综述聚丙烯纤维增强混凝土的耐久性

文摘

聚丙烯纤维(PPF)是一种高分子材料,重量轻,强度高,耐腐蚀。混凝土的抗裂性可以通过添加ppf改进。PPF可以优化混凝土的孔隙大小分布。因此,混凝土的耐久性是显著增强自PPF可以阻止水的渗透或有害离子在混凝土。本文总结了聚丙烯纤维对混凝土的耐久性的影响,包括干燥收缩、蠕变、水吸收,渗透阻力,氯离子渗透阻力,硫酸耐腐蚀、冻融循环阻力,碳化性能和耐火性。作者分析了纤维含量的影响,纤维直径、纤维混合比在这些耐久性指标。混凝土的耐久性性能可以进一步改善结合ppf和钢纤维。PPF在混凝土中应用的缺点不完美的色散与水泥混凝土和弱键矩阵。克服这些缺点的方法使用纤维改性nanoactive粉或化学治疗。最后,作者给混凝土由ppf的未来的研究前景。

1。介绍

聚丙烯纤维(PPF)是一种线性聚合物从丙烯聚合获得的合成纤维。它有许多优点,如重量轻、高强度、高韧性、耐腐蚀。PPF是广泛应用于化工、能源、服装、环境保护和建设(1- - - - - -6]。在建筑业,混凝土抗拉强度低的缺点,弱变形阻力和抗裂性差。产生的裂缝很容易从外部到内部,增加混凝土的渗透性。水或其他有害离子很容易进入的内部混凝土和加速恶化的混凝土(7]。PPF添加混凝土时,就可以形成三维随机分布网络结构在混凝土中,有效地抑制微裂纹的生成和发展(8- - - - - -11]。因此,PPF可以防止水和其他有害离子进入混凝土。通过添加PPF可以提高混凝土的耐久性(4,12- - - - - -14]。由于优良性能,PPF可用于建筑工程、路面工程和水利工程(7,15- - - - - -17]。在建筑工程中,对高层建筑基础施工需要倒大体积混凝土。大体积混凝土容易产生热裂纹在早期的年龄18,19]。PPF可以有效降低混凝土的温度裂缝20.]。此外,可以增强混凝土的resist-permeability添加ppf由于少通过混凝土的裂缝12,21]。在路面工程,路面经常熊车辆荷载的影响,这需要良好的韧性和抗裂性能,特别是路面交通大交通量或重加载(22,23]。PPF-reinforced混凝土比普通混凝土有更好的韧性(24,25]。用于混凝土生产可能性边界时,人行道上的韧性可以大大加强7]。同时,更少的咯吱声,在冲击载荷下出现的车辆,表明路面的耐久性增强利用ppf混凝土(26,27]。水利工程,如桥梁、涵洞、码头、水坝,通常是在与水接触。这需要具体有好resist-permeability流水、有害离子。PPF可以有效地提高混凝土resist-permeability入侵和阻止水和有害离子在混凝土拮据,表明混凝土的性能可以通过使用PPF[增强14,28,29日]。众多研究人员做了很多工作在聚丙烯纤维对混凝土的耐久性的影响,得到了一系列的重要成果。例如,拉希德(14)调查了PPF对耐久性的影响特性,包括吸水,sorptivity和氯离子渗透。结果表明,ppf混凝土对混凝土的耐久性有积极影响的sorptivity和水的吸收。然而,ppf的增加没有明显影响氯离子渗透。王等人。13]研究了耐久性指标(干燥收缩、扩张alkali-silica反应和抗寒性)的橡胶混凝土由macrosynthetic ppf。他们得出的结论是,PPF-reinforced橡胶混凝土比普通混凝土有更好的耐久性。先前的研究表明,PPF与其他纤维的掺入可以进一步提高机械强度和耐久性的混凝土(9,10,30.]。刘等人。31日]试图研究自密实的机械强度轻质混凝土用钢纤维和ppf。结果表明,抗压强度、分裂抗拉、抗弯强度明显增加了添加钢纤维和ppf。Smarzewski et al。25]PPF和钢纤维用于超高性能混凝土探测的影响这两种纤维硫酸盐表面润湿性能,耐冻融循环、耐腐蚀性能。他们发现可以通过添加混合纤维增强混凝土的耐久性。Ranjith et al。32]调查工程的耐久性胶结复合材料强化了ppf和玻璃纤维。耐久性指标,如吸水、氯离子渗透、抗硫酸袭击,和酸攻击抵抗,被一起使用ppf和玻璃纤维增强。此外,干燥收缩、蠕变和耐火性PPF-reinforced混凝土的耐久性密切相关。混凝土的耐久性与能力抵抗环境媒体的作用,反映了混凝土的服务性能。从之前的研究可以看出,PPF-reinforced混凝土的耐久性研究取得了系统的研究成果。本文总结PPF-reinforced混凝土的耐久性指标,包括干燥收缩、蠕变、水吸收,渗透阻力,氯离子渗透阻力,硫酸耐腐蚀、耐冻性、抗碳化、抗火性。聚丙烯纤维在混凝土耐久性的法律分析。在此基础上,我们研究和评价的影响,纤维含量、长度和直径PPF-reinforced混凝土耐久性指标。研究结果有利于更好地理解和ppf混凝土的耐久性。它将有助于合理利用PPF提高混凝土的耐久性,可减少二氧化碳排放在混凝土工程。 The research results provide the basis for future study and increase PPF applications in concrete. This paper describes the shortcomings of PPF in concrete application and the corresponding countermeasures. It helps to overcome some major existing problems in the application of PPF in concrete. The future research prospects of PPF in concrete application were discussed. This review gives the directions for future research and contributes to solve the key scientific and engineering problems for PPF application in concrete materials.

