Beton cu fibre de polipropilenă

Fibrele obișnuite de polipropilenă au o rezistență slabă la îmbătrânire și tind să formeze ciorchini în timpul amestecării betonului. Doar fibrele modificate pot lucra împreună cu matricea de ciment și pot fi utilizate în ingineria betonului. Aplicațiile timpurii au folosit în principal fibre de fisurare a filmului de polipropilenă. La începutul anilor 1980, Statele Unite au dezvoltat cu succes fibre de polipropilenă monofilament, care au devenit utilizate pe scară largă în impermeabilizarea subterană, acoperișurile clădirilor industriale și civile, podelele, autostrăzile și proiectele de poduri datorită costului redus și îmbunătățirii semnificative a performanței betonului. De la mijlocul-1990sului, mii de proiecte din China au adoptat beton din fibră de polipropilenă, inclusiv Guangzhou New China Mansion, Chongqing World Trade Center, Beijing Asian Games Village, Wuhan Yangtze River Bridge și Three Gorges Project, realizând rezultate remarcabile. rezultate.

1. Caracteristicile betonului cu fibre de polipropilenă

Betonul are o deformare la tracțiune finală scăzută, variind în general de la {{0}},01% la 0,20%, în timp ce fibrele de polipropilenă au o deformare la tracțiune de până la 15% până la 18%. Fibrele monofilament de polipropilenă distribuite uniform în beton nu numai că previn tasarea agregatelor, îmbunătățesc lucrabilitatea și reduc sângerarea și segregarea, dar suportă în mod eficient tensiunea de întindere cauzată de contracția betonului. Acest lucru întârzie sau previne apariția și dezvoltarea microfisurilor interne și macrofisurilor de suprafață în beton, sporind astfel impermeabilitatea acestuia. Atunci când este supus sarcinilor de impact, betonul din fibre de polipropilenă previne propagarea fisurilor, îmbunătățind rezistența la impact, rezistența la îngheț și rezistența la carbonatare a betonului.

1.1 Proprietăți fizice

Rezistență la contracție: Rezistența la contracție este cea mai importantă proprietate a fibrelor de polipropilenă din beton. Studiile au arătat că încorporarea fibrelor de fisurare a filmului de polipropilenă la un raport de volum de aproximativ 1% poate reduce rata de contracție a betonului cu aproximativ 75%.

Impermeabilitate: Conform Centrului național de testare a materialelor de construcții, betonul din fibre de polipropilenă cu o doză de 0,05% are o impermeabilitate cu 70% mai mare sub presiunea apei de 1,2MPa, comparativ cu betonul din fibre fără polipropilenă de aceeași rezistență ({{6 }}vârsta de zi).

Rezistenta la foc: Testele recente de rezistență la foc indică faptul că adăugarea de fibre cu punct de topire scăzut (diametru 0,1 mm, lungime 12 cm, dozaj 4 kg/m³) la beton arată o rezistență promițătoare la foc. Astfel de stâlpi de beton cu fibre nu prezintă aproape nicio deteriorare după testele standard de rezistență la foc, ceea ce sugerează că fibrele cu punct de topire scăzut pot preveni ruperea betonului.

Lucrabilitate: Adăugarea de fibre de polipropilenă la un raport de volum de {{0}},05% până la 0,07% poate inhiba eficient segregarea și scurgerea amestecurilor de beton, îmbunătățind lucrabilitatea.

1.2 Proprietăți mecanice

Rezistența la compresiune și la tracțiune: Rezistența la compresiune și la tracțiune a betonului din fibre de polipropilenă este similară cu cea a betonului obișnuit.

Rezistența la încovoiere: Adăugarea de fibre de fisurare a foliei de polipropilenă la un raport de volum de aproximativ 1% poate crește rezistența la încovoiere a mortarului sau betonului cu nu mai mult de 25%, dar capacitatea de deformare înainte de cedare este foarte mare.

Rezistența la impact: Testele efectuate de Centrul Național de Testare a Materialelor de Construcție arată că rezistența la impact a mortarului cu {{0}},05% și 0,1% conținut de fibre este crescută cu 17,7% și, respectiv, 25,8%, comparativ cu mortarul simplu.

