淺談合成纖維在國內混凝土建材中的應用

孫廣輝

【摘 要】在我國建筑工程行業高速發展的背景下，我國建筑工程技術與材料得到了創新與改革發展，并取得了一定的成效。而纖維混凝土的應用則是我國建筑工程項目研發的重點。基于此，本文以合成纖維相關概述出發，對纖維混凝土中合成纖維的應用進行了分析與簡述，以供參考。

【關鍵詞】合成纖維；混凝土建材；應用

引言：

混凝土是我國建筑工程項目建設中重要材料，在我國工程項目建設中占有重要地位。隨著近年來，建筑行業的不斷發展以及建設工藝技術的強化與提升，建筑工程建設對混凝土建材提出了更高的要求與使用標準，其強度、穩定性、韌度、使用耐久性、抗震抗裂性成為混凝土建材研發與應用的重點。而纖維與混凝土的合理搭配，則有效促進了混凝土性能的優化，有利于促進我國建筑領域的優化發展。基于此，本文以合成纖維的應用為例，對其進行了簡要分析。

1.合成纖維相關概述

合成纖維又被稱為“纖聚合物”是化學纖維中的一種，是具有一定可溶性/可熔性，由人工合成與處理后，形成的線型聚合物[1]。因此，合成纖維除具有一般化學纖維本質特性外（包括高強度、高彈性、輕質量、可長期保存等），不同類型的合成纖維也具有一定的獨特性，如聚丙烯腈纖維的機械抗張性較強；聚丙烯（PP）纖維的化學穩定性較強；聚乙烯（PE）纖維熱穩定性、可塑性較強；聚酞胺（PA）纖維水泥融合性較強；芳香族聚酞胺纖維具有高強高模性等等。

2.合成纖維在國內混泥土建材中的應用

由于混凝土具有廉價性、可塑性以高抗壓性，因此在我國建筑領域中具有重要的應用價值，是我國建筑工程項目建設常用的施工材料之一。但是由于混凝土具有一定的脆弱性，加之在水泥混凝土施工應用過程中，受自身本質因素的影響，易出現裂縫、下滲、腐蝕、凍裂等問題。而通過適當的添加合成纖維，則可有效改善上述問題，促進混凝土質量與性能的優化與提升，保證混凝土作用的最大化發揮，具體分析如下。

2.1用于提升混凝土建材抗裂性

在建筑工程混凝土施工工程中，由于混凝土材料存在一定的水分，因此在進行水泥攪拌過程中，會產生一定的“水化熱反映”，從而在一定程度上使混凝土建材塑性收縮，出行干裂、硬化裂縫等問題，進而影響導致混凝土構件的性能（包括使用耐久性、穩定性、抗震可滲性等）。而據試驗與實踐證明，在混凝土中適當的添加合成纖維（如，0.045%～1.12%體積比例的聚丙烯纖維），可有效提升混凝土的抗裂性（62%～78%）[2]。與此同時，合成纖維的粘結力加強了混凝土的塑性，使混凝土構件在受力作用下，張力得到提升，從而避免了混凝土使用過程中早裂現象的從產生，有效加大了其使用耐久性。

2.2用于增強混凝土建材的強韌性

由于混凝土材料本質具有“脆弱性”，因此在建筑構成施工過程中，當混凝土受到一定的拉力時，很容易穿現裂縫問題。相關資料與實踐證明，合成纖維所具有的延伸性、粘結性使其在混凝土建材應用過程中，形成“三維網狀”結構，從而提升混凝土整體的粘結性。當纖維混凝土受力作用時，實現了“力”在纖維網中的有效傳遞，并在傳遞過程中，將力進行分散與削弱，這在一定程度上有效提升了混凝土建材的受力強度。與此同時，當混凝土受力出行開裂時（既定氛圍內）合成纖維所具有的延伸性，促使混凝土出現變現，從而改善了混凝土自身的脆弱性，提升了其整體韌性。例如，在《聚酯牽伸絲纖維對水泥抗折強度的影響》（周錫武，吳本英，2002）實驗分析中，得出在混凝土中加入聚酯纖維（體積比為0.5%），在既定時間內，混黏土抗折強度教原有狀態提升了34.5%～37.3%。

2.3用于增強混凝土建材的抗滲性

據相關資料分析與實踐經驗整合發現，既定條件下（通常為1.29Mpa水壓下）在混凝土中融入體積比“0.045%～0.13%”的聚丙烯合成纖維，混黏土的抗滲性相對與原本狀態而言，提升了40%～48%（王依民，倪建華，2002）/（彭苗2012）[3]。其原因在于，由于混凝土是一種密度非均勻性復合型材料，在細微處存在諸多縫隙，加之混凝土在干燥環境下易出現開裂為題，因此在混凝土工程中，其抗滲性相對較低。而加入一定量的合成纖維后，合成纖維有效提升了混凝土內部溝通性與約束力，從而增強了混凝土密度，降低了混凝土內部孔隙直徑，進而增強混凝土建材的抗滲性。

2.4用于增強混凝土建材的抗凍融性、抗化學腐蝕性

從閻利、王紹東《聚丙烯纖維增強混凝土概述》；史小興《合成纖維在混凝土中的效果和機理綜述》以及王浩宇《聚乙烯醇纖維水泥基復合材料的力學性能及抗凍性能試驗研究》等文獻資料中，均可探知合成纖維在混凝土建材中的科學應用，在提升混凝土抗裂性、抗滲性、抗壓性等同時，合成纖維三維網狀應用結構的布設，也在一定程度上提升了混凝土建材的抗凍融性以及抗化學腐蝕性[4]。

2.5用于增強混凝土建材的抗沖擊性

通過對合成纖維的不同處理，如機械處理、表面活性劑處理、氧氟處理等，可有效提升合成纖維整體質量，而將處理后的合成纖維應用與混凝土施工工程中，可有效提升混凝土構件的抗壓性與抗震性，當混凝土構件受到外力沖擊時，纖維混凝土經負荷力進行轉移、分散與削弱，從而提升了混凝土的抗沖擊性。例如，經驗整合發現在混凝土中摻入體積比為0.45%～1.55%的聚丙烯時，纖維混凝土整體的抗沖擊性能提升了75%～146%[4]。由此可見，將合成纖維應用與混凝土建材中，可有效促進建筑工程項目的穩定性、固定性與安全性的提升，對建筑工程建設具有重要意義。

結論：綜上所述，合成纖維在混凝土建材中的合理應用，不僅可有效提升混凝土本質性能，促進混凝土向高強度、高韌性、強抗震抗裂性等優化趨勢發展，也可有效改善合成纖維行業廢氣材料對環境的污染，提升產品利用率，降低建筑成本，提升經濟與社會效益。

參考文獻：

[1]羅力中，劉露，劉舒陽，等.塑鋼纖維混凝土的抗沖擊性能初步試驗研究[J].江西建材，2016，10：1-3.

[2]卜良桃，周云鵬.纖維水泥砂漿與混凝土界面黏結性能鉆芯拉拔試驗研究[J].河海大學學報（自然科學版），2016，04：291-296.

[3]王浩宇，田穩苓.聚乙烯醇纖維水泥基復合材料的力學性能及抗凍性能試驗研究[J].工業建筑，2017，01：123-125+130.

[4]楊慧，曹亞，陳磊.超高強改性合成纖維在機場道面混凝土中的應用研究[J].科學技術與工程，2015，19：184-187.