2。聚丙烯纤维对混凝土耐久性的影响

2.1。干燥收缩

干燥收缩是混凝土体积收缩的现象造成的空气中蒸发的水,这是一个不可避免的有害对混凝土结构体积变化。混凝土的干燥收缩与混凝土的水分迁移和孔隙特征。ppf通常用于混凝土防止微裂缝引起的干燥收缩。

先前的研究表明,混凝土的干燥收缩ppf的使用大大减少了。梁等。33]采用使用PPF轻质混凝土的体积含量为0.15%,0.3%,0.5%。结果表明,混凝土干燥收缩减少ppf有积极的影响。Saje et al。34高性能混凝土的收缩行为相比),没有ppf。结果表明,通过添加ppf干燥收缩是大大减少。与此同时,ppf的最佳含量范围在0.25%和0.5%之间时,体积收缩和可加工性同时考虑。Alrshoudi et al。35]试图利用废物ppf预填骨料混凝土在0 - 1.2%的内容。混凝土的干燥收缩减少比较没有PPF。PPF-reinforced混凝土的干燥收缩表现出先下降,然后上升的趋势。最低0.75% PPF混凝土干燥收缩,如图1。与此同时,混凝土的干燥收缩可以进一步减少了添加ppf和钢纤维。Afroughsabet et al。36)报道,可以大大降低混凝土的干燥收缩添加ppf和钢纤维。他们发现可以获得最低的干燥收缩钢纤维混合ppf 0.3%和0.7%。减少高达26%的干燥收缩污渍可以实现与素混凝土相比。

可以减少混凝土的干燥收缩添加ppf自ppf可以防止混凝土的变形由水蒸发造成的。PPF-reinforced混凝土的干燥收缩纤维含量的影响。更多的减少干燥收缩可以通过使用ppf和钢纤维。

2.2。蠕变

蠕变的变形是混凝土,在固定负载下随着时间的增加,这是一个混凝土结构设计计算的重要内容。混凝土徐变的主要原因是水合凝胶的粘性流和滑移。蠕变是一个关键指数来评价混凝土耐久性。

