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高延性混凝土是基于微观力学设计原理,以水泥、石英砂等为基体的纤维增强复合材料,又称 “可弯曲的混凝土”。天津九延新材料科技有限公司始终致力于高延性混凝土的研发与生产,在抗震加固、农房改造、建筑加固等行业中合作案例丰富并享有好评。
原理:通过在混凝土基体中加入特定的纤维材料,如聚丙烯粗纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯微细纤维等,利用纤维的拉结作用,改变混凝土内部的微观结构,使其在受力时能够产生更多的微裂缝,消耗能量,从而实现高延性、高耐损伤等性能。
材料组成
基体材料:包括水泥、硅灰、粉煤灰等胶凝材料,以及粒径通常小于 1mm 的精细骨料,如石英砂等,为混凝土提供基本的强度和稳定性。
纤维增强材料:是高延性混凝土的关键成分,常用的有聚乙烯醇纤维(PVA 纤维),其耐碱性强,与水泥粘结性好;聚乙烯纤维(PE 纤维)具有超高强度,适用于高性能需求;钢纤维可提升抗冲击性,但可能会降低流动性。
添加剂:如减水剂,可保证混凝土的工作性,使其在低水胶比下仍具有良好的流动性;膨胀剂则有助于减少混凝土在硬化过程中的收缩。
性能特点
力学性能优越
高抗压强度:通常可达到 40MPa-120MPa(可调),能满足各种结构对承载能力的要求。
高抗拉强度:抗拉强度一般在 5MPa-15MPa,拉伸应变能力可达 3%-8%,而普通混凝土的拉伸应变能力仅为 0.01%,使其受拉时能产生明显变形而不立即断裂。
高弯曲韧性:弯曲韧性可达普通混凝土的 100 倍以上,在承受弯曲荷载时表现出色。
良好的裂缝控制能力:受力后会形成多条细密裂缝而非单一宽裂缝,在裂缝出现后仍能保持一定的承载能力,实现裂而不坏,有效阻止裂缝的进一步扩展,提高结构的整体性和耐久性。
高耐久性:抗渗性、抗冻性、耐化学腐蚀性显著提升,能有效抵抗硫酸盐侵蚀、氯离子渗透和碱 - 骨料反应等,延长结构的使用寿命。
抗震性能突出:具有高耗能能力,在地震作用下,能够通过纤维的拉伸和裂缝的开展消耗大量地震能量,适用于地震区建筑的加固,提高建筑物在罕遇地震作用下的抗坍塌能力,减少地震损伤。
自愈合能力:部分裂缝在卸载后可自行闭合,提高了构件在变化环境下的耐久性,减少了后期维护成本。
施工性能良好:具有自密实性,不需要夯实和振捣,且抗离析能力强,施工快捷方便,可缩短工期。
应用领域
建筑结构加固:可用于既有砌体结构和钢筋混凝土结构的抗震加固、维修和改造,如在砌体结构表面压抹高延性混凝土面层,能提高砌体结构的承载力、延性和抗裂性能。
地下工程:适用于地下工程的抗裂衬砌,如隧道、地铁等,可有效控制裂缝,防止渗漏,提高结构的防水性能和耐久性。
水工结构:用于水利工程中的大坝、水闸、水渠等结构,能抵抗水的侵蚀和冲刷,以及冻融循环的破坏,延长水工结构的使用寿命。
路面修复:可用于高速公路、城市道路等水泥路面的龟裂部位修复,提高路面的抗裂性和耐久性,减少路面病害的发生。
桥梁工程:适用于钢筋混凝土桥梁的平板及横梁、桥墩部位及主塔轴部等,提升桥梁的抗震性能和抗疲劳性能,延长桥梁的使用寿命。
施工要点
搅拌:使用高效的搅拌设备,确保纤维在混凝土基体中均匀分散,保证混凝土性能的一致性。
浇筑:自密实型的高延性混凝土可直接浇筑,无需振捣,但要注意浇筑速度和高度,避免混凝土出现离析或堵塞现象。
养护:与普通混凝土类似,需进行适当的养护,保持混凝土表面湿润,防止水分过快蒸发,影响混凝土的强度增长和性能发展。
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