聚酯纖維混凝土國內(nèi)外研究

相比傳統(tǒng)混凝土，摻入聚酯纖維的混凝土具有更優(yōu)的機(jī)械性能和耐化學(xué)性，如有效提高混凝土早期抗拉強(qiáng)度、抗裂能力、改善抗疲勞性能、抗折強(qiáng)度、抗沖擊性能、防凍性和水穩(wěn)定性等，因此得到國內(nèi)外的極大關(guān)注。我國自20世紀(jì)90年代以來主要進(jìn)行聚酯纖維瀝青混凝土的研究，且已經(jīng)應(yīng)用于高等級公路路面工程中。聚酯纖維混凝土在國外已得到較為廣泛的應(yīng)用。

國內(nèi)研究

河南省新鄉(xiāng)市公路管理局張勇強(qiáng)、羅乙等，通過實(shí)鋪瀝青路面和有關(guān)試驗(yàn)，表明聚酯纖維用于舊路罩面可以顯著改善瀝青路面的高溫性能和疲勞耐久性，也可以防止瀝青路面的低溫縮裂現(xiàn)象。

北京市城昌商品混凝土聯(lián)營公司2002年公開的中國專利CN01140233.4，研究了一種抗?jié)B防裂混凝土，其組分和摻加量為：(1)普通硅酸鹽水泥，(2)中砂；(3)石子；(4)減水劑；(5)礦渣粉內(nèi)摻量5％-50％，最佳摻量20％-30％；(6)粉煤灰內(nèi)摻量5％-50％，最佳摻量40％-50％；(7)防水劑內(nèi)摻0.5％-5.0％，最佳摻量2.5％；(8)膨脹劑UEA內(nèi)摻量6％-12％，最佳摻量8％-10％；防水劑和膨脹劑可以擇一摻加；(9)聚丙纖維纖維是改性束狀、網(wǎng)狀短纖維、單絲狀纖維或杜拉纖維，外摻量是0.1－2.0kg/m3，最佳摻量為1kg/m3。從源頭上消除混凝土裂縫，解決混凝土在水化硬化及使用過程中出現(xiàn)的裂縫問題，提高混凝土建筑物的整體性、穩(wěn)定性、安全性，改善混凝土的耐久性和抗裂防滲功能，提高建筑物的使用壽命，適于抗?jié)B防裂建筑工程預(yù)拌、泵送混凝土。

江蘇省宜興市公路管理處陶岳、練強(qiáng)等，將聚酯纖維應(yīng)用于道路的結(jié)果表明，添加聚酯纖維后，能明顯改善瀝青混合料的高溫抗車轍、低溫抗裂、水穩(wěn)性及抗疲勞等性能，被視為提高瀝青混凝土路面路用性能的有效措施。

浙江省麗水市直屬公路管理段陳永平等，通過瀝青混凝土摻加聚酯纖維在麗水山區(qū)公路上試驗(yàn)應(yīng)用后，明顯改善了瀝青路面的使用性能，作者認(rèn)為聚酯纖維瀝青混凝土在山區(qū)公路上具有較大的應(yīng)用推廣價(jià)值。

北京海達(dá)工順科技有限公司彭書成、空軍93882部隊(duì)鄧可庫等，對水泥混凝土道面在施工中產(chǎn)生早期裂縫、溫度裂縫的原因進(jìn)行了分析,并提出從合理選用混凝土配合比、重視溫度控制、采用杜強(qiáng)納米高強(qiáng)改性聚酯纖維和采用節(jié)水保濕養(yǎng)護(hù)膜養(yǎng)生可以防治溫度裂縫和干縮裂縫。

湖北長江科學(xué)院董蕓等，通過試驗(yàn)比較了單摻聚丙烯腈纖維、混摻聚丙烯腈纖維和鋼纖維混凝土的強(qiáng)度、極限拉伸值、彎曲韌性和抗裂性能，試驗(yàn)結(jié)果表明，聚丙烯腈纖維能抑制混凝土早期塑性及干縮裂縫，提高混凝土早期抗彎韌性。對混凝土抵抗早期裂縫有明顯影響，但對混凝土后期抗裂性能沒有明顯作用；混摻鋼纖維與聚丙烯腈纖維明顯提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、極限拉伸值和彎曲韌性，可同時(shí)改善混凝土早期與后期的抗裂性能，但如成型不當(dāng)更易形成裂縫。作者研究了當(dāng)混凝土中摻0.9kg/m3聚丙烯腈纖維時(shí)，抗壓強(qiáng)度：29.6MPa(3天)、45.8MPa(28天);抗折強(qiáng)度：4.94MPa(3天)、4.91MPa(28天)。

