耐碱玻璃纤维

耐碱玻璃纤维6u原图链接图片来源优酷网

耐碱玻璃纤维，又称AR玻璃纤维，英文名alKali -resistant glass fibre，主要用于玻璃纤维增强（水泥）混凝土（简称GRC）的肋筋材料，是100%无机纤维，在非承重的水泥构件中是钢材和石棉的理想替代品。

中文名:耐碱玻璃纤维

外文名:alKali -resistant glass fibre

又 称:AR玻璃纤维

主要用于:玻璃纤维增强混凝土的肋筋材料

学 科:机械工程

领 域:机械设备

目录

简介

耐碱玻璃纤维是一种用来增强混凝土的肋筋材料，它的优点在于耐碱、抗腐蚀、抗冲击、抗拉抗弯、抗冻抗裂等，可设计性比较强，可以替代石棉和钢材。混凝土是一种脆性的材料，加入耐碱玻璃纤维后可以有效提高其力学性能。耐碱玻璃纤维依靠它的优点成为一种广泛应用于增强道路混凝土的新型材料。为了保证耐碱玻璃纤维的增强效果及结构的安全可靠性，必须使玻璃纤维在混凝土中保持长期的强度和韧性，然而工程中使用的水泥基材料会腐蚀耐碱玻璃纤维，损害材料的性能稳定，降低材料强度 ； 。

特点

它的特点是耐碱性好，能有效抵抗水泥中高碱物质的侵蚀，握裹力强，弹性模量、抗冲击、抗拉、抗弯强度极高，不燃、抗冻、耐温度、湿度变化能力强，抗裂、抗渗性能卓越，具有可设计性强，易成型等特点，是广泛应用在高性能增强（水泥）混凝土中的一种新型的绿色环保型增强材料。

其使用领域较为广泛，在对材料要求“耐高温、耐碱腐蚀、耐酸腐蚀”的应用中，均有良好的表现。

原料与养护条件分析

水泥：采用某水泥厂生产的符合GB 175—99要求的32.5级普通硅酸盐水泥。

耐碱玻璃纤维：试验中使用的是某玻璃纤维公司生产的耐碱玻璃纤维，该纤维的标准是：长度为12mm，抗拉强度是2480MPa，含锆量在16.7%左右，1cm3中大约含有2.7g耐碱玻璃纤维。

粉炭灰和骨料：采用的粉炭灰是新疆电厂的Ⅱ级材料，符合GB 1596—91规定和质量要求；对于细骨料而言，其主要是江沙，这些江沙的细度模数MX为2.7。而对于粗骨料，主要是由人工碎石组成，其直径不超过20mm。

在标准养护过程中，混凝土试件拆模以后，应当即置于水中进行养护，其中水温应当控制在20℃左右。对于热养护而言，通常是在标准养护之后的3d内进行，其主要采用不同梯度的温度对其进行慢慢的加热，当温度达到80℃以后才开始保持恒温，直至达到测试龄期为止 。

活性掺和料抑制腐蚀的作用分析

基于试验观察，若直接将一定量的耐碱玻璃纤维放入砂浆之中，则纤维就会遭受非常严重的腐蚀，最终丧失其抗压性能，这在很大程度上会对水泥整体性能产生不利影响。实践中，通过将活性掺和料加入到水泥砂浆之中进行试验操作，就其试验结果可以得出以下结论，即活性掺和料应用过程中，可对耐碱性纤维抑制性产生不利影响，甚至使其遭受严重的腐蚀。

加入粉煤灰以后，耐碱玻璃纤维砂浆自身的净增抗折能力会在短时间内呈现出下降趋势，然后则一直处于较为稳定的良好抗折性状态，这说明这一阶段的水泥砂浆碱溶液很少对耐碱玻璃纤维产生腐蚀性；当加 入粉煤灰量超过30%以后，耐碱玻璃纤维的抗折性就基本稳定了。而硅灰的活性比较高，可以在短时间内发生水化，因此虽然掺入硅灰的砂浆的强度一直在下降，但是也可以在一定程度上抑制碱溶液对耐碱玻璃纤维的腐蚀，具体表现在抗压强度下降了3d之后一直到第11d，这段时间里掺入硅灰的砂浆的抗折强度一直都处于相对稳定的水平。但是由于在砂浆中掺入硅灰的成本比较高，所以在大面积道路建设中还是会选择掺入粉煤灰，以降低建设成本。

配制道路耐碱玻璃纤维混凝土的方法

掺入粉煤灰可以有效抑制水泥水化过程中对耐碱玻璃纤维的腐蚀，但是试验采用的是容量比较小的试件。在实际的道路施工中，需要的混凝土非常多，因此要掺入的粉煤灰的量也比较难把握。在此，采用的配制耐碱玻璃纤维道路混凝土的方法是最紧密堆积法 。

最紧密堆积法的设计思路

基于传统配合比设计理论研究可知，混凝土中加入大量粉煤灰以后，就会降低早期的强度，针对这一问题，可采用最紧密堆积法克服。所谓最紧密堆积法，实际上就是设计过程中将骨料作为最基本的主骨架，通过不断增加水泥浆的方法，来减少集料用量。需要注意的是在此过程中不能改变集料和砂的合理配备比例。当水泥浆量固定、水胶比例改变时，水泥浆质量也会随之发生一定的改变，采用最紧密堆积法的优势在于用大量的集料当作支撑骨架，对集料中的砂、石比例进行严格的控制，以此来有效提高混凝土应用的可靠性。加入适当的粉煤灰以后，不仅可以有效发挥混凝土自身的化学效应、不断强化微观结构上的紧密度，而且还可以有效增加混凝土自身的物理紧密度，以此来抑制耐碱玻璃纤维受腐。

道路耐碱玻璃纤维混凝土的性能分析

根据最紧密堆积法的设计方法，配制两种耐碱玻璃纤维混凝土。最紧密堆积法的应用过程中，配制出来的耐碱玻璃纤维混凝土劈压比处于0.14~0.182，对于水化后期的劈压比上升幅度要比早期的更大一些。对于一般的混凝土劈压比而言，其处于0.045~0.071范围内，这表明采用该种方法配出来的耐碱玻璃纤维混凝土抗折性能较好，而且可以有效满足当前道路尤其是路基的抗折性要求。

（1）力学性能

一般而言，混凝土骨料主要用在最紧密堆积法之中，并用作基本骨架。当加入高于33%的粉煤灰以后， 其强度会在以后的3d 时间内上升到28.9MPa左右，这就有效地满足了混凝土早期强度需求。粉煤灰加入后发生二次水化，此时将吸附水倒出，以有效保护水泥后续水化和混凝土结构的后期强度。

（2）收缩性能

混凝土中的耐碱玻璃纤维均匀分布，可有效切断毛细孔、使毛细孔数量大幅度减少，以此来降低毛细孔压力，进行降低混凝土自身的收缩值；粉煤灰养护过程中，可有效降低混凝土收缩值。混凝土的收缩性能比较好，可以防止道路的开裂，提高道路的抗渗力，还能提高道路的抗冻能力，这十分符合新疆的气候特点，可以进一步的应用推广 。

总结

基于以上分析可知，道路工程建设过程中，在混凝土中加入适量的耐碱玻璃纤维，可提高混凝土自身的抗折强度，提高混凝土结构道路的抗渗性、耐磨能力，从而防止道路出现严重的开裂病害，在现代公路建设过程中应用非常广泛 。