聚丙烯纖維混凝土的運用

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本文作者：張悅可申紅太工作單位：河北鋼鐵集團采購公司

1聚丙烯纖維性能分析

1.1杜拉聚丙烯纖維混凝土的物化性能

根據國內一些實驗室以往的實驗證明，用聚丙烯纖維來控制混凝土裂縫，其性能主要與其在混凝土的體積率有關，當體積率達到0.1%時，混凝土收縮值大幅降低，當聚丙烯纖維體積達到0.3%以上便會產生許多不可見的裂紋體系。與不參聚丙烯纖維的情況相比，裂縫寬度大大減小，阻裂能力可以提高一個數量級。聚丙烯纖維含量0.8kgm3的混凝土抗滲標號從素混凝土的W10提高到W14。聚丙烯纖維混凝土抗滲性好對防止和延緩滲水、潮濕氣體和氯化物等有害介質對混凝土的侵蝕和對受力鋼筋的銹蝕起了良好作用，可延長建筑物的使用壽命。南京水科院對C25混凝土，按快凍法進行試驗結果表明，普通混凝土抗凍標號為100，而纖維摻量大于或等于0.9kgm3的，抗凍指標都大于150。凍融循環試驗后，通常混凝土失重較小，而相對動彈性模數下降較多，說明混凝土凍融破壞主要是混凝土內部產生微裂縫造成，而摻入聚丙烯纖維有助于抑制和減少微裂縫的產生和發展，從而提高了混凝土的抗凍性，可見聚丙烯纖維在提高混凝土的抗凍性上作用十分顯著。纖維摻量應該視使用目的而定，同時考慮混凝土的具體配比、集料和其它外加劑的具體情況而定。目前多數廠家建議的摻量數據，多來自于理論界對纖維體積摻量0.05%和0.1%的試驗結論數據。不同制成材料的纖維由于其比重不一，按照體積摻量計算，折算為纖維重量摻量當然就不一樣。杜拉纖維在國內一千多個各種實際工程的應用過程中，針對不同的要求，經歷過每立方米混凝土砂漿摻加0.5、0.67、0.7、0.8、0.9、1.0、1.3、1.36、1.5kg不等的情況，均屬于低摻量，都得了良好的工程效果，摻量在0.7~0.9kgm3時，已經能夠滿足設計的一般要求了。一般來說，對抗裂、抗滲、耐磨要求高的部位，摻量相對高一些；對使用特細砂地區的摻量相對高一些；有特殊要求的工程部位和用途要有特殊的配比。高摻量除特殊用途之外，在一般工程應用中不一定適用。

1.2纖維混凝土的應用

經過多年的推廣，聚丙烯抗裂纖維———杜拉纖維（Durafibe）r已經在全國20多個省、市、自治區的一千多個各類工程中得到了成功的大面積應用。主要用在道路、橋梁、機場、地鐵、工業及民用建筑、水利工程以及預制構件、保溫材料、干粉砂漿等各個方面。如高速公路收費站特殊路段；軟基層路面；大型橋梁、立交橋、高架路的鋪裝層；橋梁修護；公路修補；建筑物的地下室底板、側墻、擋土墻；露天及室內停車場、車道；飛機場停機坪、機庫；上人屋面、天面；樓板、樓梯板；轉換層大梁、超大型梁和柱、直線加速器防輻墻、油庫底座、溢洪道閘墩、石化焦炭塔框架、風力發電風塔基座等大體積混凝土；高強混凝土鋼管混凝土柱；薄壁結構；設備基座；游泳池、儲水池、化污池；排污管道、通信電纜管道；網球場、籃球場；大型垃圾堆放池；核廢料填埋、核廢料儲存容器；住宅小區道路；工業及民用建筑的內外墻抹灰；室內裝修；水渠、泄洪洞等沖磨混凝土；水利堤圍；地鐵、輕軌地下基礎；隧道；涵洞、護坡；廠房、橋梁加固和修復等。其中不乏許多重要的大型工程和具有典型意義的工程，如深圳市民中心、深圳會展中心、深圳地鐵、深圳游泳跳水館、重慶朝天門廣場、重慶渝海地王廣場、重慶世貿中心、重慶機場、重慶渝澳大橋、重慶黃花園大橋、重慶石板坡大橋、廣州新機場、廣州地鐵、廣州新中國大廈、廣州名匯商城、廣州正佳廣場、京珠高速、湖北出版文化城、北京藍海洋水上世界、南陽回龍蓄能電站、烏海灌渠等等，積累了大量的工程經驗。自1999年防水專家將以杜拉纖維為代表的聚丙烯纖維寫入《深圳建筑防水構造圖集》之后，廣州、北京等地依據大量的工程實踐數據和專家論證，在輕板墻體工程、保溫工程方面采納了杜拉纖維規格、摻量和做法，將聚丙烯纖維的使用納入了地方技術規程。之后繼續擴大的工程實踐，以及其它許多品牌工程用纖維的大量推廣和應用，為我國合成纖維混凝土開拓了一個良好的發展勢頭。

2聚丙烯纖維在防滲面板中的應用和施工

2.1設計指標1）纖維材質：進口無毒單絲聚丙烯纖維，纖維抗拉強度不得低于250MPa，彈性模量3500MPa，拉伸極限15%，熔點不低于180℃，燃點不低于580℃，含濕量不大于0.1%，纖維規格為34英寸（約19mm），在混凝土中的分散性良好，分散性試驗相對誤差不大于5%，摻量為0.9kgm3。2）混凝土水灰比：0.40～0.5。3）混凝土含氣量：4%～6%。4）坍落度：采用商品砼，出機口為12~14cm，倉面為5～7cm，可根據氣候作適當調整。

2.2施工工藝在施工工藝方面，按照普通混凝土施工技術要求進行施工。摻入聚丙烯纖維施工極為方便，對混凝土拌合及施工工藝沒有特別要求，無須改變原設計混凝土的配比。由于聚丙烯纖維在混凝土當中的作用以物理方式體現的，本身不與混合料及外加劑產生化學方應，所以在混凝土拌合時添加如引氣、減水等外加劑時并不對纖維增強混凝土構成材料性質產生影響。聚丙烯纖維要在加入干料（砂石、水泥等）之后，加水之前投入。添加聚丙烯纖維后的混凝土需要保證一定的拌合時間，拌和時間以纖維能在混凝土中均勻分布為準。聚丙烯纖維總表面積很大，它的表面要吸附水，因此聚丙烯纖維的加入會增加拌合料的的粘稠度，降低坍落度。在現場施工時，為保證纖維在混凝土中均勻分布，拌合時間較一般混凝土的拌合時間（60s）延長了30s左右。在混凝土澆筑質量方面，盡管添加了聚丙烯纖維作為增強材料，仍按照有關規程規范對防滲面板進行分層分塊澆筑，避免大體積混凝土內部溫升過高而產生過大的塑性收縮變形。

結束語

筆者正在參與建設的河南省濟源市蟒河口水庫防滲面板工程施工工藝完全按照聚丙烯纖維混凝土工藝試驗進行，施工過程順利。經混凝土抗壓強度、抗滲強度、抗凍標號等質量數據檢測，防滲面板聚丙烯纖維混凝土各項指標完全滿足設計要求，防滲效果達到預期目標。