試論聚丙烯纖維混凝土在水利工程中的應(yīng)用

摘要：如今隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城鎮(zhèn)建設(shè)成為城鎮(zhèn)發(fā)展的重要標準。這期間，混凝土成為建設(shè)的必備材料。通過相關(guān)的研究，聚丙烯纖維混凝土跟傳統(tǒng)的混凝土相比，它的特點是能夠更好的防止裂縫，防止雨水的滲漏，具有很好的防凍性能和耐磨性能。本文首先介紹的是聚丙烯纖維混凝土的性能，然后探討聚丙烯纖維混凝土在水利工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：聚丙烯；纖維；混凝土；水利工程；應(yīng)用

序言：混凝土是一種使用非常廣泛的建筑材料，從傳統(tǒng)的混凝土到現(xiàn)在不斷發(fā)展的過程中出現(xiàn)了很多的品種，很多性能也得到了很大的改善。但是因為混凝土材料本身存在很多的缺陷，雖然改良后的混凝土在各種性能上有很大的改善，但是因為受到傳統(tǒng)混凝土材料缺陷的制約，所以目前混凝土的各項性能還有待提高。為了能夠跟現(xiàn)代建設(shè)的需要，混凝土的各項性能需要作出改進，提高混凝土的性能。

一、聚丙烯纖維的性能

1.聚丙烯纖維的性能

在上個世紀七十年代，合成纖維開始應(yīng)用于混凝土中，到了一九七五年，聚丙烯纖維混凝土無論是在研究上還是在實際應(yīng)用中都達到了相對成熟的階段。到了八十年代，一些歐美國家的混凝土企業(yè)也開始改良聚丙烯纖維，并且在建筑業(yè)開始廣泛的使用，而中國使用聚丙烯纖維混凝土是在八十年代中期。聚丙烯纖維的物理性能較好，耐酸堿性好，密度是0.91，并且屬于無毒材料之一，它的熔點是160-170度之間，能夠有百分之十五的拉伸度，燃點很高，接近六百度。

2.聚丙烯纖維混凝土的改良性能

聚丙烯纖維在混凝土中的使用加強了混凝土的抗裂性能，混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因有兩個，外荷載直接應(yīng)力引起裂縫和變形引起的裂縫。變形是因為熱脹冷縮或者是因為不均勻沉降等等原因引起的裂縫【1】。裂縫的產(chǎn)生不光是由一種原因而產(chǎn)生的，通常是因為很多種因素而導致混凝土產(chǎn)生裂縫，但是在眾多的原因當中，以變形為主的，占百分之八十以上。在傳統(tǒng)混凝土中，防止裂縫一般采用的是鋼筋網(wǎng)，但是在聚丙烯纖維混凝土中，纖維網(wǎng)得到了廣泛的應(yīng)用，所以代替了傳統(tǒng)的鋼筋網(wǎng)。鋼筋網(wǎng)的分布很稀疏，抑制裂縫的能力較弱，但是纖維混凝土的纖維網(wǎng)分布比較密實，所以它抑制裂縫的能力比較高，在施工進度上也做了很大的貢獻。

聚丙烯纖維混凝土的另一個性能是抗沖擊性和柔韌性比較好。在混凝土中，強度和柔韌度是非常重要的兩大性能，相關(guān)的實驗表明，纖維混凝土能夠很大程度上增強混凝土的沖擊性和柔韌性，比一般混凝土的相關(guān)性能提高了一倍，柔韌性比普通的混凝土提高了百分之四十左右，并且纖維混凝土的抗疲勞性能也比普通混凝土的高出三倍左右。

聚丙烯纖維提高了混凝土的抗?jié)B漏性能，混凝土作為建筑材料，抗?jié)B漏性能是硬性指標，聚丙烯纖維混凝土的抗?jié)B漏性能要比傳統(tǒng)混凝土的性能好。另外聚丙烯纖維混凝土具有很高的經(jīng)濟性，國產(chǎn)改良之后的聚丙烯纖維混凝土的價格在50-65元之間，實際施工過程中，每平方米的工程需要混凝土的單價為50元左右，比鋼纖維混凝土的價格要低很多【2】。

二、聚丙烯纖維混凝土在水利工程中的應(yīng)用探討

1.主廠房水下部分

在水電站主廠房的水下部分中，使用普通混凝土通常會因為產(chǎn)生輕微的裂紋或者是完全開裂導致抗?jié)B漏能力的降低，導致主廠房的下層非常的潮濕，潮濕的環(huán)境會嚴重影響機電設(shè)備的正常運作。但是聚丙烯纖維混凝土的抗?jié)B漏能力較強，目前，國內(nèi)很多地區(qū)的高層建筑的地下室都是用聚丙烯纖維混凝土，并且取得了很好的效果，所以利用聚丙烯纖維混凝土的方法可以利用在水電廠主廠房地下層部分，可以解決地下層潮濕影響機電設(shè)備運作的難題【3】。

2. 板式混凝土結(jié)構(gòu)

