Bê tông sợi Polypropylen

Sợi polypropylene thông thường có khả năng chống lão hóa kém và có xu hướng hình thành cụm trong quá trình trộn bê tông. Chỉ các sợi biến tính mới có thể hoạt động cùng với nền xi măng và được sử dụng trong kỹ thuật bê tông. Các ứng dụng ban đầu chủ yếu sử dụng sợi nứt màng polypropylen. Vào đầu những năm 1980, Hoa Kỳ đã phát triển thành công sợi polypropylen đơn sợi, được sử dụng rộng rãi trong chống thấm ngầm, mái nhà, công trình công nghiệp và dân dụng, sàn nhà, đường cao tốc và các dự án cầu do chi phí thấp và cải thiện đáng kể hiệu suất của bê tông. Kể từ giữa những năm{1}}, hàng nghìn dự án ở Trung Quốc đã sử dụng bê tông sợi polypropylen, bao gồm Biệt thự Trung Quốc Mới Quảng Châu, Trung tâm Thương mại Thế giới Trùng Khánh, Làng Đại hội thể thao châu Á Bắc Kinh, Cầu sông Dương Tử Vũ Hán và Dự án Tam Hiệp, đạt được những thành tựu đáng chú ý kết quả.

1. Đặc tính của bê tông sợi Polypropylene

Bê tông có độ biến dạng kéo cuối cùng thấp, thường dao động từ {{0}},01% đến 0,20%, trong khi sợi polypropylen có độ căng kéo lên tới 15% đến 18%. Sợi đơn sợi polypropylen phân bố đều trong bê tông không chỉ ngăn chặn sự lắng đọng cốt liệu, cải thiện khả năng làm việc, giảm chảy máu và phân tách mà còn chịu được biến dạng kéo do co ngót bê tông một cách hiệu quả. Điều này làm trì hoãn hoặc ngăn chặn sự xuất hiện và phát triển của các vết nứt vi mô bên trong và các vết nứt lớn trên bề mặt trong bê tông, từ đó tăng cường khả năng chống thấm của bê tông. Khi chịu tải trọng va đập, bê tông sợi polypropylene ngăn ngừa sự lan truyền vết nứt, cải thiện khả năng chống va đập, chống băng giá và khả năng chống cacbonat hóa của bê tông.

1.1 Tính chất vật lý

Khả năng chống co ngót: Khả năng chống co ngót là đặc tính quan trọng nhất của sợi polypropylene trong bê tông. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc kết hợp các sợi nứt màng polypropylen với tỷ lệ thể tích khoảng 1% có thể làm giảm tốc độ co ngót của bê tông khoảng 75%.

Tính không thấm nước: Theo Trung tâm Thử nghiệm Vật liệu Xây dựng Quốc gia, bê tông sợi polypropylen với liều lượng 0,05% có khả năng chống thấm cao hơn 70% dưới áp suất nước 1,2MPa so với bê tông sợi không polypropylen có cùng cường độ ({{6 }}ngày tuổi).

Chống cháy: Các thử nghiệm về khả năng chống cháy gần đây cho thấy rằng việc thêm sợi có điểm nóng chảy thấp (đường kính 0.1mm, dài 12cm, liều lượng 4kg/m³) vào bê tông cho thấy khả năng chống cháy đầy hứa hẹn. Các cột bê tông sợi như vậy hầu như không bị hư hại sau các thử nghiệm chống cháy tiêu chuẩn, cho thấy rằng các sợi có điểm nóng chảy thấp có thể ngăn ngừa sự nứt vỡ của bê tông.

Khả năng làm việc: Thêm sợi polypropylen với tỷ lệ thể tích từ {{0}},05% đến 0,07% có thể ức chế sự phân tách và chảy máu trong hỗn hợp bê tông một cách hiệu quả, cải thiện khả năng làm việc.

1.2 Tính chất cơ học

Độ bền nén và kéo: Cường độ chịu nén và kéo của bê tông sợi polypropylene tương tự như bê tông thông thường.

Độ bền uốn: Thêm sợi nứt màng polypropylen với tỷ lệ thể tích khoảng 1% có thể tăng cường độ uốn của vữa hoặc bê tông không quá 25%, nhưng khả năng biến dạng trước khi phá hoại là rất cao.

Chống va đập: Các thử nghiệm của Trung tâm Kiểm định Vật liệu Xây dựng Quốc gia cho thấy độ bền va đập của vữa có hàm lượng sợi {{0}},05% và 0,1% tăng lần lượt là 17,7% và 25,8% so với vữa trơn.