一些研究人员一直在研究PPF-reinforced混凝土的蠕变。Vrijdaghs et al。37)关注破解PPF-reinforced混凝土的单轴拉伸蠕变。结果表明,混凝土的长期强度的行为受到负载电压的影响。Alrshoudi et al。35)相比,混凝土的蠕变污点PPF升浆砼施工中,没有浪费。他们发现,蠕变的发展趋势为PPF-reinforced染色混凝土仅略小于普通混凝土。然而,一些研究表明,蠕变行为并不是提高了在混凝土中使用ppf。例如,利马et al。38]探索ppf的使用和定义影响钢纤维混凝土弯曲蠕变行为。结果表明,ppf的混凝土具有较高的蠕变速率和变形的钢纤维。一些调查旨在探索纤维类型对混凝土徐变的影响。Aslani和Nejadi39)使用ppf和钢纤维自密实混凝土。他们发现,蠕变污点是增加了混凝土中添加ppf。然而,除了这两个类型的纤维可以降低混凝土的蠕变应变。赵et al。40]PPF的影响相比,钢纤维、聚乙烯醇纤维,玄武岩纤维混凝土的蠕变行为,如图2。他们得出结论,可以抵抗混凝土蠕变时,纤维弹性模量远远高于普通混凝土。PPF,低弹性模量比普通混凝土,提高混凝土蠕变因为削弱水泥基体之间的界面结构和放火者有较低的弹性模量比普通混凝土。

似乎除了PPF没有积极的对混凝土徐变的影响。这可能归因于PPF的低弹性模量。蠕变污渍可以减少使用高弹性模量纤维PPF-reinforced混凝土。

2.3。水吸收

水混凝土的渗透和传播直接影响混凝土的耐久性。一些有害物质会腐蚀混凝土与水为载体的内部。因此,吸水率是一个重要的指标来评估混凝土的耐久性。ppf的加入改变了混凝土的孔隙结构和分布,影响混凝土的吸水率。

当前的研究主要集中在PPF含量对混凝土的吸水率的影响。Karahan和Atiş41)发现PPF-reinforced混凝土的吸水率高于没有纤维混凝土。PPF的吸水率增加内容因为PPF的加入增加了孔隙度。元,贾庆林(42)相比,混凝土的吸水率与PPF(直径= 0.06毫米)和玻璃纤维。PPF的混凝土吸水率较高的玻璃纤维,和PPF-reinforced混凝土比普通混凝土在PPF的体积含量超过0.45%。这是因为PPF的疏水性,导致可怜的水泥砂浆的粘结性能。此外,过度剂量PPF可能导致混凝土内部结构的不均匀性。然而,一些研究人员得出相反的结论。刘等人。43]调查PPF-reinforced混凝土的毛细吸水矿渣和粉煤灰。PPF与0.035毫米直径12毫米的长度是使用体积分数为0 - 1.35公斤/米³。毛细水吸收与体积分数下降是由于混凝土的低孔隙度和ppf如图3。相反的结论可能属性ppf的细度。Afroughsabet和Ozbakkaloglu44]研究了高强混凝土的吸水ppf(直径= 0.022毫米)和钢纤维。ppf与0.022毫米直径12毫米的长度使用体积含量为0.15%,0.3%,0.45%。结果呈现,PPF-reinforced混凝土的吸水率下降了PPF的内容。ppf和钢纤维的结合使用可以获得低吸水混凝土。

混凝土的吸水纤维含量和细度的影响。合适的PPF直径和剂量可以优化混凝土的孔隙结构。混凝土的吸水率可以降低使用细PPF与合适的剂量。此外,PPF-reinforced通过添加钢纤维混凝土是进一步降低。

2.4。磁导率

在新阶段的混凝土,混凝土表面水分迅速蒸发,干燥收缩大。混凝土的表面很容易产生微裂隙在新的阶段。ppf添加混凝土时,隔离可以减少和降低水蒸发。此外,PPF能有效防止裂缝发展从外到内的混凝土。混凝土的渗透阻力可以通过添加ppf改进。

