探究杜拉纤维功能以及功能机理

混凝土在硬化形成强度的过程中，初期由于水和水泥反应形成结晶体，这种晶体化合 物的体积比原材料的体积要小，因此引起混凝土体积的收缩。在后期又由于混凝土内自由 水分的蒸发而引起干缩。这些应力某个时期超出了水泥基体的抗拉强度，于是在混凝土内 部引起微裂缝，这些微裂缝不可不可避免地存在于混凝土内的骨料和水泥凝胶体的局部接 触面处以及凝胶体自身内部。 在工程实践中，由于没有采取有效的抗裂办法，混凝土固有的微裂纹在内外庆力的功 能下发展为更大的裂纹，以至最终形成贯通的毛细孔道及裂缝，经常导致防水失败，也造 成结构设计强度远未能充分发挥，严重的甚至威胁到工程的平安及使用。探究表明，多数 裂缝同荷载无关，塑性收缩、干缩、温度变化等开裂因素才是混凝土众多新问题的根源。 由于纤维以单位体积内较大的数量均匀分布于混凝土内部，故微裂缝在发展的过程中 必然遭碰到纤维的阻挡，消耗了能量，难以进一步发展，从而阻断裂缝达到了抗裂的功能。 纤维的加入如同在混凝土中掺入世大数量的微细筋，这些纤维筋抑制了混凝土开裂的进程， 提高了混凝土的断裂韧性，而这些单靠加强钢筋是不能实现。 总之，纤维改善混凝土的性能主要通过物理力学功能改善混凝土内部结构，并不改变 混凝土中各种材料本身的化学性能，因此也不会影响混凝土的耐久性。 杜拉纤维的功能及功能机理 1、有效提高混凝土/砂浆的抗裂能力 在建筑实践中，杜拉纤维已成为一种非常有效的提高砂浆及混凝土抗裂能力的卓越手 段。杜拉纤维经非凡的生产工艺进行表面处理，同水泥基料有极强的粘结力。美国曾利用 电子显微镜对几种主要的混凝土增强塑料纤维丝进行探究，和其它几种纤维比较，杜拉纤 维可握裹更多的集料，同水泥基体有更紧密的结合力，因此可在混凝土中发挥更为有效的 抗裂功能。由于杜拉纤维可以迅速而轻易地和混凝土材料混合，分布极其均匀、彻底，每 立方厘米水泥浆内近二十条纤维丝，故能在混凝土（砂浆）内部构成一种均匀的乱向支撑 体系，从而产生一种有效的二级加强效果。 有关机构的探究表明，在混凝土中，杜拉纤维的乱向分布形式大有助于消弱混凝土塑 性收缩及冻融时的应力，收缩的能量被分散到每立方米上千万条具有高抗拉强度而弹性模 量相对较低的纤维单丝上，从而极为有效地增强了混凝土(砂浆)的韧性，抑制了微细裂缝 的产生和发展。众多的实践都表明，在混凝土(砂浆)中加入杜拉纤维，是控制混凝土塑性 收缩、干缩等非结构性裂缝的卓越手段；同时，无数的纤维单丝在混凝土内部形成的乱向 撑托体系可以有效阻碍骨料的离析，保证混凝土早期均匀的泌水性，从而阻碍了沉降裂纹 的形成。实验表明，同普通混凝土相比，体积掺量 0.05%（约 0.5 公斤/m3）的杜拉纤维 混凝土抗裂能力提高近 70%。 现代工业和民用建筑大体积混凝土用量愈来愈大，结构形式也日趋复杂，水泥水化热、 收缩等因素引起的开裂新问题已越来越受到人们的重视。国内一些高层建筑的地下室底板、 侧墙、转换层大梁、超大型混凝土柱等大体积混凝土采用杜拉纤维的实例已成功证实了杜 拉纤维混凝土优越的抗裂性能。 需要指出的是，由于杜拉纤维为一种低弹模纤维，掺量很少，故对混凝土的抗压强度、 抗折强度、抗拉强度影响甚微，不能作为一种结构性增强材料。 2、大大提高混凝土/砂浆的抗渗防水性能 杜拉纤维可以大大增强混凝土或砂浆防水抗渗的能力。