聚丙烯纖維在新型墻體罩面砂漿中的應用

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本文闡述了聚丙烯纖維在砂漿中的工作機理，指出聚丙烯纖維是阻止砂漿開裂并提高其抗?jié)B性的一種有效手段，同時結合工程應用實踐，總結了聚丙烯纖維砂漿的基本性能，對施工過程中質量控制的方法也作了細致的分析。一、聚丙烯纖維砂漿的工作原理墻體砂漿面層由于溫差，應力等變化引起的收縮龜裂現象，不僅嚴重影響建筑物光觀感質量，而且極易造成墻面的滲漏。隨著各種類型整體砂漿面層施工的日益增多，其因為溫差而導致面層大范圍收縮開裂的現象也越來越多，尤其是大量采用輕質墻體的內外墻體、地面、屋面防水層等工程的施工都不同程度的存在開裂和抗?jié)B效果差的現象，這已成為工程界難以根治的通病。除此之外，各種建筑材料的廣泛使用，對基層的抗裂性能也提出了更高的要求，在此情況下，利用聚丙烯纖維的抗拉性能以改善砂漿面層抗拉強度不足的缺陷，即在砂漿中摻入聚丙烯纖維以防止其收縮開裂同時滿足抗裂漏的施工要求，受到工程界廣泛的重視，已得到較為深入的理論研究和充分的工程應用和實踐。80年代中期，混凝土用增強PP纖維取得了進展，美國、西歐、加拿大、日本等國家的大量工程實踐及二十多年來的研究已證明，解決混凝土/砂漿因干燥收縮、溫度收縮等應力作用產生的微裂紋這一缺陷的最有效手段就是發(fā)展纖維混凝土。而從效果、成本因素來考慮，目前最為廣泛應用的纖維是經過特殊工藝表面處理的專用聚丙烯纖維。纖維的工作原理主要在控制水泥基體內部微裂的生成及發(fā)展，防止或阻礙裂縫的生成。在聚丙烯纖維砂漿中水泥作為膠凝材料，握裹了大量的微細纖維，均勻分散的纖維聯(lián)結為亂向分布的網狀撐托系統(tǒng)，承托骨料，從而有效地消耗了能量，凝結后即使微裂紋產生，在內部或外部應力作用下，它要擴展也必然遭受到纖維在基體內部構成的亂向分布的致密網狀系統(tǒng)的重要阻擋，難以擴展成為大的裂紋，極難形成貫通性的滲水孔道或裂縫，從而有效達到了抗?jié)B防水的目的。從這個角度講，纖維力學形態(tài)就表現為類似于一種“多維無序分布的置筋作用”這種作用，充分抵抗了水泥基體的變形收縮，達到有效的抗裂抗沖擊目的，使聚丙烯纖維成為各種砂漿面層或基層作為表面溫差補償性抗裂的一種有效手段和方法。二、聚丙烯纖維砂漿的基本性能聚丙烯纖維砂漿具有下述多方面利于改善施工質量的基本性能。1、可極為有效地防止墻體抹灰龜裂現象的產生，當墻體面層使用纖維砂漿時，可有效防止龜裂現象的產生。2、使砂漿基層刮膩批蕩層牢固整潔、美觀平整，適于各類涂料的使用。各類外墻涂料日益廣泛的工程應用，對砂漿基層提出了更高的要求，纖維砂漿因具有良好的抗裂、抗沖擊及抗凍能力，可極大地改善其工程技術特征，滿足施工工藝上的各項要求并從根本上保證其施工質量。3、能最大限度的彌補新型輕質墻體材料推廣應用的技術缺陷。各類輕質節(jié)能墻體材料均不同程度地存在砂漿面層開裂和抗?jié)B性能不足的缺陷，影響了其推廣應用的價值。在使用這些墻體材料的同時，配套使用纖維砂漿作為抹灰面層，可充分彌補其性能缺陷，有利于保證工程的質量。4、能極大地提高抹灰施工效率并減少損耗。纖維砂漿由于其粘結性、穩(wěn)定性均優(yōu)于凈水泥砂漿，抹灰施工時上灰變得極為容易且灰漿跌落相對大幅度減少，可大大提高抹灰施工的效率并減少材料損失。