一些调查显示,PPF可以有效防止偏析的新鲜混凝土,提高混凝土混合料的均匀性45,46]。在硬化阶段,PPF的混凝土裂缝少,在混凝土的咯吱声,比混凝土没有PPF越来越细。这表明PPF可以减少微裂纹的可能性聚结在混凝土和显著提高混凝土的渗透性12,47,48]。Ramezanianpour et al。49]研究了PPF体重的影响内容的范围0.5% - -4%的透水性混凝土。结果显示,通过添加ppf混凝土水穿透深度降低。此外,水穿透深度与PPF先降低,然后增加内容。0.7公斤/米的混凝土PPF内容³最小的深度渗透,比没有PPF低30%。Behfarnia和Behravan15]研究纤维增强混凝土中使用水隧道。他们比较了吸水和ppf混凝土和钢纤维的体积含量在0.4% - -0.8%的范围。吸水率下降到45%达成了通过使用ppf,表明混凝土的不渗透性显著增强。与此同时,钢纤维有更多的影响在减少吸水而PPF。郭et al。50]分析了multisize聚丙烯纤维对混凝土的不渗透性的影响。结果表明,细纤维直径为0.026毫米和0.1毫米有明显抑制作用,而粗纤维的直径0.8毫米对大孔隙有更明显的抑制。此外,混凝土混合粗和细ppf的不渗透性高于单一直径ppf的混凝土。混凝土的抗压强度与对数线性关系不渗透性系数如图4。李和刘12)指出,更曲折的裂缝,裂缝表面粗糙与聚丙烯纤维的增加内容。李等人。48]研究了纤维直径的影响,长度和内容的不渗透性于混凝土。结果表明,增加纤维长度或纤维直径比纤维直径可以提高于的不渗透性。与此同时,抑制混凝土裂缝发展的抑制更为明显的纤维含量的增加,纤维长度,如图5。然而,伊斯兰教的研究成果和Das (21)表明,混凝土的渗透性随PPF的增加内容。作者认为,这一现象可能存在由于过多的纤维含量。

具体的不渗透性是影响纤维含量,直径,长度,和其他因素。在一定范围内,不渗透性随纤维含量与纤维直径和减少。因此,混凝土裂缝的产生、发展可以有效地抑制通过添加合理的纤维直径、纤维含量。

2.5。抗氯离子渗透

氯离子侵入混凝土通过渗透、扩散和毛细管作用。钢筋的腐蚀加速氯离子侵入混凝土。纤维的加入可以优化混凝土的孔隙大小分布和孔隙结构。可以减少混凝土中的微孔和被添加PPF,降低微孔渗透的概率。因此,混凝土的耐久性是显著降低。

PPF-reinforced混凝土的氯离子渗透阻力是影响纤维含量、长度、直径、粗和细纤维的比例。刘等人的研究成果。51)表明,PPF可以抑制收缩裂缝的形成,降低混凝土的孔隙度,提高antipermeability混凝土的能力。混凝土中氯离子的渗透深度降低内容1.5%以内PPF的体积。同时,提高聚丙烯纤维对氯离子渗透阻力显然比玻璃纤维,如图6。郭et al。52)发现,混凝土的电通量下降然后用纤维含量增加。这是因为过度PPF内容减少混凝土的和易性,减少砂浆之间的结合性能和PPF。孔隙的界面过渡区(ITZ) PPF与砂浆之间为氯离子渗透提供了渠道。因此,氯离子渗透的电阻是减少当添加过度PPF混凝土。刘和胡53]研究了单纤维的影响和混合纤维混凝土的氯离子渗透。单纤维的氯离子扩散系数先降低,然后增加的内容,这是一致的结果郭et al。52]。此外,细PPF微裂纹有良好的抑制效果,而粗PPF有某种宏观裂纹桥接作用。合理的粗和细纤维混合比能有效地阻碍宏观和微裂隙的发展。混凝土的氯离子渗透阻力是有效地提高了复合的粗和细纤维。Afroughsabet et al。36]研究了钢纤维的影响和PPF高强混凝土的氯离子扩散系数。他们发现,PPF的混凝土氯离子迁移系数较低比没有PPF。然而,氯离子迁移系数大大增加通过添加这两种纤维由于增加钢纤维的导电性。刘等人。54)纤维增强混凝土中氯离子扩散模型的建立根据菲克第二定律。模型分析的预测结果接近实际测试结果,如图7。混凝土的氯离子渗透阻力是受到一些因素的影响(如纤维直径、纤维含量、骨料大小、体积和总内容)通过扩散模型中重要参数的敏感性分析。

