纖維混凝土的發(fā)展

纖維加強(qiáng)混凝土實(shí)際上就是滲入合成纖維的混凝土。早在25年前，英國(guó)醅海岸工程中就把剁碎的聚丙烯摻到混凝土塊體，并用這些塊體砌成防波堤。直到進(jìn)入70年代末，80年代初才有進(jìn)一肯的發(fā)展，歐洲和美國(guó)取得了一系列有價(jià)值的成果，尤其是聚丙烯纖維的應(yīng)用在美國(guó)已進(jìn)入了商品化階段。
從那時(shí)起，應(yīng)用聚丙烯纖維作為混凝土摻和料已被世界上60多個(gè)國(guó)家接受，其最大優(yōu)點(diǎn)是纖維的加入，大大地減輕了混凝土的塑性龜裂，其實(shí)，纖維能夠替代鐵絲網(wǎng)作為混凝土的次要加強(qiáng)筋。這不僅改善了塑性裂、還大大降低了成本。
聚丙熔解纖維是一種惰性材料，它不因混凝土堿性環(huán)境而衰變。玻璃纖維和聚脂纖維具在同樣的效果。聚丙烯纖維不吸收濕氣，或者說(shuō)它不隨時(shí)間的增長(zhǎng)而損失長(zhǎng)度，尼龍也具有同樣的效果。聚丙烯的比重很輕（為0.91）。所以，對(duì)于一定重量的纖維相應(yīng)的體積較大。而纖維可以增強(qiáng)混凝土的抗撞擊和耐磨損能力。
下面簡(jiǎn)要介紹纖維加強(qiáng)混凝土的特性及應(yīng)用
1 抑制腐蝕
濕氣通過(guò)混凝土滲透到鋼筋有兩種絕然不同的解釋：第一種解釋是濕氣直接通過(guò)混凝土出現(xiàn)的塑性龜裂移動(dòng)，大量的裂紋使鋼筋面臨過(guò)早腐蝕的危害。在混凝土早期，纖維有效地防護(hù)這種類型的龜裂，并減少了腐蝕的可能；第二種解釋是氯化物攜帶氯離子通過(guò)混凝土的毛細(xì)孔移動(dòng)到鋼筋，當(dāng)纖維混入后，明顯地降低了混凝土的滲透性或者說(shuō)減緩了允許濕氣通過(guò)混凝土的滲透趨勢(shì)。在混凝土中纖維的加入量很重要，它直接關(guān)系所期望達(dá)到的改善程度。例如：經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)證明，在普通混凝土中加入539g/m3的纖維化聚丙烯纖維時(shí)，混凝土的滲透性減少44%，而當(dāng)加入1187g/m3時(shí)，它的改善達(dá)到79%。
美國(guó)克利夫蘭市和俄亥俄州的羅博特工程協(xié)會(huì)四年多的研究證實(shí)：混凝土中加入了纖化聚丙烯纖維后，降低了混凝土的滲透性，從而有效地阻止了混凝土中鋼筋的腐蝕。調(diào)查研究也證實(shí)：混凝土中鋼筋腐蝕情況相對(duì)減少，這取決于混凝土相應(yīng)的不滲透性的程度，也就是說(shuō)取決于混凝土中纖維的加入量。同樣，試驗(yàn)也證實(shí)了另外一個(gè)結(jié)論：混凝土中鋼筋早期的腐蝕損害是腐蝕性濕氣通過(guò)混凝土裂紋接觸鋼筋所致。
2 抗撞擊和磨損
聚丙烯纖維加入混凝土后，能改善混凝土在波浪、海潮、冰凍、海砂等自然環(huán)境對(duì)它的侵害能力。
混凝土在惡劣環(huán)境下將會(huì)產(chǎn)生退化，同樣，碼頭受港口車船和設(shè)備的沖撞、磨擦也會(huì)使混凝土面嚴(yán)重?fù)p傷。美國(guó)陸軍工程協(xié)會(huì)首次用纖維加入到混凝土中，有效地嗇了混凝土的抗撞擊能力。實(shí)驗(yàn)證實(shí)：混凝土中加入0.9kg/m3的纖維化聚丙烯纖維后，幾乎成倍地嗇混凝土的抗撞擊能力。集裝箱碼頭易受到重復(fù)性撞擊，找出混凝土中加入纖維的特定量，能夠減少這些損害。
挪威國(guó)家研究院采用精密設(shè)備，做了大量試驗(yàn)，測(cè)試混凝土的磨損。結(jié)論顯示：在混凝土中加入0.9kg/m3纖維的比率能夠減少由磨損引起的耗損約33%。
3 二氧化硅氣體（硅氣體）
為了增加混凝土的抗?jié)B透性，在混凝土中加入聚丙烯纖維和二氧化硅氣體，已有實(shí)例。
在挪威首都奧斯陸的集裝箱碼頭，混凝土的混合設(shè)計(jì)包括20%的白榴火山灰，7.5%的硅石氣，這個(gè)集裝箱碼頭試運(yùn)行階段，以1.3kg/m3纖化聚丙烯纖維的比例滲入混凝土，結(jié)果它成功地改善了混凝土并防止了塑性龜裂。最終這個(gè)碼頭的建筑都采用了摻纖維網(wǎng)的混凝土。
4 混凝土的修復(fù)
在碼頭的維護(hù)及船塢、橋墩、防波堤的修復(fù)中，若采用重新澆筑混凝土的方法，則通常以0.9kg/m3的比率加入纖化的聚丙烯纖維，據(jù)考證，這種方法對(duì)重新修復(fù)的建筑非常有益，同時(shí)可減少修復(fù)成本。
另外，纖維加強(qiáng)混凝土比一般混凝土具有更大的內(nèi)聚力。修復(fù)時(shí)，它能噴射到位，便于施工，具有快速、省時(shí)、低成本、且有圈套的厚度。通常加入纖維網(wǎng)可減少混凝土濺落或浪費(fèi)，相對(duì)普通混凝土的噴注，其回彈率可以從30%減少至4-5%。因此它的經(jīng)濟(jì)效益不錯(cuò)。