淺析玄武巖纖維水泥混凝土

1 緒論

玄武巖非金屬纖維以它獨特物理化學特性，可廣泛應用于建設工程領域。以玄武巖纖維配制的混凝土，不但保持了普通水泥混凝土的優良特點，而且無機的玄武巖非金屬纖維混凝土的性能是其它纖維混凝土所無法比擬的。它以綠色、環保、無污染的面孔面世，贏得了各界建筑人士的青睞。本文通過對玄武巖纖維混凝土的性能描述，讓讀者在建設工程領域合理使用玄武巖纖維混凝土有個進一步的認識。

2 普通水泥混凝土缺陷

眾所周知，普通水泥混凝土是一種三相混合材料，它是由膠凝材料、顆粒狀骨料、水，必要時加入外加劑和摻合料，按混凝土配合

綜上所述，玄武巖纖維能更好的適用于纖維混凝土的生產。同其它纖維一樣，對提高混凝土抗拉強度和抗裂性能，抑制或減少水泥基體的變形裂縫能產生明顯效果。

4.2 玄武巖纖維混凝土的特性

玄武巖纖維是典型的硅酸鹽纖維，與混凝土基體具有天然的相容性，能使新拌玄武巖纖維混凝土體積穩定，和易性較好。在混凝土中均勻多向分布玄武巖纖維，對水泥混凝土起到了“網聯”與“承托”作用。這種作用所產生的效應表現在以下幾個方面：

（1）提高水泥混凝土的抗拉強度。玄武巖纖維易隨機均勻地分布在水泥混凝土中，跨越水泥混凝土中存在的微細縫隙，對裂縫的產生和發展起到了約束作用，阻止了裂縫的擴展，從而也就提高了水泥混凝土的抗拉強度。

（2）提高水泥混凝土的抗滲性能。均勻分布的大量玄武巖纖維在混凝土中起了“承托”作用，降低混凝土表面的析水與集料的離析現象，使水泥混凝土中的微空隙含量大大減少，極大地提高了混凝土的防水抗滲性能。

（3）提高水泥混凝土的抗裂性能。玄武巖纖維與水泥基材料能充分混合，在混凝土中形成不規則的多向分布網絡體系，這種分布造成了大量的微配筋，承受水泥混凝土在收縮變形時產生的應力和能量，增加了水泥混凝土的韌性，抑制了其裂紋的產生和發展。

（4）提高水泥混凝土的抗沖擊性能。均勻分布的玄武巖纖維對于混凝土的沖擊力學性能具有一定的改善效果。通過對玄武巖纖維混凝土（BFRC）和碳纖維混凝土（CFRC）沖擊力學性能的對比發現：當纖維摻量為0.11%（體積）時，玄武巖纖維的增強、增韌效果更佳。

（5）提高水泥混凝土的抗凍性能。玄武巖纖維可以吸收水泥混凝土冷凍過程中張力形成的能量，延緩水泥混凝土冷凍過程中微裂紋的形成和擴散，提高水泥混凝土的抗凍性。

由于生產玄武巖纖維的原料取自于天然的火山噴出巖，在原料中幾乎不含有對人類健康有害的成分，在如今節約資源、綠色環保、以人為本的人文社會，玄武巖纖維混凝土在建筑工程領域的推廣也具有重大而深遠的意義。

4.3 玄武巖纖維混凝土的應用

水泥混凝土質量穩定，是纖維混凝土應用的前提之一。纖維的作用受施工過程、組成材料等影響較大，并且影響到纖維混凝土的質量。采用玄武巖纖維配置混凝土，對混凝土質量無不良影響，無機的玄武巖纖維與有機的聚丙烯等纖維相比，其抗老化等各項性能無疑更佳。因此，玄武巖纖維混凝土是一種有代表性的高性能混凝土，其耐久性能和長期性能的改善，可以拓寬建設工程應用領域。

橫店集團建設有限公司南江名郡工程項目地下室混凝土采用了集團所屬浙江石金玄武巖纖維有限公司生產的GBF牌短切玄武巖纖維，摻入量為2.0kg/m3，解決了部分地下室混凝土墻體裂縫的質量通病。通過對結構應力集中部位、外墻轉角處、墻體中部附近等工程部位實地查看，與以往工程相比裂縫情況明顯減少。

但也出現新的問題：（1）在混凝土中玄武巖纖維分布不均勻，有結團現象；（2）局部產生多縫開裂。其原因分析和建議如下：

（1）纖維結團。大概是玄武巖纖維摻量過多沒有充分攪拌分散造成。建議玄武巖纖維摻量由2.0%改為1.0-1.2kg/m3，或適當增加玄武巖纖維混凝土的攪拌時間。

（2）多縫開裂。如果纖維摻量過少、間距較大，纖維就未能發揮有效的阻裂效應，讓混凝土變形造成開裂；反之，依據多縫開裂理論，當纖維摻量大于臨界體積率時，纖維將承擔全部荷載，并有可能產生多縫開裂現象。同樣建議減少玄武巖纖維摻量。

以上分析和建議可作參考，正確的結論有待通過科學研究，從科學實驗中獲得依據。