可以看出,PPF可以有效地提高混凝土的抗氯离子渗透。纤维直径大小、内容和比例的粗和细纤维抗氯离子渗透的影响。有最优技术参数,但结果是不同的,这是由于混凝土混合比例的不同,纤维质量、测试方法等。

2.6。耐硫酸

硫酸腐蚀是最常见的和广泛的形式的混凝土化学腐蚀。同时,在混凝土硫酸盐腐蚀是一个复杂的物理和化学过程。硫酸盐离子渗入到混凝土和与水化反应产品生产的产品,导致混凝土开裂和破坏。PPF的加入可以提高混凝土的抗裂性,降低混凝土的渗透性。PPF的混凝土有效地防止硫酸离子从混凝土表面到内部。因此,可以提高混凝土的抗硫酸盐通过添加PPF。

Behfarnia和Farshadfar55]研究了硫酸阻力PPF-reinforced self-consolidating MgSO具体的攻击₄溶液的质量浓度为5%和10%。结果表明,ppf的加入可以显著降低混凝土的质量损失和抗压强度损失在MgSO沉浸₄解决方案,这表明混凝土的抗硫酸盐通过添加ppf已经改善。他等。56)建立了纤维增强混凝土的硫酸盐离子的扩散模型(图8根据菲克第二定律)和反应动力学方程。混凝土的硫酸盐离子浓度分布计算基于扩散模型。Mardani et al。57)用混凝土的膨胀率描述Na的侵蚀作用₂所以₄具体的解决方案。PPF按体积含量为0.4%,0.8%,1%的人在他们的研究。结果表明,混凝土PPF内容膨胀率最高为1%。混凝土与0.8% PPF内容最小的膨胀率,只有76%的普通混凝土。Ranjith et al。32)采用的影响研究年龄对混凝土的抗硫酸盐侵蚀沉浸。混凝土标本5%硫酸钠溶液中浸30天,60天,90天,分别。抗压强度的损失率呈现先降低,然后增加趋势0 - 2%的范围内卷的内容。1.5% PPF的混凝土的抗压强度损失率最小。

目前,大多数的调查结果表明,PPF的加入可以有效地减少混凝土的硫酸盐离子的渗透。硫酸盐离子的贯入阻力增加,然后随纤维含量的增加而减小。适当添加纤维可以降低混凝土的孔隙度,阻碍混凝土的硫酸盐离子转移。然而,过度的内容可能会增加混凝土的孔隙度和削弱阻力硫酸盐离子的渗透58]。

2.7。抗寒性

孔隙结构的分布对其耐冻融混凝土有着重要影响。水结冰的毛孔产生冻胀现象力,导致混凝土裂缝。因此,强度和冻融循环后混凝土耐久性却降低了。PPF的结合可以有效提高混凝土抵抗冻融循环的能力。一方面,纤维的掺入降低了混凝土的孔隙率,减少了水进入混凝土。另一方面,裂缝的发展引起的冻胀现象的阻碍力是通过添加PPF混凝土。

许多研究人员一直在努力与PPF混凝土的冻融循环特征。Karahan和Atiş41]试图研究PPF-reinforced混凝土的冻融性。他们发现的耐冻融PPF-reinforced混凝土和普通混凝土相比略有增加。PPF-reinforced混凝土的冻融性可以显著增强通过添加粉煤灰作为活性矿物掺合料。盾和高59]研究抗寒性的影响机场路面混凝土纤维类型和纤维含量。PPF-reinforced混凝土具有更好的耐冻性比钢纤维增强混凝土。最好的改善抗冻性是通过添加1% PPF混凝土(按体积内容)。南et al。60相比PPF的影响和聚乙烯醇纤维混凝土的冻融循环阻力。两种纤维增强混凝土的冻融循环阻力的变化特点是比较具体的质量、抗压强度、冻融循环前后和动态弹性模量。结果表明,聚乙烯醇纤维可以更有效地延迟质量损失,强度下降,和动态弹性模量下降引起的混凝土冻融循环与PPF相比。这表明乙烯醇纤维混凝土具有更好的耐冻融循环比PPF的混凝土。冻融循环阻力是影响纤维分散性能和债券之间的纤维和胶结材料。PPF和水泥之间的界面过渡区相互重叠由于分散不匀PPF的混凝土,导致混凝土的孔隙率,如图9。王等人。61年]研究了混凝土的冻融循环阻力与不同PPF纤维含量(0.1%,0.3%,0.5%),沉浸在3.5%氯化钠溶液。质量和动态弹性模量降低的利率与纤维混凝土冻融循环后减少的内容。此外,混凝土的氯含量也增加了冻融循环后随纤维含量的增加。然而,0.1%的氯化物含量纤维混凝土低于没有PPF冻融循环后,建议适当PPF内容可以阻碍混凝土中氯离子传输。

