述用于混凝土全程抗裂的复合纤维，其特征在于所述中强中模类合成纤维的长度为5—20mm,抗拉强度500—1200MPa，弹性模量7—22GPa，断裂伸长率小于30%。5、如权利要求1或4所述用于混凝土全程抗裂的复合纤维，其特征在于所述中强中模类合成纤维选自聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、低模量乙纶纤维中的任意一种。6、如权利要求1所述用于混凝土全程抗裂的复合纤维，其特征在于所述低强低模纤维的长度为12—38mm，抗拉强度小于500MPa，弹性模量3—7GPa，断裂伸长率小于40%。7、如权利要求1或6所述用于混凝土全程抗裂的复合纤维，其特征在于低强低模类合成纤维选自单丝聚丙烯纤维、网状聚丙烯纤维、尼龙纤维、聚乙烯纤维中的任意一种。全文摘要本发明涉及一种用于混凝土全程抗裂的复合纤维，由下列合成纤维按重量比配制而成高强高模类合成纤维15-50％、中强中模类合成纤维20～40％、低强低模类合成纤维20-45％。本发明由不同长度、不同弹性模量、不同抗拉强度的多种纤维复合而成，形成低强低模-中强中模-高强高模的复合体系，既可以发挥各种单一纤维的优点，又能产生多种纤维复合的叠加效应。因此，本发明可在混凝土凝结硬化的不同时期协同作用，不仅能够阻止混凝土的塑性开裂，而且对于混凝土硬化阶段的裂缝也能有效地控制，可更有效地增强混凝土的韧性及延展性，使混凝土耐久性大幅度提高。文档编号C04B16/06GK101337783SQ200810124630公开日2009年1月7日申请日期2008年8月27日优先权日2008年8月27日发明者叶德平,瑾朱申请人:南京派尼尔科技实业有限公司