聚丙烯纖維在新型墻體罩面砂漿中的應(yīng)用

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本文闡述了聚丙烯纖維在砂漿中的工作機(jī)理，指出聚丙烯纖維是阻止砂漿開裂并提高其抗?jié)B性的一種有效手段，同時結(jié)合工程應(yīng)用實踐，總結(jié)了聚丙烯纖維砂漿的基本性能，對施工過程中質(zhì)量控制的方法也作了細(xì)致的分析。一、聚丙烯纖維砂漿的工作原理墻體砂漿面層由于溫差，應(yīng)力等變化引起的收縮龜裂現(xiàn)象，不僅嚴(yán)重影響建筑物光觀感質(zhì)量，而且極易造成墻面的滲漏。隨著各種類型整體砂漿面層施工的日益增多，其因為溫差而導(dǎo)致面層大范圍收縮開裂的現(xiàn)象也越來越多，尤其是大量采用輕質(zhì)墻體的內(nèi)外墻體、地面、屋面防水層等工程的施工都不同程度的存在開裂和抗?jié)B效果差的現(xiàn)象，這已成為工程界難以根治的通病。除此之外，各種建筑材料的廣泛使用，對基層的抗裂性能也提出了更高的要求，在此情況下，利用聚丙烯纖維的抗拉性能以改善砂漿面層抗拉強(qiáng)度不足的缺陷，即在砂漿中摻入聚丙烯纖維以防止其收縮開裂同時滿足抗裂漏的施工要求，受到工程界廣泛的重視，已得到較為深入的理論研究和充分的工程應(yīng)用和實踐。80年代中期，混凝土用增強(qiáng)PP纖維取得了進(jìn)展，美國、西歐、加拿大、日本等國家的大量工程實踐及二十多年來的研究已證明，解決混凝土/砂漿因干燥收縮、溫度收縮等應(yīng)力作用產(chǎn)生的微裂紋這一缺陷的最有效手段就是發(fā)展纖維混凝土。而從效果、成本因素來考慮，目前最為廣泛應(yīng)用的纖維是經(jīng)過特殊工藝表面處理的專用聚丙烯纖維。纖維的工作原理主要在控制水泥基體內(nèi)部微裂的生成及發(fā)展，防止或阻礙裂縫的生成。在聚丙烯纖維砂漿中水泥作為膠凝材料，握裹了大量的微細(xì)纖維，均勻分散的纖維聯(lián)結(jié)為亂向分布的網(wǎng)狀撐托系統(tǒng)，承托骨料，從而有效地消耗了能量，凝結(jié)后即使微裂紋產(chǎn)生，在內(nèi)部或外部應(yīng)力作用下，它要擴(kuò)展也必然遭受到纖維在基體內(nèi)部構(gòu)成的亂向分布的致密網(wǎng)狀系統(tǒng)的重要阻擋，難以擴(kuò)展成為大的裂紋，極難形成貫通性的滲水孔道或裂縫，從而有效達(dá)到了抗?jié)B防水的目的。從這個角度講，纖維力學(xué)形態(tài)就表現(xiàn)為類似于一種“多維無序分布的置筋作用”這種作用，充分抵抗了水泥基體的變形收縮，達(dá)到有效的抗裂抗沖擊目的，使聚丙烯纖維成為各種砂漿面層或基層作為表面溫差補(bǔ)償性抗裂的一種有效手段和方法。二、聚丙烯纖維砂漿的基本性能聚丙烯纖維砂漿具有下述多方面利于改善施工質(zhì)量的基本性能。1、可極為有效地防止墻體抹灰龜裂現(xiàn)象的產(chǎn)生，當(dāng)墻體面層使用纖維砂漿時，可有效防止龜裂現(xiàn)象的產(chǎn)生。2、使砂漿基層刮膩批蕩層牢固整潔、美觀平整，適于各類涂料的使用。各類外墻涂料日益廣泛的工程應(yīng)用，對砂漿基層提出了更高的要求，纖維砂漿因具有良好的抗裂、抗沖擊及抗凍能力，可極大地改善其工程技術(shù)特征，滿足施工工藝上的各項要求并從根本上保證其施工質(zhì)量。3、能最大限度的彌補(bǔ)新型輕質(zhì)墻體材料推廣應(yīng)用的技術(shù)缺陷。各類輕質(zhì)節(jié)能墻體材料均不同程度地存在砂漿面層開裂和抗?jié)B性能不足的缺陷，影響了其推廣應(yīng)用的價值。在使用這些墻體材料的同時，配套使用纖維砂漿作為抹灰面層，可充分彌補(bǔ)其性能缺陷，有利于保證工程的質(zhì)量。4、能極大地提高抹灰施工效率并減少損耗。纖維砂漿由于其粘結(jié)性、穩(wěn)定性均優(yōu)于凈水泥砂漿，抹灰施工時上灰變得極為容易且灰漿跌落相對大幅度減少，可大大提高抹灰施工的效率并減少材料損失。5、可部分或全部代替鋼絲網(wǎng)或鋼絲網(wǎng)構(gòu)造作用，由于聚丙烯纖維材料在水泥基體中的物理配筋作用，在一定程度上可替代鋼絲網(wǎng)，至少可以部分替代。這樣對于節(jié)約材料并降低施工成本無疑是極有意義的。6、聚丙烯纖維砂漿面層具有良好的施工修整操作特性。