应用亚麻纤维减少混凝土塑性收缩开裂的研究

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发布时间：2021-09-03

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应用亚麻纤维减少混凝土塑性收缩开裂的研究
徐蕾
(新疆工程学院，新疆乌鲁木齐830091)
摘要：对含短亚麻纤维的小份砂浆样品的限制性和无限制性塑性收缩性能进行了试验研究。基于浇筑后暴露于热、干燥和有
风条件后第一个24 h内产生的裂缝数量、裂缝总面积以及最大裂缝宽度，试验发现：亚麻纤维在控制混合砂浆限制性塑性收缩方
面，比市场所售的聚丙烯和玻璃纤维更为有效。当亚麻纤维的体积分率处于0．3％时，与普通砂浆相比，产生的裂缝总面积至少减
少了99．5％，最大裂缝宽度不到0．022 mm，比以往减少了98．5％。
关键词：混凝土；短亚麻纤维；塑性开裂；限制性
中图分类号： TU528．572 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2013)10—0091—04
Study of use of flax fibres to reduce the plastic shrinkage cracking in concrete
XUL
(Xinjiang Engineering College，Urmqi 830091，China)
Abstract： Some experimental was performed to measure the restrained and unrestrained plastic shrinkage properties of small motar
specimens containing short flax fibres in amounts ranging from 0．05％ to 0-3％ by volume．Based on the number ofcracks．total crack area．
an d maximum crack widths produced within the first 24 h after casting an d exposure to hot，dry，and windy conditions，flax fivres were
foun d to be slightly more effective in controlling restrained plastic shrink age cracking than commercially available polypropylene and glass
fibres for the motar mixture studied．At a flax fivre volume fraction of O-3％．total crack areas were reduced by at least 99．5％ relative to
plain mortar specimens and maximum crack widths were reduced by 98．5％ to less than 0．022 min．
Key words： concrete；short flax fibres；plastic shrinkage；restrained
0 引言
现在流行的对于塑性开裂的成因的观点是，在灌制后
最初几个小时内，混凝土尽管仍然处在塑性状态，但是如
果水分从表面蒸发的速度超过其被下部的水取代的速度，
那么混凝土就易于收缩，当这种收缩被限制时，混凝土将
产生裂缝以释放所积发的拉伸应力，塑性收缩裂缝将会减
弱混凝土单元耐久性。
在混凝土中加入相对少量的短纤维(通常其掺杂率少
于0．5％)能够有效减少塑性收缩裂缝fl-21。据报告，通过掺
人纤维达到的裂缝缩减机制有能力减少自由塑性收缩变
形，并增加混凝土初期扩张强度[I]。
由于原纤化丙纶及尼龙类的聚合物类纤维等成本低
廉，以前是最常用的纤维类型[21。但是，一些研究表明，从天
然原料取得的纤维也具有相似的优点。例如，Toledo Filho
和Sanjuan[31发现，加入0．2％的25 mm剑麻纤维可以降低
自由塑性收缩变形，同时也减少了限制性水泥砂浆环形样
品的裂缝宽度。Soroushian and Ravanbakhsh在文献[4]也发
现，与普通混凝土相比，使用加入应力梯极的混凝土板，掺
收稿日期：2013-04-23
基金项目：新疆工程学院校内课题资助(2O12xGz21 1412)
杂率为0．06％纤维素纤维将塑性收缩裂缝面积减少了
78％。在混凝土中使用从香蕉树、椰子树或棕榈树叶[51等取
得的天然材料，也得到了相似的试验结果，但是通常其含
量相对高些(即掺杂率大于1％)，然而上述试验并未专门
针对塑性收缩开裂的控制进行研究。
亚麻纤维产量丰富，成本低廉，通常是工业或农业加
工过程中废弃的副产品。比如，在许多国家，种植亚麻主要
为了获取含油的亚麻籽，而将亚麻干茎作为废料丢弃或燃
烧。然而，干茎中的纤维却是一种最结实坚固的纤维，可作
为增强改性混凝土性能的掺杂料。根据联合国粮食农业组
织2005统计数据同，全世界共有46个国家种植油籽亚麻，
面积达250万公顷。虽然85％的亚麻生产分布在北美和亚
洲，但是欧洲和非洲均种植了大量的亚麻，使得亚麻籽成
为全世界范围内一种现成的纤维原料。
到目前为止，关于亚麻纤维在混凝土的应用方面，只有
极少的文献发表。其中文献[7]研究认为高比例的(2％～12％
掺杂率)2．7 innl长的亚麻纤维可在纤维一水泥混合物中作
为石棉的替代物，并且研究发现随着纤维掺杂量的增加，
水泥砂浆抗弯强度及韧性明显增强。据另外一份研究报