聚丙烯纖維混凝土的控制與應(yīng)用分析

王國棟

（中國建筑第八工程局有限公司　北京市　100089）

聚丙烯纖維混凝土的控制與應(yīng)用分析

王國棟

（中國建筑第八工程局有限公司北京市100089）

混凝土的已有100多年的發(fā)展歷史，優(yōu)點(diǎn)包括成本低廉、就地取材、適用性強(qiáng)、易于成型等，在土建工程被廣泛采用，但是存在脆性大易開裂、抗沖擊能力差、抗拉強(qiáng)度低等缺陷，造成的經(jīng)濟(jì)所示巨大，實(shí)踐表明，在混凝土中添加聚丙烯纖維是改善混凝土性能的有效措施。本文針對(duì)聚丙烯纖維混凝土的特點(diǎn)，進(jìn)行質(zhì)量控制分析，尋求聚丙烯纖維混凝土的最優(yōu)應(yīng)用方案。

聚丙烯纖維混凝土；質(zhì)量控制；應(yīng)用

聚丙烯纖維混凝土是以水泥漿、混凝土、砂漿為基體，混入聚丙烯纖維為增強(qiáng)材料的復(fù)合材料。聚丙烯纖維價(jià)格低廉，易攪拌，施工方便，自重較小，具有良好的韌性和阻裂性，化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，是混凝土工程中使用最廣泛的纖維添加材料。

1　聚丙烯纖維混凝土的特點(diǎn)

1.1聚丙烯纖維混凝土具有良好的抗?jié)B性能

把適量的聚丙烯纖維摻加在混凝土中，對(duì)防止貫通裂縫及早干縮裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展非常有效。大量聚丙烯纖維在混凝土內(nèi)部分布均勻，彼此粘連，形成骨料作用，使混凝土中的毛細(xì)管被有效阻斷，水分移動(dòng)困難，使混凝土集料離析的幾率與表面的泌水幾率都降低，使混凝土的抗?jié)B能力有效增強(qiáng)。

1.2聚丙烯纖維混凝土具有良好的抗沖擊性能

在混凝土內(nèi)部，聚丙烯纖維的亂向均勻分布構(gòu)成獨(dú)特的支撐體系，這種體系有利于混凝土在受到?jīng)_擊時(shí)吸收動(dòng)能。聚丙烯纖維是低彈性模量的材料，混凝土的斷裂伸長率小于聚丙烯纖維的斷裂伸長率，使混凝土的延性得到提高，裂縫尺度相應(yīng)減小，混凝土介質(zhì)的連續(xù)性也有效增強(qiáng)，由阻斷沖擊波而引起的局部應(yīng)力集中現(xiàn)象減少，混凝土的抗沖擊性能有效增強(qiáng)。

1.3聚丙烯纖維混疑土具有良好的抗裂性能

聚丙烯纖維有數(shù)量多、細(xì)度高的特點(diǎn)?；炷林蟹湃氤墒木郾├w維攪拌，混凝土拌合物自身的揉搓和摩擦作用有效發(fā)揮，使混凝土中的纖維分散均勻?；炷猎缙谟捎诿谒⑹湛s、離析等因素會(huì)造成的裂縫產(chǎn)生和發(fā)展，在聚丙烯纖維的骨架作用下被降低發(fā)生，裂縫的數(shù)量也大量減少，裂縫的寬度和長度都受限制被縮小。

1.4聚丙烯纖維混疑土具有良好的抗凍融性能

把聚丙烯纖維加入混凝土中，纖維分布隨機(jī)且均勻，在混凝土內(nèi)部可以形成亂向支撐纖維體系，這種體系產(chǎn)生次要加強(qiáng)筋的作用，使因溫度變化引起的混凝土內(nèi)部應(yīng)力作用被有效限制，使溫度裂縫的擴(kuò)展有效抑制。

1.5聚丙烯纖維混疑土具有良好的耐磨性

在聚丙烯纖維混凝土中的粗細(xì)骨料提高了混凝土的耐磨性，聚丙烯纖維的阻裂作用使得混凝土在磨損過程中可以一直保持整體性，且纖維的粘結(jié)作用不會(huì)產(chǎn)生骨料破損，混凝土抗磨損破壞的能力因?yàn)椴牧系恼w性被充分增強(qiáng)。

