聚丙烯纖維混凝土在水利工程中的應(yīng)用

摘要：聚丙烯纖維混凝土是一種性能十分優(yōu)越的混凝土，在水利水電工程中有著非常良好的應(yīng)用效果。聚丙烯纖維混凝土具有更高的強(qiáng)度和韌性，相比于同標(biāo)號的普通混凝土而言，其抗沖擊性能、抗裂性能、抗?jié)B性能、抗凍性能和耐久性能都所有提升。由于加入了聚丙烯纖維成分，混凝土很好的解決了其抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度之間的不協(xié)調(diào)性（普通混凝土隨著抗壓強(qiáng)度的提高，抗拉強(qiáng)度會下降）問題，有效的解決了水利水電工程中高強(qiáng)度混凝土的抗?jié)B性和防開裂的問題。筆者結(jié)合自身多年的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在本文中關(guān)于聚丙烯纖維混凝土在水利水電工程中的主要應(yīng)用作了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：水利水電工程；聚丙烯纖維混凝土；應(yīng)用分析

中圖分類號： TV431.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.14.041

1 聚丙烯混凝土性能及特點(diǎn)分析

在分析聚丙烯混凝土在水利水電工程中的應(yīng)用問題之前，有必要綜合的分析一下聚丙烯混凝土所具備的卓越性能和技術(shù)特點(diǎn)。聚丙烯纖維混凝土是將一定比例的聚丙烯纖維加入到混凝土原材料之中，在拌和混凝土的過程中，使得聚丙烯纖維能夠與混凝土中水泥、砂石骨料等發(fā)生沖擊混合，從而通過均勻的混合而有效的改變混凝土的性能。

1.1 整體性和耐久性的提高

由于聚丙烯纖維的加入，混凝土中原有的游離水活性大大降低，泌水現(xiàn)象和體積變化現(xiàn)象得到了非常明顯的改變，而且由于聚丙烯纖維所具備的比重低和強(qiáng)度高的特點(diǎn)，加入了聚丙烯纖維的混凝土整體性更好，其龜裂概率較比于普通混凝土大大降低，有數(shù)據(jù)顯示，加入了聚丙烯纖維的混凝土龜裂概率為同標(biāo)號混凝土的10%左右，其控制龜裂的能力可見一斑。

由于游離水的活性降低，聚丙烯混凝土的塑性收縮大大降低，這在很大程度上確保了混凝土裂縫的降低。并且聚丙烯纖維本身具有良好的物理和化學(xué)性能，聚丙烯纖維吸水率極低，而且化學(xué)穩(wěn)定性良好，不會與混凝土之中的酸性成分和堿性成分發(fā)生反應(yīng)，所以聚丙烯纖維的加入并不會改變混凝土之中原有的水灰比，從而能夠很好的保證混凝土的穩(wěn)定性。

1.2 抗?jié)B性能的提高

較比于同標(biāo)號的普通混凝土而言，聚丙烯纖維混凝土的抗?jié)B性能能夠提高33%～45%，而且在同配比的混凝土中加入聚丙烯纖維能夠?qū)⒒炷恋目節(jié)B等級提高4個(gè)標(biāo)號，如纖維含量0.8kg/m2的混凝土，抗?jié)B能力可從S10提高到S14，抗?jié)B性能提高了接近25%。由于抗?jié)B性能的顯著提高，用于水利水電工程的聚丙烯纖維混凝土能夠有效的提高抗?jié)B結(jié)構(gòu)的使用壽命，減少結(jié)構(gòu)迎水面和背水面有害介質(zhì)對于鋼筋的侵蝕。

1.3抗凍性能提高

抗凍性是水利水電工程選擇混凝土的主要性能衡量指標(biāo)之一，尤其是在北方地區(qū)，處于凍土范圍內(nèi)的混凝土?xí)捎跍囟鹊淖兓a(chǎn)生內(nèi)部的應(yīng)力，并且在溫度應(yīng)力的作用之下產(chǎn)生溫度裂縫，從而降低水利水電工程結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性能和使用壽命。

加入了聚丙烯纖維的混凝土由于聚丙烯纖維自身的特點(diǎn)，使得混凝土內(nèi)部由于溫度所產(chǎn)生的應(yīng)力能夠得到有效的抵消，從而降低混凝土由于溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫。

1.4施工便捷度提高

聚丙烯纖維混凝土具有很高的施工便捷度，只需要在拌合混凝的時(shí)候加入一定比例的聚丙烯纖維，拌合均勻之后即可使用。而且聚丙烯纖維具有很高的物理和化學(xué)穩(wěn)定性，不會造成混凝土原有物理和化學(xué)性能的改變，既不需要混凝土的原配合比發(fā)生改變，也無需在配筋方面作出調(diào)整，完全不會對混凝土施工過程產(chǎn)生任何影響。

2 聚丙烯混凝土在水利水電工程中的應(yīng)用分析

2.1高水流通過部位的應(yīng)用

高速水流沖擊問題是水利水電工程中考驗(yàn)混凝土強(qiáng)度、抗沖擊性能、耐磨性等等的關(guān)鍵性問題，許多水利水電工程都存在著溢洪道泄流槽、溢流面、消力池、閘門門槽、泄洪洞、排沙孔道等有高速水流經(jīng)過的部位。為了應(yīng)對高速水流的沖刷作用，通常會采用提高混凝土強(qiáng)度、選用鋼纖維混凝土等等措施，這樣不僅工程造價(jià)會有所提高，而且高強(qiáng)度混凝土和鋼纖維混凝土的施工難度也提高了。

但是聚丙烯纖維混凝土的使用良好的解決了這一問題，其所具備的高耐磨性能夠保證不必刻意提高混凝土的強(qiáng)度，從而在有效的降低工程造價(jià)的同時(shí)降低了施工的難度。

2.2水下部位的應(yīng)用

水利水電工程中經(jīng)常會遇到處于水下部位的工程結(jié)構(gòu)部分，如廠房結(jié)構(gòu)等，這些長期處于水下的工程結(jié)構(gòu)最主要考慮的是結(jié)構(gòu)開裂問題和抗?jié)B問題，許多水下的廠房結(jié)構(gòu)十分潮濕，對于機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行構(gòu)成了極大的威脅。

而聚丙烯纖維混凝土的使用很好的解決了這一問題，由于其所具備的良好的抗?jié)B性能，使得水下工程結(jié)構(gòu)部位的混凝土表面和內(nèi)部的裂縫問題得到了良好的解決，尤其是在薄壁結(jié)構(gòu)部位，聚丙烯纖維混凝土能夠有效的遏制混凝土自身的塑性龜縮裂縫，讓整體抗?jié)B性能得到極大的保證。

3結(jié)語

聚丙烯纖維能夠有效的改善混凝土的抗?jié)B性能和抗凍性能，并且由于其自身所具備的高度的物理穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，使得聚丙烯纖維的施工極為便捷，幾乎與普通混凝土的施工無異。而且由于聚丙烯纖維自身的力學(xué)特點(diǎn)，使得加入了聚丙烯纖維的混凝土內(nèi)部的應(yīng)力得到了很好的克服，使得混凝土由于溫度變化而產(chǎn)生裂縫的可能性降到很低。而且由于聚丙烯混凝土施工便捷、性能優(yōu)越等特點(diǎn)使得水利水電工程重要部位的施工難度大大降低，從而在有效保證水利水電工程整體質(zhì)量的同時(shí)極大的降低了工程的造價(jià)。

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作者簡介：桂錫軍，助理工程師，研究方向：有機(jī)化工與計(jì)算機(jī)研究。