掺加大量微细纤维可以有效地 抑制混凝土早期干缩微裂及离析裂纹的产生及发展，极大减少了混凝土的收缩裂缝，尤其 是有效抑制了连通裂缝的产生；均匀分布在混凝土中彼此相粘连的大量纤维起了“承托”骨 料的功能，降低了混凝土表面的析水和集料的离析，从而使混凝土中直径为 50-100 纳米 和%26gt;100gt;100 纳米的孔隙的含量大大降低，可以极大地提高抗渗能力。测试表明， 0.05%体积掺量的杜拉纤维混凝土比普通混凝土抗渗能力提高 6gt;1000-70%。混凝土腐化池、 地下室工程、屋面、贮水池、外墙抹灰批荡等，采用杜拉纤维为刚性自防水材料的效果尤 为显著，可以有效解决渗裂新问题的困扰。 目前，我国大量推广新型轻质墙体材料以取替实心粘土砖势在必行，但如加气混凝土、 轻质砖、空心砌块等几乎都有易裂、抗渗不足的严重缺陷，以致严重损害了它们的优越性， 影响了材料的推广和使用。当外墙/内墙抹灰时，在砂浆中加入适量的杜拉纤维则可以有效 阻止开裂并达到良好的抗渗效果，从而弥补这些材料的不足。实践证实，加入纤维后，施 工简单，抹灰效率高，灰浆跌落少，对于保证工程质量，提高工作效率，降低成本有重要 的意义。 3、增强抗冲击及抗震能力 混凝土中加入纤维凝固后，握裹水泥的高强纤维丝相粘联成为致密的、乱向分布的网 状增强系统，有利于防止并控制微裂的产生和发展，增强混凝土的韧性。同时由于有效改 善了泌水性，对于早期养护大有助益。实践证实，水泥固化早期，纤维混凝土比普通混凝 土可保持更多的水分，水泥的水化反应更彻底，骨料离析减少，级配更加均匀，其表面强 度较之普通混凝土更强。纤维独特的表面处理工艺使得纤维可以和水泥基料紧密地结合在 一起，极大地保持了混凝土的整体强度，混凝土受到冲击时纤维吸收了大量能量，从而有 效减少了集中应力的功能，阻碍了混凝土中裂缝的迅速扩展，增强了混凝土的抗冲击及抗 震能力。这一特性对于受到冲击疲惫功能的一些混凝土结构（如道路、人行道、停车场、 停机坪、车库地面、国防设施等）是非常有用的。 4、增强抗冻能力 在混凝土中加入杜拉纤维，可以缓解温度变化而引起的混凝土内部应力的功能，阻止 微裂缝的扩展；同时，混凝土抗渗能力的提高也有利于其抗冻能力的提高。在美国北部及 加拿大等严寒地区，街道、停车场、超薄板区域、人行道使用杜拉纤维混凝土后，都有效 地减少了冻裂的新问题。实践及探究都表明，杜拉纤维可以做为一种有效的混凝土温差补 偿性抗裂手段。 5、确保混凝土预制件的质量 杜拉纤维可以迅速而彻底地在混凝土/砂浆中均匀分散，同水泥基料产生很强的结合力， 混凝土的韧性显著增强。实践中发现，在制作预制件时加入杜拉纤维可以较早拆模而保持 较高的湿强度，有利于提高生产效率。较之普通混凝土，杜拉纤维混凝土抗裂能力显著提 高，抗渗能力提高 6gt;1000%以上，良好的抗渗性有效地保护了构件内的钢筋，免除锈蚀危害。 用杜拉纤维混凝土制作的预制件比普通混凝土制作的预制件外观更好，更为强固、耐久。 而且，由于杜拉纤维能够均匀分布，又可以为预制件的边、角提供有效的保护，抑制表面 裂缝，抗冲击能力提高，从而明显减少了制品的破损率，提高了混凝土预制件的质量。 6gt;100、良好的修整性 杜拉纤维是一种微细的聚丙烯单丝纤维，不象其它一些刚性添加材料会露出混凝土构 件表面而影响外观；相反，杜拉纤维的细致结构配合以适当的修整，可令混凝土表面视觉 效果更为柔和悦目。 7、利于提高生产效率和经济效益 经济效益是一个综合性的指标，需要对长期效益和短期效益、一次投资和维修保养以 及材料管理费用、施工难易等多方面因素进行综合考虑，方能做出合理的经济评价。