因為適合在砂漿中摻入的纖維材料應(yīng)是一種微細(xì)的單絲狀纖維，對砂漿面層表面外觀基本沒有影響。7、有利于保證飾面磚面層施工質(zhì)量。采用纖維砂漿作基層，由于其開裂現(xiàn)象的減少或者是基本沒有，對保證飾面磚粘結(jié)強(qiáng)度，防止磚縫開裂和空鼓等現(xiàn)象的發(fā)生，起著極為重要的作用。8、聚丙烯纖維砂漿具有極強(qiáng)的抗老化能力和可靠的耐久性。9、工藝簡單適用范圍廣。纖維砂漿的配置可保持砂漿原配比不變，僅需按單位體積摻量摻入砂漿中拌合均勻即可，拌合時，對攪拌設(shè)備和工藝也無需特別要求。10、聚丙烯纖維砂漿可有效彌補(bǔ)結(jié)構(gòu)自防水、屋面防水等現(xiàn)代工程技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用與發(fā)展的技術(shù)性能缺陷。由于砂漿中的聚丙烯纖維大幅度地提高砂漿基體的抗裂延性，與自防水RC（鋼筋混凝土）墻體結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)底板結(jié)構(gòu)、屋面梁板結(jié)構(gòu)配套使用，就可以作為非結(jié)構(gòu)性補(bǔ)強(qiáng)材料來防止砂漿面層塑性收縮。三、聚丙烯纖維砂漿工程應(yīng)用實踐蘇州市第二建筑公司205項目部在蘇州大學(xué)北校區(qū)工科綜合樓（主樓15層，輔樓5層）的施工中，外墻粉刷砂漿、內(nèi)墻走廊及屋面剛性防水層近5萬平方米都使用了聚丙烯纖維砂漿。其中，樓頂細(xì)石混凝土剛性防水層采用了1mm的格雷斯纖維，砂漿粉刷采用了6mm的格雷斯纖維，砂漿中纖維摻量為1kg/m3.該工程由于聚丙烯纖維砂漿的施工，極為明顯地提高了外墻抗裂防滲性能，改善了批蕩面層的觀感質(zhì)量，同時由于各分部分項施工質(zhì)量控制有力施工先進(jìn)，基本上杜絕了工程質(zhì)量通病的出現(xiàn)，經(jīng)四個月對砂漿面層的觀察（未涂刷外墻涂料），無明顯可見裂紋。該項目組已將這個工程作為魯班獎的申請項目。除此以外，蘇州大學(xué)圖書館外墻，蘇州大學(xué)東校區(qū)教學(xué)樓外墻，蘇州市體育中心內(nèi)墻及游泳池批蕩，南京月安花園十萬平方米加氣混凝土外墻、南京朗駛一萬平米外墻等眾多的工程都大面積使用了格雷斯纖維進(jìn)行砂漿粉刷。通過這些工程應(yīng)用實踐，使我們逐步熟悉并了解了聚丙烯纖維砂漿卓越的工程技術(shù)性能特點(diǎn)。四、聚丙烯纖維砂漿施工過程中主要質(zhì)量控制措施盡管有國外的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，但因為沒有現(xiàn)行的強(qiáng)制性國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范或規(guī)程對纖維砂漿的工程應(yīng)用進(jìn)行統(tǒng)一的約束和指導(dǎo)，現(xiàn)就以南京派尼爾工程材料有限公司提供的美國進(jìn)口的GraceMicroFiber格雷斯纖維在大量的工程應(yīng)用過程中摸索積累的主要施工質(zhì)量控制措施，談幾點(diǎn)建議。1、砂漿中單絲狀纖維的長度宜控制在6—19mm，摻量在一般為0.6-1.0kg/m3，（根據(jù)砂子粒徑調(diào)整纖維摻量，若使用粗砂和中粗砂，可適當(dāng)減小摻量；若使用細(xì)砂或特細(xì)砂，則應(yīng)適當(dāng)調(diào)增摻量。）過低和過高的摻量對于改善砂漿基體性能的效果不是不明顯就是易導(dǎo)致結(jié)團(tuán)，不能充分發(fā)揮其作用。2、纖維分散均勻，攪拌時間應(yīng)適當(dāng)延長。3、盡量選用細(xì)而柔軟的聚丙烯高強(qiáng)纖維，柔韌的纖維在抹面時不會露頭，而過粗過硬的纖維則容易在砂漿表面露頭，不利于后期工序的進(jìn)行。4、纖維攪拌過程中，建議按如下順序投料：黃砂——纖維——水泥——水。5、不能因為纖維砂漿的使用而降低對其各方面的施工質(zhì)量管理要求，要嚴(yán)格按照國家現(xiàn)行有關(guān)施工技術(shù)規(guī)程、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行砂漿抹灰操作施工的質(zhì)量管理。