談三種纖維應用于抗裂砂漿的性能差異

田雪瑩 張亞寧 趙乾百 于曉莎

(東北林業大學,黑龍江 哈爾濱 150040)

在溫度差異與濕度差異的共同作用下，外墻水泥砂漿由于長期暴露在空氣中，往往會出現裂縫，隨著時間推移，開始與墻體剝離，脫落。具有一定高度的建筑外墻，由于抹面砂漿的脫落問題，在大風天氣，極其容易給過往行人造成損傷。同時由于抹面砂漿具有一定的保護墻體構造的作用，脫落后，會使墻體暴露在自然環境中，對墻體造成損傷。因此，為了提高抹面砂漿的抗裂性，多選擇在砂漿中加入纖維材料。

1 概述

纖維材料大體上可以分為三種：天然纖維，合成纖維以及無機纖維。黃麻纖維與木質纖維屬于天然纖維的范疇，而玻璃纖維屬于無機纖維。在抗裂砂漿的領域，合成纖維以及無機纖維材料已經被廣泛應用，但是有機纖維作為提高其抗裂性的摻入料還很少被應用，相關的技術也并沒有得到發展，天然纖維還存在很大的潛力。接下來將對三者對于應用于摻入抗裂砂漿的優劣性能分別進行探討。

2 三種材料的研究

2.1 黃麻纖維

黃麻纖維是最廉價的天然纖維之一，種植量大，我國是世界三大黃麻生產國之一。被譽為“黃金纖維”，具有極大的經濟價值。在組成上，黃麻纖維主要由纖維素，半纖維素，木質素等構成，其中，纖維素占總構成物質的58%～63%,纖維素含有大量OH鍵，具有一定的吸水性。作為一種彈性模量低于水泥基體的纖維素纖維[1]，在摻入砂漿增強其抗裂性能的優點有：在黃麻纖維中，它具有高強度，高模量，比重小的特點，同時，化學性質穩定，不與其他物質發生作用。在進行拌和時，其具有的分散性與表面清水性使得攪拌時不易成團，能夠均勻的分布在砂漿中，充分發揮作用，操作簡單。由于是天然纖維，無毒無污染，對人體沒有傷害，是一種綠色材料。同時，抗拉強度較高，與水泥基體的粘結力強，減少裂縫的同時，增強了砂漿的力學性能。此外，再將黃麻纖維采用硅烷偶聯劑的醇溶液進行處理后[2]提高了其與水泥基復合材料表面的粘結性，同時，偶聯劑的改性使纖維素與水泥砂漿表面作用能提高，從而使得砂漿的破碎能增加，進一步阻止了砂漿的開裂。關于黃麻纖維應用于抗裂砂漿還有很大的研究空間，如何更好的處理黃麻纖維提高其性能，還需要進一步的研究。作為一種綠色可再生且低成本的材料，黃麻纖維有很大的前景。

2.2 木質纖維

相比黃麻纖維，同樣作為天然纖維的木質纖維，也有自己的優越性，同時應用更為廣泛。作為抗裂砂漿的外加劑，木質纖維素不溶于水，弱酸和堿性溶液，還能一定程度上提高砂漿的腐蝕性，為墻體提供更好的保護，同時比重小，表面積大，具有良好的保溫隔熱性，同時，熱膨脹均勻，且具有很好的吸濕性。此外，木質纖維素具有優良的柔韌性與分散性，易拌和，在拌和后，能形成三維網狀結構，提供砂漿的耐久力，密實度，均勻度，可以起到一定的加筋作用。其具有很強的防凍與放熱性能，表明其能在溫差較大的地區進行很好的利用。木質纖維具有的結構粘性，能減少砂漿本身的收縮與膨脹。在摻量適當時[3]，木質纖維有增稠保水的作用，提高砂漿的抗折強度與抗壓強度。其本身具有的柔韌強度在加入砂漿后也能得到一定體現。此外，木質纖維素具有的保水性與吸濕性，在摻量適當時，能在砂漿中的水泥凝固水化時提供充分的水分，增加其強度。在砂漿凝固過程中，抑制其收縮，提高砂漿的抗干縮開裂性，有效防止裂縫產生。作為無毒無害的綠色外加劑，木質纖維素同黃麻纖維一樣，不僅是現在，在將來，在混凝土和鋼混結構中都有很好的應用前景。

2.3 玻璃纖維

玻璃纖維屬于無機纖維，廣泛應用于抗裂砂漿中，玻璃纖維具有較高的抗拉強度、彈性模量，能顯著提高砂漿的抗拉強度和抗彎強度和斷裂韌性。同時，玻璃纖維還有良好的耐腐蝕性，作為抹面砂漿的外加劑時，對墻體有很好的保護作用。玻璃纖維種類繁多，其中耐堿纖維在抗裂砂漿中應用更為廣泛。但玻璃纖維主要成分有二氧化硅，長期吸入對人體會造成一定損害，比如，硅肺。對現場進行操作的工人有不利影響，如果在將來有更好的防范措施，那么玻璃纖維也能被長期的廣泛應用。

3 結語

相比合成纖維與無機纖維，綠色可再生，同時能降解對環境無污染，價格低廉的有機纖維更具有優勢，在不遠的將來，在有機纖維這塊逐漸興起的領域上，一定會涌現一批質量優異的纖維材料。