Rezistenta la oboseala: Testele de oboseală cu o rată de încărcare de 20 cicluri/secundă arată că, după 2 milioane de cicluri, betonul simplu poate rezista la o solicitare maximă de 50% din rezistența sa la încovoiere, în timp ce betonul fibros cu o doză de 0,3% poate rezista la un efort maxim de 65% din rezistența sa la încovoiere.

1.3 Durabilitate

Rezistență la îngheț-dezgheț: Centrul național de testare a materialelor de construcții a testat rezistența la îngheț-dezgheț a betonului din fibre de polipropilenă cu două rapoarte de volum diferite, utilizând standardul GBJ 82-1985. Specimenele care măsoară 100×100×100mm au fost testate la vârsta de 28 de zile, simulând luna cea mai rece cu o temperatură medie de -5 până la 0 grade . Rezultatele au arătat că adăugarea de fibre de polipropilenă a îmbunătățit semnificativ rezistența la îngheț-dezgheț a betonului după 50 de cicluri de îngheț-dezgheț.

Rezistența la carbonatare și la reacția alcaline-agregate: Betonul din fibre de polipropilenă îmbunătățește rezistența la carbonatare și reacții alcaline-agregate în principal prin reducerea diferitelor fisuri interne, sporind astfel densitatea betonului.

2. Aplicații ale betonului cu fibre de polipropilenă

2.1 Ingineria construcțiilor

Betonul din fibre de polipropilenă este utilizat pentru turnarea la fața locului a plăcilor de subsol, pereților laterali, plăci de acoperiș, rezervoare de apă și alte structuri de beton auto-impermeabile, precum și componente de beton de volum mare, cum ar fi grinzile și plăcile de fundație în clădiri înalte. . Îmbunătățește lucrabilitatea și ajută la îmbunătățirea impermeabilității, a rezistenței la fisuri și a rezistenței la îngheț-dezgheț a betonului autoimpermeabil, abordând eficient fisurile cauzate de stresul termic în betonul de volum mare.

2.2 Inginerie civilă și hidraulică

Drumurile din beton, punțile podurilor, barajele rezervorului, porturile și apeductele cu fibre de polipropilenă prezintă performanțe generale mai bune, cum ar fi rezistența la încovoiere, rezistența la fisuri, rezistența la oboseală, rezistența la uzură și rezistența la eroziunea apei de mare, în comparație cu proiectele obișnuite din beton. În special în condiții de trafic ridicat și trecere frecventă a vehiculelor, rezistența la oboseală a fibrelor de polipropilenă este mai pronunțată. În condiții cu schimbări climatice severe și cicluri frecvente de îngheț-dezgheț, rezistența la îngheț-dezgheț a betonului din fibre de polipropilenă este pe deplin demonstrată.

2.3 Produse prefabricate din beton

Betonul din fibre de polipropilenă este utilizat în componentele prefabricate din beton armat și produsele din ciment (țevi, blocuri etc.) pentru a îmbunătăți semnificativ calitatea aspectului, pentru a ajuta la prevenirea și reducerea fisurilor de suprafață în componentele prefabricate, pentru a reduce ruperea marginilor și a colțurilor și pentru a crește impermeabilitatea pentru a preveni armarea oțelului coroziune.

2.4 Beton gata amestecat

Adăugarea de fibre de polipropilenă la betonul gata amestecat poate îmbunătăți semnificativ lucrabilitatea, poate reduce sângerarea și poate preveni fisurile din plastic în betonul comercial. Fibrele de polipropilenă pot fi combinate cu orice aditiv chimic din beton pentru a produce beton pompabil și alte beton de înaltă performanță. Betonul de înaltă performanță, cu rezistență ridicată, fluiditate mare și durabilitate excelentă, este utilizat pe scară largă în clădirile înalte și podurile cu deschidere lungă. Folosirea fibrelor de polipropilenă în compozite poate îmbunătăți în mod eficient duritatea, rezistența la fisurare și ductilitatea betonului de înaltă performanță.