聚丙烯纖維混凝土目前主要是廣泛的應(yīng)用于面支撐平板結(jié)構(gòu)，在水電工程中，水電站的消水池，護坦以及船閘地板都是平板結(jié)構(gòu)，并且這些結(jié)構(gòu)的厚度通常很薄，多數(shù)是跟基巖直接接觸的，混凝土澆筑之后，因為基巖會對其產(chǎn)生制約的作用，很容易產(chǎn)生裂縫。聚丙烯纖維混凝土的收縮量比較小，初步凝結(jié)成塊時的塑性收縮裂縫，所以這樣出現(xiàn)裂縫的情況會很少發(fā)生。在通常設(shè)計中，為了能夠防止混凝土表面收縮裂縫，所以設(shè)置了分層的鋼筋網(wǎng)。但是鋼筋網(wǎng)中間的距離一般是十五厘米左右，在很多時候，鋼筋網(wǎng)并不能全面的防止混凝土表面的裂縫，使用聚丙烯纖維混凝土來代替鋼筋網(wǎng)是經(jīng)濟又有效的措施。簡化了施工的過程，提高施工的效率。

3. 噴射混凝土工程的應(yīng)用

聚丙烯纖維混凝土有著很高的粘稠性，非常適合用于噴射混凝土。噴射聚丙烯纖維混凝土跟普通的噴射混凝土相比，最明顯的特點就是減少了回彈損失，能夠增加噴射的厚度，提高生產(chǎn)的能力以及最終降低施工的總成本【4】。另外聚丙烯纖維混凝土還能夠提高混凝土噴射的質(zhì)量，并且能夠讓聚丙烯纖維的優(yōu)點在混凝土中充分的發(fā)揮出來。

4. 高速水流作用部位的應(yīng)用

水利水電工程的溢流面，泄洪閘，消力池以及所有水流高速流通的部位都是需要混凝土具有頑強的抗磨性，但是傳統(tǒng)的混凝土的耐磨性有待提高，無法滿足高速水流部位的要求。聚丙烯纖維混凝土的耐磨性比較高，，所以在水利水電工程中高速水流作用部位使用聚丙烯纖維混凝土能夠有效的解決因為混凝土耐磨性不足而帶來的問題【5】。

5. 工程地面和橋梁中的應(yīng)用

在國內(nèi)外水利水電工程中，工程的地面和橋梁使用的聚丙烯纖維混凝土都發(fā)揮了很好的效果，上文我們說到聚丙烯纖維混凝土的耐磨性和抗沖擊性比較好，所以在公路上或者是在橋梁工程中利用聚丙烯纖維混凝土能夠讓水利工程中的混凝土工程更加的兼顧，使用壽命會延長很多【6】。

三、聚丙烯纖維混凝土在水利工程中的應(yīng)用前景

目前，國內(nèi)外所使用的各種混凝土都無法避免裂縫的發(fā)生，所以對于水利工程來說，防止混凝土裂縫的問題已經(jīng)成為一項最重要的問題，隨著聚丙烯纖維在混凝土中的應(yīng)用，聚丙烯纖維混凝土的各項改良都讓聚丙烯纖維混凝土能夠在建筑工程中受到廣泛的應(yīng)用。中國是一個人口大國，所需要的建筑也會更多，在混凝土的使用上也會有更高的要求【7】。聚丙烯纖維混凝土能夠因為其各種優(yōu)點而在國內(nèi)建筑物中受到廣泛的使用。

四、總結(jié)

中國的水利水電工程發(fā)展速度很快，其中工程的建設(shè)離不開混凝土的參與，目前市面上很多混凝土的品種，各有各的特點，但是聚丙烯纖維混凝土的使用會讓水利工程的質(zhì)量會更好，使用壽命以及效果都會有所提升。雖然到目前為止，聚丙烯纖維混凝土的各項性能知識在傳統(tǒng)混凝土的基礎(chǔ)上有所改進，還不能完全杜絕混凝土的缺點，但是聚丙烯纖維混凝土的性能在相關(guān)專家不斷研究和改進的情況下會得到一定的提升，一定能夠杜絕混凝土的問題，提高各種工程的質(zhì)量，所以在中國水利工程中，聚丙烯纖維混凝土一定能夠得到廣泛的應(yīng)用。

參考文獻：

[1]何克杭，聚丙烯纖維混凝土的性能研究[J].建筑工程論壇.2011（3）

[2]李克東.聚丙烯纖維混凝土的各項優(yōu)點[M].北京大學出版社.2009（05）

[3]張屹，祝智庭.聚丙烯纖維混凝土在水利工程中的應(yīng)用[J].建筑研究.2012（1）.

[4]熊亞利，鄒名揚，宗家臣.試論聚丙烯纖維混凝土在水利工程中的應(yīng)用[J].建筑工程論壇。2009（11）

[5]何 寧，徐 靜.聚丙烯纖維混凝土在水利工程中的作用[J].浙江建筑報，.2009，26（4）：56-57.

[6]王賀，孫月，聚丙烯纖維混凝土在中國建筑中的應(yīng)用[J]上海報刊出版社，2009 28：6-7.

[5]馬英杰，吳凌峰，聚丙烯纖維混凝土的應(yīng)用前景[J].南京建筑報出版，2010，29（15）：15-18

作者簡介：

張百福（1980-07-10 --）男 籍貫：甘肅武威 學歷：本科 職稱，工程師；研究方向：水利水電工程與環(huán)境保護，工程項目管理