5、可部分或全部代替鋼絲網或鋼絲網構造作用，由于聚丙烯纖維材料在水泥基體中的物理配筋作用，在一定程度上可替代鋼絲網，至少可以部分替代。這樣對于節(jié)約材料并降低施工成本無疑是極有意義的。6、聚丙烯纖維砂漿面層具有良好的施工修整操作特性。因為適合在砂漿中摻入的纖維材料應是一種微細的單絲狀纖維，對砂漿面層表面外觀基本沒有影響。7、有利于保證飾面磚面層施工質量。采用纖維砂漿作基層，由于其開裂現象的減少或者是基本沒有，對保證飾面磚粘結強度，防止磚縫開裂和空鼓等現象的發(fā)生，起著極為重要的作用。8、聚丙烯纖維砂漿具有極強的抗老化能力和可靠的耐久性。9、工藝簡單適用范圍廣。纖維砂漿的配置可保持砂漿原配比不變，僅需按單位體積摻量摻入砂漿中拌合均勻即可，拌合時，對攪拌設備和工藝也無需特別要求。10、聚丙烯纖維砂漿可有效彌補結構自防水、屋面防水等現代工程技術創(chuàng)新應用與發(fā)展的技術性能缺陷。由于砂漿中的聚丙烯纖維大幅度地提高砂漿基體的抗裂延性，與自防水RC（鋼筋混凝土）墻體結構、基礎底板結構、屋面梁板結構配套使用，就可以作為非結構性補強材料來防止砂漿面層塑性收縮。三、聚丙烯纖維砂漿工程應用實踐蘇州市第二建筑公司205項目部在蘇州大學北校區(qū)工科綜合樓（主樓15層，輔樓5層）的施工中，外墻粉刷砂漿、內墻走廊及屋面剛性防水層近5萬平方米都使用了聚丙烯纖維砂漿。其中，樓頂細石混凝土剛性防水層采用了1mm的格雷斯纖維，砂漿粉刷采用了6mm的格雷斯纖維，砂漿中纖維摻量為1kg/m3.該工程由于聚丙烯纖維砂漿的施工，極為明顯地提高了外墻抗裂防滲性能，改善了批蕩面層的觀感質量，同時由于各分部分項施工質量控制有力施工先進，基本上杜絕了工程質量通病的出現，經四個月對砂漿面層的觀察（未涂刷外墻涂料），無明顯可見裂紋。該項目組已將這個工程作為魯班獎的申請項目。除此以外，蘇州大學圖書館外墻，蘇州大學東校區(qū)教學樓外墻，蘇州市體育中心內墻及游泳池批蕩，南京月安花園十萬平方米加氣混凝土外墻、南京朗駛一萬平米外墻等眾多的工程都大面積使用了格雷斯纖維進行砂漿粉刷。通過這些工程應用實踐，使我們逐步熟悉并了解了聚丙烯纖維砂漿卓越的工程技術性能特點。四、聚丙烯纖維砂漿施工過程中主要質量控制措施盡管有國外的標準及規(guī)范，但因為沒有現行的強制性國家技術標準、規(guī)范或規(guī)程對纖維砂漿的工程應用進行統(tǒng)一的約束和指導，現就以南京派尼爾工程材料有限公司提供的美國進口的GraceMicroFiber格雷斯纖維在大量的工程應用過程中摸索積累的主要施工質量控制措施，談幾點建議。1、砂漿中單絲狀纖維的長度宜控制在6—19mm，摻量在一般為0.6-1.0kg/m3，（根據砂子粒徑調整纖維摻量，若使用粗砂和中粗砂，可適當減小摻量；若使用細砂或特細砂，則應適當調增摻量。）過低和過高的摻量對于改善砂漿基體性能的效果不是不明顯就是易導致結團，不能充分發(fā)揮其作用。2、纖維分散均勻，攪拌時間應適當延長。3、盡量選用細而柔軟的聚丙烯高強纖維，柔韌的纖維在抹面時不會露頭，而過粗過硬的纖維則容易在砂漿表面露頭，不利于后期工序的進行。4、纖維攪拌過程中，建議按如下順序投料：黃砂——纖維——水泥——水。5、不能因為纖維砂漿的使用而降低對其各方面的施工質量管理要求，要嚴格按照國家現行有關施工技術規(guī)程、規(guī)范和標準進行砂漿抹灰操作施工的質量管理。