Chống mỏi: Thử nghiệm độ mỏi với tốc độ tải 20 chu kỳ/giây cho thấy rằng sau 2 triệu chu kỳ, bê tông trơn có thể chịu được ứng suất tối đa 50% cường độ uốn của nó, trong khi bê tông sợi với liều lượng 0,3% có thể chịu được tải trọng 0,3% ứng suất tối đa 65% cường độ uốn của nó.

1.3 Độ bền

Khả năng chống đóng băng: Trung tâm Thử nghiệm Vật liệu Xây dựng Quốc gia đã thử nghiệm khả năng chống đóng băng-tan băng của bê tông sợi polypropylen với hai tỷ lệ thể tích khác nhau bằng tiêu chuẩn GBJ 82-1985. Mẫu vật có kích thước 100×100×100mm được thử nghiệm ở 28 ngày tuổi, mô phỏng tháng lạnh nhất với nhiệt độ trung bình từ -5 đến 0 độ . Kết quả cho thấy việc bổ sung sợi polypropylene đã cải thiện đáng kể khả năng chống đóng băng-tan băng của bê tông sau 50 chu kỳ đóng băng-tan băng.

Khả năng phản ứng tổng hợp cacbonat và kiềm: Bê tông sợi Polypropylen cải thiện khả năng chống lại các phản ứng cacbonat hóa và cốt liệu kiềm chủ yếu bằng cách giảm các vết nứt bên trong khác nhau, từ đó nâng cao mật độ của bê tông.

2. Ứng dụng của bê tông sợi Polypropylen

2.1 Kỹ thuật xây dựng

Bê tông sợi Polypropylen được sử dụng để đúc tại chỗ các tấm tầng hầm, tường bên, tấm mái, bể chứa nước và các kết cấu bê tông tự chống thấm khác cũng như các cấu kiện bê tông khối lượng lớn như dầm móng và tấm trong các tòa nhà cao tầng. . Nó cải thiện khả năng làm việc và giúp tăng cường khả năng chống thấm, chống nứt và chống đóng băng-tan băng của bê tông tự chống thấm, giải quyết hiệu quả các vết nứt do ứng suất nhiệt độ trong bê tông khối lượng lớn.

2.2 Kỹ thuật Xây dựng và Thủy lợi

Đường bê tông, mặt cầu, đập hồ chứa, cảng và cống dẫn nước bằng sợi polypropylen thể hiện hiệu suất tổng thể tốt hơn, chẳng hạn như độ bền uốn, chống nứt, chống mỏi, chống mài mòn và chống xói mòn nước biển so với các dự án bê tông thông thường. Đặc biệt với lưu lượng giao thông cao và phương tiện qua lại thường xuyên, khả năng chống mỏi của sợi polypropylene càng rõ rệt. Trong điều kiện khí hậu thay đổi nghiêm trọng và chu kỳ đóng băng-tan băng thường xuyên, khả năng chống đóng băng-tan băng của bê tông sợi polypropylen được thể hiện đầy đủ.

2.3 Sản phẩm bê tông đúc sẵn

Bê tông sợi Polypropylen được sử dụng trong các cấu kiện đúc sẵn bê tông cốt thép và các sản phẩm xi măng (ống, khối, v.v.) để cải thiện đáng kể chất lượng bề ngoài, giúp ngăn ngừa và giảm các vết nứt bề mặt của các cấu kiện đúc sẵn, giảm hiện tượng vỡ mép và góc, đồng thời tăng khả năng chống thấm để ngăn chặn cốt thép ăn mòn.

2.4 Bê tông trộn sẵn

Việc thêm sợi polypropylene vào bê tông trộn sẵn có thể cải thiện đáng kể khả năng thi công, giảm chảy máu và ngăn ngừa các vết nứt nhựa trong bê tông thương mại. Sợi Polypropylen có thể được kết hợp với bất kỳ phụ gia hóa học nào trong bê tông để tạo ra bê tông có thể bơm được và bê tông hiệu suất cao khác. Bê tông chất lượng cao với cường độ cao, tính lưu động lớn và độ bền tuyệt vời được sử dụng rộng rãi trong các tòa nhà cao tầng và cầu nhịp dài. Sử dụng sợi polypropylen trong vật liệu tổng hợp có thể tăng cường hiệu quả độ dẻo dai, khả năng chống nứt và độ dẻo của bê tông hiệu suất cao.