1.6聚丙烯纖維混凝土具有良好的抗收縮性

改性聚丙烯纖維在混凝土的內(nèi)部有傳遞應(yīng)力的作用，承受由機(jī)體收縮帶來的內(nèi)部應(yīng)力，聚丙烯纖維對(duì)毛細(xì)管進(jìn)行擠壓或阻塞，使混凝土表面失水面積減小，造成水分遷移困難，使毛細(xì)管失水形成的張力下降，達(dá)到降低混凝土收縮變形的目的。

2　聚丙烯纖維混凝土的質(zhì)量控制

2.1控制原材料質(zhì)量

購買聚丙烯纖維混凝土材料時(shí)要選擇正規(guī)廠家。水泥進(jìn)場時(shí)要對(duì)品種、級(jí)別、出廠日期、散裝倉號(hào)或包裝等進(jìn)行檢查，對(duì)水泥的安定性、強(qiáng)度和必要性能進(jìn)行復(fù)檢。纖維原材料應(yīng)滿足：①直徑12～110μm，長度5～26mm，抗拉強(qiáng)度不低于290MPa，彈性模量不低于3200MPa；②在混凝土拌合物以及硬化過程中化學(xué)性能穩(wěn)定，強(qiáng)度保持不變；③干凈無受污染，易于攪拌，不結(jié)團(tuán)，在混凝土的拌合物中保持易分散性，與硬化混凝土粘結(jié)性能良好；④對(duì)人體健康和環(huán)境沒有污染?；炷林械氖?、砂骨料的質(zhì)量要符合國家現(xiàn)行和行業(yè)現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

2.2控制聚丙烯纖維混凝土的配置

2.2.1配合比的實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)控制

聚丙烯纖維混凝土的配合比設(shè)計(jì)要根據(jù)纖維的物理學(xué)性能、幾何參數(shù)，結(jié)合混凝土的使用特殊性能和目的要求，通過實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)確定混合物的配比。配比后的混合物要能達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)、耐久性、和易性等施工要求。

2.2.2配合比現(xiàn)場檢驗(yàn)控制

要根據(jù)施工現(xiàn)場的具體環(huán)境對(duì)實(shí)驗(yàn)室配合比進(jìn)行改進(jìn)。要根據(jù)實(shí)際檢測出的混合物表面含水率，將實(shí)驗(yàn)室的配合比換算為施工現(xiàn)場配合比。對(duì)于首次使用的混凝土配合比，要進(jìn)行合理的開盤鑒定，確?；炷恋呐浜媳葷M足工作需要。

2.3攪拌控制

聚丙烯纖維混凝土的攪拌要選擇強(qiáng)制式攪拌機(jī)，投料和攪拌都要遵照實(shí)驗(yàn)的配比進(jìn)行最佳投料順序和最佳的攪拌時(shí)間長度。

2.4運(yùn)輸控制

運(yùn)輸?shù)倪^程要保持混凝土的均質(zhì)性，避免離析現(xiàn)象的發(fā)生?；炷吝\(yùn)到指定澆筑點(diǎn)開始澆筑時(shí)，要滿足實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)配合比所規(guī)定的坍落度，要保證混凝土凝固之前澆筑時(shí)間和振搗時(shí)間充足。

2.5澆筑控制

聚丙烯纖維混凝土的澆筑是施工的關(guān)鍵工序，該類混凝土黏稠性強(qiáng)，振搗器振搗時(shí)泛漿困難，整平、抹面施工都受影響，施工過程中要迅速振搗密實(shí)并整平。澆筑過程要保持連續(xù)，澆筑錯(cuò)城中不能加水，澆筑后要多次進(jìn)行原漿壓面確保表面的密實(shí)度，注意最后一次壓面的時(shí)間，要在混凝土表面泌水風(fēng)干后迅速進(jìn)行。