anti-freeze-thaw周期添加聚丙烯纤维后混凝土提高的能力。PPF与不同直径有更好的改善混凝土的耐冻性比单一的混合。这个属性更好的分散混合纤维混凝土。研究结果表明,PPF可以优化混凝土的孔隙大小分布,减少混凝土的渗水。同时,冻融循环下的裂纹发展有效地延迟和PPF混合后在混凝土。

2.8。碳化性能

二氧化碳通过毛孔进入混凝土和与氢氧化钙反应(CH)形成碳酸钙。碳化后混凝土的pH值减少由于二氧化碳的化学反应和CH,普通混凝土碳化可以在一定程度上填补毛孔和提高混凝土的性能62年,63年]。但是,钢筋混凝土的碳化引起钢筋腐蚀(64年,65年]。钢筋的钝化膜被破坏的联合行动下,水和空气当碳化达到钢筋的位置。PPF的加入可以降低混凝土的孔隙度和堵塞毛孔的连接。因此,二氧化碳是阻碍混凝土,可有效提高混凝土的anticarbonation能力。

张等人的研究成果。66年)表明,聚丙烯纤维可以提高混凝土的孔隙结构。混凝土的碳化深度与PPF只有0.80毫米在28天。麦地那et al。67年]分析了孔隙度和混凝土碳化性能的影响与不同纤维质量内容(0 - 0.12%)。结果表明,PPF具有良好控制裂缝的生成和发展的能力。混凝土的裂缝区域与纤维含量先降低,然后增加。0.07% PPF内容的具体面积最小的裂纹,和混凝土的碳化深度下降了43%。马哈茂德和Elkatatny [4)采用调查内容不同纤维质量的影响(0%,0.125%,0.25%,0.375%)对混凝土的碳化性能。他们发现碳化深度可以使用PPF下降了。混凝土的碳化深度逐渐增加,PPF的内容。混凝土的抗压强度和抗拉强度增加后碳化。张先生和李68年]调查PPF体积分数的影响(从0%到0.12%)和粉煤灰混凝土的抗碳化硅薄膜。结果表明,混凝土的碳化深度与纤维含量降低(图10)。减少高达37.5%的混凝土的碳化深度可以获得0.12%的PPF的内容。这是因为混凝土的孔隙通道使用ppf下降了,它可以阻止公司的途径₂扩散。

PPF可以有效降低和抑制混凝土中微孔的发展。二氧化碳和水是防止混凝土,延缓混凝土的碳化速度。可以显著改善混凝土的碳化性能通过添加适当的PPF的内容。

2.9。耐火性

火灾是最严重的混凝土结构的条件之一。的剥落和高温很容易引起火灾。可以大大降低混凝土的强度和耐久性后暴露于火,尤其是对高性能混凝土。耐火混凝土结构设计是一个重要的性能。

一些研究已经下放PPF-reinforced混凝土的耐火性能。汉et al。69年)报道,可以提高混凝土的耐火性使用PPF。具体从室温加热到850°C 40分钟。结果表明,剥落时防止PPF的体积含量超过0.05%。这是因为ppf的融化的形状可以提供巩膜等释放的高内部蒸汽压力高温条件。彭et al。70年]试图利用ppf钢筋活性粉末混凝土。后暴露在温度20°C - 700°C,混凝土的抗压强度提高的温度不超过400°C,这可能是由于水泥水化。然而,抗压强度明显下降时,混凝土暴露在温度超过600°C。侯赛因et al。71年]调查ppf的耐火混凝土和钢纤维。他们发现,ppf解体在温度超过400°C(图11),这意味着网络渠道混凝土中产生。这表明高温剥落可以推迟因为网络通道放电内部蒸汽压力。此外,ppf和钢纤维的结合可以进一步提高混凝土的耐火性。这两种类型的公司纤维可以有效地避免高温引起的剥落和最小强度降低。