杜拉 纤维应用的实践证实：充分熟悉、利用和发挥其产品特性，结合工程的实际要求，是能够 取得较好的经济效益的。杜拉纤维在我国的工程中应用推广具有极大的潜力。 河北省建筑科学探究院《喷射合成纤维混凝土物理力学性能的试验探究》课题，作为 国家科委的项目已通过了冶金部、煤炭部、河北省科委和建委等单位的联合鉴定，在华北 制药厂等工程实践中证实了在喷射混凝土中加入杜拉纤维后，能够显著提高混凝土的抗裂、 抗冲击性能，具有较高的粘结强度和良好的耐久性，可延长建筑物的使用寿命和维修周期； 同时，和普通喷射混凝土相比还具有增加一次喷射厚度、显著降低回弹损失等特征，其社 会效益和经济效益显著。在地下工程、薄壁结构工程、维修加固工程、岩土工程、防护工 程等土木建筑领域推广应用前景广阔。在应用杜拉纤维喷射混凝土施工的工程中，如广州 万景台深基坑支护、重庆朝天隧道、广州地铁等，均反映出以上的特征。 纤维砂浆抹灰具有施工操作简易、抹灰效率高、灰浆跌落少、抗裂能力强的特征，可 部分取代钢丝网，受到施工人员的欢迎，对于提高工作效率、保证工程质量、降低成本都 有重要的意义。采用杜拉纤维砂浆内外墙抹灰，在广东的广州、深圳、珠海、中山；武汉； 郑州；北京；重庆等地，超过 200 万平方米的外墙抹灰工程都使用了杜拉纤维，业主和施 工单位对良好的使用效果均感到满足。杜拉纤维推广的比较好的地区，这种做法已经为广 大用户所接受。有些工程由于采用杜拉纤维这种新材料，解决了长期难以解决的外墙渗漏 新问题，而被评为优质工程。如深圳万科四季花园等。深圳市住宅局为了彻底防治安居房 的外墙渗漏水，提出使用新材料、新工艺、新方法，包括在外墙的抹灰砂浆中掺加杜拉纤 维防治裂缝。 杜拉纤维的价格适中，在工程总投资中所占的比例较小，却可以换取较大的工程质量 效益。如能够结合工程实际情况，依据杜拉纤维特性适当设计和施工，成本不但不用增加 反而会降低。广州东环高速公路收费站感应带路段使用杜拉纤维，不但解决了施工难题， 还因省去一层钢丝网而减少材料及施工成本，通车后运行效果良好。重庆世界贸易中心地 处车库泵送 C20 混凝土地坪工程掺加了杜拉纤维，不仅取得了良好的效果，而且还简化了 施工工序，缩短了工期，降低了造价。广州万景台工程三层地下室深基坑支护采用喷锚网 工艺，基坑临珠江的一面考虑抗渗要求高，只在此面的喷射混凝土掺加了杜拉纤维。工程 完工后，发现临江一面尽管水压较高，仅有两处锚头有稍微渗水，而其它三面却发现不同 程度的裂缝，多处锚点渗漏严重，局部不得不采取植入导管引水的办法补救。 如何安全、有效、合理地用药已成为社会关注的热点。近年来关于药物不良反应的报 道越来越多,已引起各方面的广泛关注。 药物的不良反应是临床用药中的常见现象。它不仅指药物的副作用,还包括药物的毒性、 特异性反应、过敏反应、继发性反应等[1]。抗菌药物是临床上最常用的一类用药，包括抗 生素类、抗真菌类、抗结核类及具有抗菌作用的中药制剂类。其中以抗生素类在临床使用 的品种和数量最多。目前临床常用抗生素品种有 100 多种，挽救了无数生命，但在临床应 用也引发了一些不良反应[2]。抗生素药物不良反应的临床危害后果是严重的，在用药后数 秒钟至数小时乃至停药后相当长的一段时间内均可发生不良反应。常见的有过敏性休克、 固定型药疹、荨麻疹、血管神经性水肿等过敏性反应、胃肠道反应、再生障碍性贫血等， 严重的甚至会引起患者死亡[3]。