2.6養(yǎng)護(hù)控制

混凝土澆筑完成后，澆筑面要覆蓋塑料薄膜、土工無紡布或麻袋，進(jìn)行結(jié)硬后的保濕養(yǎng)護(hù)，每12h要進(jìn)行灑水濕潤操作，混凝土表面見白現(xiàn)象要避免發(fā)生，需要連續(xù)保濕養(yǎng)護(hù)15d左右，養(yǎng)護(hù)期間保持混凝土的濕潤狀態(tài)。

2.7施工全過程的質(zhì)量控制

聚丙烯纖維混凝土的施工全過程都要求施工人員、監(jiān)理人員高度負(fù)責(zé)，保證混凝土的配置設(shè)計(jì)、攪拌澆筑、養(yǎng)護(hù)的全過程符合行業(yè)規(guī)定和國家標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)工作班次都要對(duì)聚丙烯纖維的摻量進(jìn)行水洗法檢驗(yàn)，要求檢測的實(shí)際含量與配合比的含量相差不超過10％，每個(gè)班次要檢驗(yàn)兩次，確保工程的質(zhì)量。

3　聚丙烯纖維混凝土的應(yīng)用

3.1聚丙烯纖維混凝土在民用與工業(yè)建筑工程中的應(yīng)用

聚丙烯纖維具有較強(qiáng)的變形性，對(duì)混凝土的抗裂、抗拉、抗?jié)B能力都有所增強(qiáng)，聚丙烯混凝土廣泛應(yīng)用于民用與工業(yè)建筑的屋面、地下室工程、停機(jī)坪、網(wǎng)球場、貯水池、停車場等混凝土工程中，可以解決抗沖擊抗疲勞的疑難問題，在高層建筑的大體積混凝土中，聚丙烯纖維的應(yīng)用可以減輕混凝土的溫度裂縫。

3.2聚丙烯纖維混凝土在道路工程中的應(yīng)用

在道路面上使用聚丙烯纖維混凝土，對(duì)路面的塑性龜裂有效控制，提高抗磨損能力和抗沖擊破碎能力，使道路抗疲勞能力增加3倍左右，完好性延長5～10年，聚丙烯纖維混凝土已經(jīng)成為停機(jī)場、機(jī)場跑道、地下傳輸管道、疾苦等工程的加固措施之一。

3.3聚丙烯纖維混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用

聚丙烯纖維混凝土在橋梁橋面鋪裝層工程中的使用可以對(duì)裂縫有有效抑制和減少的作用，使橋面的抗破碎能力和防水性大大增強(qiáng)，減緩了鋼筋的銹蝕，延長了結(jié)構(gòu)的使用壽命。用聚丙烯纖維混凝土取代金屬網(wǎng)作橋梁路面、公路路面的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，是對(duì)路面、橋面混凝土容易產(chǎn)生裂縫問題的有效解決。

4　結(jié)束語

聚丙烯纖維具有耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)、質(zhì)輕價(jià)低、蠕變收縮小和低摻量下對(duì)混凝土的增韌、抗裂效果明顯的優(yōu)良經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能，其以如此優(yōu)越的性能被混凝土工程廣泛推廣應(yīng)用，但是由于我國聚丙烯纖維混凝土的應(yīng)用研究較晚，在一些使用方法和研究結(jié)論上存在分歧，因此在聚丙烯纖維混凝土的最優(yōu)利用上存在不足，針對(duì)這些不足，我們將加大研究力度，力求研究出最合理的使用方法和使用范圍，為我國的混凝土行業(yè)解決困難。

[1]鞠麗艷，張雄.聚丙烯纖維混凝土的性能及應(yīng)用[J].合成纖維工業(yè)，2004，01：35～37.

[2]余春.高性能聚丙烯纖維混凝土性能研究[D].重慶交通大學(xué)，2009.

[3]邵曉蓉.聚丙烯纖維混凝土結(jié)構(gòu)性能的試驗(yàn)研究[D].浙江大學(xué)，2006.

[4]周易文.聚丙烯纖維混凝土的應(yīng)用[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2007，25：167～168+191.

TU528

A

1673-0038（2015）22-0083-02

2015-5-18

王國棟（1986-），男，漢族，助理工程師，本科，研究方向?yàn)楣こ坦芾怼?/p>