PPF添加混凝土时,网络渠道出现在混凝土由于PPF的热分解。那些网络渠道对内部热释放有积极的影响,有利于混凝土对火灾损失。

3所示。存在的问题及对策

3.1。聚丙烯纤维的分散胶结材料

聚丙烯纤维的分散在混凝土直接影响混凝土的耐久性。均匀纤维可以进一步提高混凝土的耐久性,由于更好的抗裂性。很难获得优良的耐久性性能纤维含量较低的混凝土由于疏水性和PPF的小直径。然而,在混凝土高纤维含量很容易结块。裂纹更容易发生和发展迅速的地区没有或较少的纤维。一旦渗入裂缝,对混凝土的耐久性非常不利影响(72年- - - - - -74年]。目前,PPF的色散可以增加通过添加活性剂或活性粉末。活性剂含有亲水基团,能与水分子形成氢键。通过添加活性剂PPF的亲水特性,如减剂和分散剂,在混合水。提高纤维的分散在混凝土由于表面亲水官能团PPF [75年]。活性粉末使用时,可改善混凝土的和易性的“球效应”活性粉、粉煤灰和nano-SiO等₂(41,76年]。此外,一些活性粉、硅灰等(68年),nano-TiO₂(77年],nano-CaCO₃(78年),可以减少孔隙度,提高混凝土的强度。因此,混凝土的耐久性是增强通过添加这些活性粉末混凝土。

3.2。结合聚丙烯纤维水泥的性质矩阵

PPF与非极性有机材料,低表面能和疏水性。PPF转移力通过与水泥基体的界面。PPF分开水泥之前达到极限应力由于疲软的水泥和纤维之间的弯曲。因此,它是不容易的达到最好的协同效应(24,79年]。为此,PPF之间的粘结性能和水泥应该加强,以减少ITZ PPF和水泥之间的宽度。提出了一些方法。例如,酸溶液会腐蚀表面的粗糙度,增加表面,因此,水泥和PPF之间的接触面积可以增加。结果表明,粗糙度的PPF腐蚀酸溶液明显增加。提高混凝土的抗裂性通过添加酸洗PPF [30.,80年,81年]。另一种方法是修改PPF使用偶联剂由于亲水基和疏水基的偶联剂。偶联剂分子的一端结合纤维,另一端是与水泥的活性基团相结合。偶联剂作为水泥和纤维之间的“桥梁”,导致增强纤维之间的界面结合性能和水泥82年,83年),如图12。

4所示。结论

PPF的优良性能,重量轻,抗拉强度高,韧性好。当添加PPF,混凝土低孔隙度和更高的比没有PPF的抗裂性。因此,它可以降低混凝土水和有害的传播媒体,导致增强耐久性。PPF-reinforced混凝土有较低的吸水率和更好的密封性、耐氯、硫酸阻力,碳化性能和耐火性。可以减少干燥收缩增加,因为PPF防止变形产生了积极的影响。然而,混凝土的蠕变是不减少使用PPF由于PPF的弹性模量比普通混凝土低。PPF-reinforced混凝土的耐久性可以进一步提高了结合其他纤维类型,尤其是钢纤维。

然而,聚丙烯纤维在混凝土中的应用是有限的分散纤维与水泥混凝土和债券。这些缺点可以克服由纤维表面改性利用活性粉末,如nano-SiO₂和nano-CaCO₃。债券与水泥性能的另一个缺点PPF在混凝土中的应用。这可以克服利用纤维与酸或偶联剂改性。PPF和水泥之间的ITZ矩阵可以显著增强自更多水化产品表面沉积PPF修改。可以显著提高混凝土的耐久性使用修改后的纤维。