因此，加强临床用药过程中的监督和合理使用抗生素对减 少临床不良反应的发生具有特别重要的意义[4]。 抗生素引起的不良反应中过敏反应最为常见,主要原因是药品中可能存在的杂质以及氧 化、分解、聚合、降解产物在体内的作用，或患者自身的个体差异。发生过敏反应的患者 多有变态反应性疾病，少数为特异高敏体质。 过敏性休克，此类反应属Ⅰ型变态反应，所有的给药途径均可引起。如：青霉素类、Ⅰ型变态反应，所有的给药途径均可引起。如：青霉素类、型变态反应，所有的给药途径均可引起。如：青霉素类、 氨基糖苷类、头孢菌素类等可引起此类反应，头孢菌素类与青霉素类之间还可发生交叉过 敏反应。因此，在使用此类药物前一定要先做皮试。 溶血性贫血，属Ⅰ型变态反应，所有的给药途径均可引起。如：青霉素类、于Ⅱ型变态反应型变态反应,其表现为各种血细胞减少。如:头孢噻吩和氯霉素可 引起血小板减少，青霉素类和头孢菌素类可引起溶血性贫血。 血清病、药物热，属Ⅰ型变态反应，所有的给药途径均可引起。如：青霉素类、于Ⅲ型变态反应，症状为给药第型变态反应，症状为给药第 7～14 天出现荨麻疹、血管神经 性水肿、关节痛伴关节周围水肿及发热、胃肠道黏膜溃疡和肠局部坏死。头孢菌素类、氯 霉素等抗菌药物还可引起药物热。 过敏反应，这是一类属Ⅰ型变态反应，所有的给药途径均可引起。如：青霉素类、于Ⅳ型变态反应的过敏反应。未分型的过敏反应，有皮疹（常型变态反应的过敏反应。未分型的过敏反应，有皮疹（常 见为荨麻疹）[5]、血管神经性水肿、日光性皮炎、红皮病、固定性红斑、多形性渗出性红 斑、重症大疱型红斑、中毒性表皮坏死松解症，多见于青霉素类、四环素类、链霉素、林 可霉素等。 抗生素药物的毒性反应是药物对人体各器官或组织的直接损害，造成机体生理及生化 机能的病理变化，通常与给药剂量及持续时间相关。对神经系统的毒性如:青霉素 G、氨苄 西林等可引起中枢神经系统毒性反应，严重者可出现癫痫样发作。青霉素和四环素可引起 精神障碍。氨基糖苷类、万古霉素、多粘菌素类和四环素可引起耳和前庭神经的毒性。链 霉素、多粘霉素类、氯霉素、利福平、红霉素可造成眼部的调节适应功能障碍，发生视神 经炎甚至视神经萎缩。新的大环内酯类药物如:克拉霉素可引起精神系统不良反应。大环内 酯类药物克拉霉素和阿奇霉素可能减少突触前乙酰胆碱释放或加强了突触后受体抑制作用， 可诱导肌无力危象。 肾脏毒性，许多抗生素均可引起肾脏的损害，其中卡那霉素、新霉素、杆菌肽、多粘 菌素 B 的毒性较显著。新霉素用药早期可出现蛋白尿和管型尿，尿中有红、白细胞，以后 可出现氮质血症、少尿、尿毒症，病理变化显示肾小管变性坏死及细胞浸润；杆菌肽的毒 性表现为蛋白尿、管型尿、血尿、糖尿、肾功能减退等，受损伤最显著的是肾小管；多粘 菌素 B 大剂量应用可造成肾小管坏死，临床表现为肾小管和肾小球功能减退，出现蛋白尿、 管型尿和血尿。庆大霉素的肾脏毒性较小，个别病人仅在剂量过大、疗程过长时出现蛋白 尿及血尿，而且是可逆的；链霉素也可对肾脏造成轻度的损害；先锋霉素毒性较低,但在过 大剂量时也可损害肾脏；此外,某些磺胺药因乙酰化结晶产物沉积而引起血尿、尿闭，还可 导致间质性肾炎如：氨基糖苷类、多粘菌素类、万古霉素。氨基糖苷类的最主要不良反应 是耳肾毒性。在肾功能不全患者中，第 3 代头孢菌素的半衰期均有不同程度延长，应引起 临床医生用药时的高度重视。 