國外研究

美國Synthetic Industries，研究了一種防裂混凝土，包括混凝土和0.025-1vol.%合成纖維混合物，該纖維混合物包括三種纖維度分別為低、中、高，范圍為15-3000、長度分別為低、中、高，范圍為1/16-1英寸的纖維。纖維可抑制混凝土破裂、改善抗彎性能。纖維可采用聚烯烴、聚酯、聚氯乙烯、聚丙烯酸等。

日本TAISEI ConSTR CO LTD，研究了一種透水性混凝土，包含堿溶聚酯纖維，可形成均勻孔徑；改變聚酯纖維的直徑，可控制混凝土中的孔徑。

日本TORASUTO KIKAKU KK，研究了一種纖維增強(qiáng)混凝土組合物，至少包括水泥，水，集料、和增強(qiáng)纖維，其中增強(qiáng)纖維為短纖，短纖以PET瓶為原料，經(jīng)壓碎、切斷得到。該方法得到的PET纖維增強(qiáng)混凝土可達(dá)到以下性能：壓縮強(qiáng)度33.0-50.0MPa，引張強(qiáng)度3.0-6.5MPa，彎曲強(qiáng)度4.5-7.0MPa。

陶氏環(huán)球技術(shù)公司研究的一種混凝土制品，其由混凝土組成，該混凝土具有增強(qiáng)性聚合物，該聚合物具有由熱塑性羥基官能化聚醚或聚酯組成的表面。該混凝土制品是這樣制造的：混合混凝土、水和具有由熱塑性羥基官能化聚醚或聚酯組成的表面的增強(qiáng)性聚合物，固化該混凝土混合物形成混凝土制品。

CLARIANT GMBH研究了一種包含聚酯纖維的混凝土，其中聚酯纖維用低聚酯處理，以提高其與建筑材料的結(jié)合度。

PINE TEX CO.,LTD研究了一種纖維增強(qiáng)混凝土，包含一種用熱塑性樹脂涂覆的纖維，熱塑性樹脂可以為環(huán)氧，乙烯酯類、不飽和聚酯、酚類樹脂及其混合物；纖維材料可以為玻璃纖維、芳族聚酸胺纖維、丙烯酸纖維、碳纖維、聚酯纖維，聚乙烯纖維、聚乙烯醇類等。當(dāng)采用聚乙烯醇纖維，用相當(dāng)于纖維15wt%的乙烯酯涂覆。在混凝土中加入0.75wt%的涂覆纖維，其性能如下：抗折強(qiáng)度3.5kg/cm2，拉伸強(qiáng)度150kg/cm2，抗壓強(qiáng)度980kg/cm2(96.04MPa)，剪切強(qiáng)度345kg/cm2。

Pelisser,Fernando等研究了回收瓶PET纖維增強(qiáng)的混凝土。研究表明，PET纖維的使用，可以增強(qiáng)混凝土的抗折強(qiáng)度和抗沖擊性能[13]。

國外產(chǎn)品與應(yīng)用例舉

imcoma公司開發(fā)的聚酯混凝土，組成為：聚酯樹脂、石英砂和石英顆粒；機(jī)械性能為：壓縮強(qiáng)度100N/mm2，抗折強(qiáng)度：30N/mm2，膨脹率0.018mm/m/℃，吸水率小于0.5%。該文提及聚酯混凝土相比于傳統(tǒng)混凝土的優(yōu)點(diǎn)為：輕質(zhì)、更優(yōu)的機(jī)械性能、耐化學(xué)性、防凍性，且表面致密、光滑，可用于各種類型的道路工程，重負(fù)載區(qū)如機(jī)場跑道、集裝箱碼頭等。

2003年，在美國西雅圖和塔科馬的多個(gè)橋梁工程中，應(yīng)用了聚酯混凝土。

2004年，在美國華盛頓洲交通部最大的鋪層工程——Puyallup河RR 5/456橋面鋪裝中，采用了聚酯混凝土。