5。未来的研究前景

应该注意的是,改善混凝土的耐久性,PPF是受到很多因素的影响,如纤维直径、长度直径比、混合量,机械性能和改性方法。很难获得一个统一的最优技术参数由于研究方法的差异,养护条件下,参数选择,和其他方面。根据当前的研究现状,给出了未来的研究前景如下:(1)聚丙烯纤维和其他纤维之间的合作PPF的一些限制在改善混凝土的耐久性。PPF的组合和其他纤维(钢纤维等)可以取得更好的混凝土的耐久性。因此,复合纤维对混凝土性能的增强原理应进一步研究。混凝土孔隙大小分布,裂缝发展过程,界面过渡区(ITZ)纤维和水泥砂浆应进一步研究。一些先进的表征方法,如汞入侵porosimetry分析CT扫描,和nanoindentation,可能为这些研究工作。此外,当使用ppf和钢纤维混凝土,钢纤维的锈蚀应避免,可避免混凝土性能的退化引起的钢纤维生锈。在这些基地,可以实现理想的增强效应下优化参数组合。高强和高性能混凝土最优参数组合可以有效地减少混凝土的收缩和裂缝在早期的年龄。纤维增强混凝土的早期抗裂性能测试可能的影响进行了描述混凝土对混凝土收缩开裂的风险。纤维增强混凝土的干燥收缩和徐变可能为进一步研究,这有助于调查的影响纤维协同长期高强度,高性能混凝土体积稳定。 It is great significance for the development of high-strength and high-performance concrete to study the synergistic effect of composite fibre.(2)multicondition耦合作用下混凝土的耐久性目前,大部分的工作目标为单一指标和参数的影响在PPF-reinforced混凝土的耐久性。然而,混凝土往往受到两个或两个以上的实际情况结合条件。未来的工作应该关注持久性特征PPF-reinforced混凝土在实际环境条件。例如,透气性和耐磨性时应考虑混凝土用于路面。恶化引起的混凝土渗透性的结合,氯离子渗透性,干湿循环应该关心码头使用的混凝土。寒冷地区,耐冻性也应该被添加到这些组合。此外,未来的研究应该关注造成的退化机制与ppf的混凝土耐久性指标的组合。由于标准测试很难完全反映混凝土的实际工作条件,数值模拟和现场试验应结合实验室表征分析。通过这种方法,研究人员将完全理解恶化机制下混凝土的多种因素的结合。此外,耐候性PPF应该考虑一旦水和有害离子渗透到混凝土。 Those advices are helpful to reveal the influence mechanism of PPF and concrete performance, which can provide theoretical basis for engineering practice.(3)建立修改PPF和混凝土性能之间的关系表面改性的方法可以有效地改善PPF和水泥之间的粘结性能。它需要解决的问题ITZ PPF与水泥砂浆。两亲性改性剂是治疗PPF收购。我们的研究小组正在开发一种新的修饰符灵感来自茶污渍。修改后的纤维可以积极获取钙离子和当地矿化诱导。越来越多的水化产物沉积在纤维的表面。ITZ的纤维和水泥砂浆之间可以通过使用modifier-treated纤维增强,这有利于水泥粘贴微观结构的形成。混凝土的性能,可以进一步增强纤维添加修改。为此,改性纤维的影响水泥浆硬化过程的分析,深入了解内部纤维和混凝土之间的关系。同时,可以减少水泥的比例添加改性纤维在相同的混凝土的性能要求。 In this case, the mix proportion needs to be redesigned to meet the performance requirements. On this basis, the relationship between hardened paste and macroproperties should be studied to the formation of parameter optimization and control based on the performance requirements of concrete.

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

Yanzhu刘负责文献检索和写作初稿。梁王进行概念化和审查和编辑这篇文章。柯曹进行调查。Lei太阳参与文献检索。

确认

这项工作是由安徽省高校自然科学基金(KJ2019A0129),安徽省重点研发项目(201904 a07020081),安徽省自然科学基金(2008085 qe244),和中国博士后科学基金会(2020 m681988)。

引用

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