聚丙烯纖維混凝土的性能和應(yīng)用.pdf

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1、2010年第3l卷第2期聚丙烯纖維混凝土的性能和應(yīng)用陳濟豐(中國建材國際工程有限公司，上海200063)摘要：聚丙烯纖維混凝土作為新型復(fù)合材料，已在工業(yè)和民用建設(shè)工程中得到廣泛的應(yīng)用。通過對聚丙烯纖維在混凝土中的工作機理進行分析，為聚丙烯纖維混凝土在實際工程中的設(shè)計爭應(yīng)用提供參考。關(guān)鍵詞：聚丙烯纖維；工作機理；工程應(yīng)用PerformanceandApplicationofPolypropyleneFiberConcreteCHENJi-feng(ChinaTriumphInternationalEngineeringCo，Lt

2、d，Shanghai200063，China)Abstract：Asakindofadvancedcompositematerial，polypropylenefiberconcretehasbeenwidely印phedintheindustrialandcivilconstructionengineering．Thispaperanalyzestheworkingprincipleofpolypropyleneintheconcrete，providingref-e％encesforthedesignandapplicat

3、ionofpolypropyleneintheactualengineering．Keywords：polypropylenefiber；workingprinciple；engineeringappIication混凝土具有較高彈性模量和抗壓強度，但同時有脆性高、抗拉強度低、抗?jié)B性能差等缺點，聚丙烯纖維是一種新型的混凝土增強纖維，被稱為混凝土的次要加強筋，摻入混凝土中可以明顯改善混凝土的韌性及抗拉、防裂、抗?jié)B等物理力學(xué)性能。在建筑材料中摻入纖維的做法由來已久，最早使用麻絲天然纖維。進而使用玻璃纖維和鋼纖維。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展

4、及大量工程研究和實踐，近年來聚丙烯纖維混凝土得以迅速發(fā)展并廣泛應(yīng)用。1聚丙烯纖維混凝土的工作機理聚丙烯纖維是一種經(jīng)特殊工藝進行紡絲、切斷、親水處理后生產(chǎn)的高強度束狀單絲纖維，它主要通過改變混凝土的物理力學(xué)性能來達到改變混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的效果。聚丙烯纖維并不改變混凝土中各種材料的化學(xué)性能和構(gòu)成，且與混凝土有良好的親和性，可以很好地與混凝土材料混合，而且能夠在混凝土中均勻分布。由于聚丙烯纖維同混凝土中水泥基體有緊密的結(jié)合力，能在混凝土中形成一種均勻的亂向支持體系，所以它摻入混凝土能產(chǎn)生有效的三維加強效果，就像在混凝土中加入了大量的微

5、小細筋從而提高了混凝土的整體性。聚丙烯纖維摻加在混凝土中。以阻止混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展為主要表征，實際上由于低彈性模量的纖維摻加在相對高彈性模量的混凝土中，作用的實質(zhì)是最大可能地降低了混凝土的脆性，從而解決了混凝土因脆性引起的容易開裂的先天不足。聚丙烯纖維本身具有一定的抗拉強度和拉伸率，其在混凝土中的亂向分布有助予減弱混凝士的塑性收縮；它使收縮能量被分散到混凝土中具有高強度低彈性模量的纖維上，使纖維吸收部分能量，從而極大地提高了混凝土的韌性，抑制了微細裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。同時，由無數(shù)根纖維在混凝土內(nèi)部形成的支攆體系，可以有效地防

6、止混凝土骨料的離析，降低混凝土早期的泌水性，也促使混凝土的級配更加均勻穩(wěn)定，即可減少或防止混凝土在澆筑后早期硬化階段，因泌水和水分散失而引起塑性收縮和微裂紋；也可29建材世界2010年第31卷第2期以減少和防止混凝土硬化后期產(chǎn)生干縮裂縫及溫度變化引起的微裂紋，從而改善混凝土的防滲、抗裂、抗沖擊及耐磨等性能。2聚丙烯纖維混凝土的主要性能在混凝土里摻加一定量的聚丙烯纖維后，聚丙烯纖維在混凝土內(nèi)形成了一種加強系統(tǒng)，大大地改善了普通混凝土的性能。1)提高了混凝土的抗裂性。塑性狀態(tài)的混凝土強度極低，而剛澆灌后的混凝土，常常表面失水較大，

7、使混凝土發(fā)生塑性收縮而出現(xiàn)裂縫。硬化的混凝土由于存在干燥收縮、溫度收縮及碳化收縮，內(nèi)部會產(chǎn)生各種收縮拉應(yīng)力，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土就會產(chǎn)生大量裂縫。而聚丙烯纖維加入混凝土后，就有大量的單絲纖維均勻地分布于混凝土中，并在混凝土內(nèi)部構(gòu)成了均勻的三維亂向支撐體系，從而使收縮變形引起的微裂縫，在產(chǎn)生過程中遭遇到纖維的阻擋，能量被消耗后微裂縫就難以進一步發(fā)展。2)提高混凝土的抗?jié)B性。摻入聚丙烯纖維可大幅度提高水泥基材的抗?jié)B性。摻加大量纖維，可有效抑制早期干縮裂紋及連通裂縫的產(chǎn)生，減少了收縮裂縫；均勻分布

8、且彼此相粘連的大量纖維同時起到了骨料的作用，阻斷了混凝土中的毛細管，使水分遷移困難，大大提高了混凝土的抗?jié)B能力。3)提高混凝土的均質(zhì)性?；炷猎跐补嗪?，常常會發(fā)生離析現(xiàn)象，即比重較大的骨料下沉與水泥砂漿有所分離，同時混凝土表面出現(xiàn)析水，并因此降低了混凝土的均質(zhì)性，使混凝土上、