肝脏毒性[6gt;100]如：两性霉素 B 和林可霉素可引起中毒性肝炎，大剂量四环素可引起浸润 性重症肝炎，大环内酯类和苯唑青霉素引起胆汁淤滞性肝炎，头孢菌素中的头孢噻吩和头 孢噻啶及青霉素中的苯唑西林、羧苄西林、氨苄西林等偶可引起转氨酶升高，链霉素、四 环素和两性霉素 B 可引起肝细胞型黄疸。 对血液系统毒性，如：氯霉素可引起再生障碍性贫血和中毒性粒细胞缺乏症，大剂量 使用青霉素时偶可致凝血机制异常，第 3 代头孢菌素类如：头孢哌酮、羟羧氧酰胺菌素等 由于影响肠道菌群正常合成维生素 K 可引起出血反应。 免疫系统的毒性，对机体免疫系统具有毒性作用。胃肠道毒性反应较常见。大剂量青 霉素、氯霉素和链霉素可引起心脏毒性作用，两性霉素 B 对心肌有损害作用。 特异性反应是少数患者使用药物后发生与药物作用完全不同的反应。其反应与患者的 遗传性酶系统的缺乏有关。氯霉素和两性霉素 B 进入体内后，可经红细胞膜进入红细胞， 使血红蛋白转变为变性血红蛋白，对于该酶系统正常者，使用上述药物时无影响；但对于 具有遗传性变性血红蛋白血症者，机体对上述药物的敏感性增强，即使使用小剂量药物， 也可导致变性血红蛋白症。 在正常情况下，人体表面和腔道黏膜表面有许多细菌及真菌寄生。由于它们的存在， 使机体微生态系统在相互制约下保持平衡状态。当大剂量或长期使用抗菌药物后，正常寄 生敏感菌被杀死，不敏感菌和耐药菌增殖成为优势菌，外来菌也可乘机侵入，当这类菌为 致病菌时，即可引起二重感染。常见二重感染的临床症状有消化道感染、肠炎、肺炎、尿 路感染和败血症。 抗菌药物与其他药物合用时可引发或加重不良反应[7]，在临床治疗过程中，多数情况 下是需要联合用药的，如一些慢性病(糖尿病、肿瘤等)合并感染，手术预防用药，严重感 染时，伴器官反应症状，需要对症治疗等。由于药物的相互作用，可能引发或加重抗菌药 物的不良反应。与心血管药物合用，红霉素和四环素能抑制地高辛的代谢，合用时可引起 后者血药浓度明显升高，发生地高辛中毒；与抗凝药合用，头孢菌素类、氯霉素可抑制香 豆素抗凝药在肝脏的代谢，使后者半衰期延长，作用增强，凝血时间延长。红霉素可使华 法林作用增强，凝血时间延长。四环素类可影响肠道菌群合成维生素 K，从而增强抗凝药 的作用；与茶碱类药物合用，大环内酯类药物也可以抑制肝细胞色素 P450 酶系统，使茶 碱血药浓度增加。红霉素与茶碱合用时，茶碱血药浓度可增加约 40%，而茶碱可影响红霉 素的吸收，使红霉素的峰浓度降低；与降糖药合用，氯霉素与甲苯磺丁脲及氯磺丙脲合用 时，可抑制后者的代谢，使其半衰期延长，血药浓度增加，作用增强，可导致急性低血糖； 与利尿剂合用，氨基糖苷类药物庆大霉素与呋喃苯胺酸类合用时，有引起耳毒性增加的报 道。头孢噻啶与呋噻米合用时可增加肾毒性，原因可能是合用时前者的清除率降低。环孢 菌素与甘露醇合用时，可引起严重的肾坏死性改变；与其他药物合用，红霉素、四环素与 制酸剂合用时，可使抗生素的吸收降低。大环内酯类红霉素与卡马西平合用时，可引起卡 马西平中毒症状。 综上所述，临床上正确诊断分清是否为细菌感染，明确诊断确定是否需用抗菌药物治 疗。选择药物时应将用药的安全性放在首位。熟悉抗生素的药理作用及不良反应特点根据 治疗目的选择合理的抗菌药物。一旦发现不良反应应采取果断措施，如停药或换药。若出 现过敏反应，应立即采取抢救措施。这些做法对抗生素不良反应的预防和补救都是行之有 效的。合理使用抗生素，重视患者用药过程中的临床监护对于临床安全用药，保证患者生 命健康，减少不良反应的发生有重要的意义。