浅析聚丙烯纤维砂浆在工程中的应用

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1、浅析聚丙烯纤维砂浆在工程中的应用【】水泥砂浆是应用最广的建筑材料之一，但水泥砂浆是脆性材料，存在着抗拉强度低、抗冲和抗开裂性能差等固有的缺陷。在砂浆中加入纤维可以显著改善其韧性，是大大减少干缩开裂性能的有效措施。聚丙烯纤维的工作原理主要是在控制水泥基体部微裂的生成及发展，防止或阻碍裂缝的生成。在聚丙烯纤维砂浆中水泥作胶凝材料，握裹了大量微细聚丙烯纤维，均匀分散的聚丙烯纤维联结为乱向分布的X状撑托系统，承托骨料，从而有效地消耗了能量。凝结后即使微裂纹产生，在内部或外部应力作用下，它要扩展也必然遭受到聚丙烯纤维在基体内

2、部构成的乱向分布的致密X状系统的阻挡，难以扩展成为大的裂纹，极难形成贯通性的渗水孔道或裂缝，而有效达到了抗渗防水的目的。　　【关键词】聚丙烯纤维；水泥砂浆　　　　1聚丙烯纤维砂浆的几种性能　　按水泥胶砂强度检测方法,分别测试各砂浆石块在龄期为3天、7天、10天和28天时的抗压强度和抗折强度，并计算相应的折压比。　　1.1纤维掺量对砂浆性能的影响　　试验采用1#聚丙烯单丝纤维，纤维的体积掺量分别为0、0.05%、0.10%、0.15%、0.2%、0.25%、0.30%、0.35%，相应的纤维砂浆试块依次标为M11~M

3、18,表1所示为该8组试块在不同龄期的抗压强度。　　表1不同纤维砂浆掺量的砂浆在不同龄期的抗压强度（Mpa）　　龄期/天　　　　砂浆371028　　M1110.1914.9216.3324.63　　M1210.0814.5915.9223.58　　M139.7214.3015.7522.94　　M149.4514.2115.5922.36　　M159.2114.1615.4621.92　　M168.5813.2614.8716.13　　M177.7412.3813.7415.42　　M186.6210.9412.5

4、313.17　　由表1可见，纤维的掺加使得砂浆在各龄期的抗压强度都有所降低，纤维掺量越大，强度降低越明显。因为聚丙烯单丝纤维时低模量纤维，难以在基体中承担应力，并且纤维的加入会导致砂浆内空隙率的增大，使得砂浆强度降低，综合考虑各种因素可以认为，聚丙烯单丝纤维对砂浆的改性效果比较好。　　1.2纤维长度对砂浆性能的影响　　采用长度分别为8mm、15mm、19mm的聚丙烯单丝纤维，即A1、1#、A2三组砂浆的抗压强度。　　表2不同表长度纤维砂浆的抗压强度（Mpa）　　龄期/天　　　　试块371028　　MA19.3713

5、.4216.0022.58　　M19.5513.8916.1022.86　　MA28.8413.0515.5222.39　　从表2可以看出，三组纤维砂浆的抗压强度均随龄期的增大而迅速增大。对比这三组纤维砂浆可见，掺加15mm纤维的砂浆M1在各龄期的强度都是最高的；而掺加19mm纤维的砂浆MA2在各龄期的强度均是最低的。这是因为，在掺量相同的情况下，纤维长度越长，纤维与水泥基体间的粘结强度越大，纤维对砂浆的改性效果越好，因此15mm的纤维要优于8mm的纤维；但纤维长度太大时，在搅拌过程中易缠结成团，纤维在砂浆中的分散

6、性降低，部分纤维没有发挥应有的作用，也即降低了纤维的利用率和改性效果，所以19mm的纤维砂浆抗压强度较低。综合考虑砂浆强度和韧性两方面的因素，当长度为15mm时，聚丙烯单丝纤维砂浆的性能最优。　　1.3纤维对砂浆抗干缩开裂性能的影响　　采用聚丙烯单丝纤维砂浆及素砂浆进行圆环开裂试验，两组砂浆的裂缝时间的变化可知，加入聚丙烯单丝纤维后砂浆出现裂缝的时间较晚，裂缝的宽度也较小；测试到第14天时，聚丙烯单丝纤维砂浆的裂缝宽度基本不再增加，而素砂浆的裂缝宽度依然呈上升趋势，前者比后者减小了约80％。这是因为纤维掺人砂浆后其

7、乱向分布形式大大有助于削弱砂浆干缩收缩时的应力，收缩的能量被分散到每立方米上千万条具有高抗拉强度而弹性模量相对较低的纤维单丝上，从而极为有效地增强砂浆韧性，抑制微细裂缝的产生和发展。同时，无数的纤维单丝在砂浆内部形成的乱向撑托体系可以有效阻碍骨料的离析，保证砂浆早期均匀的泌水性，从而阻碍了沉降裂纹的形成。所以，纤维的掺人有助于提高砂浆的抗裂性能。经过对纤维砂浆的塑性收缩开裂情况研究，得出掺量为0.1％的聚丙烯单丝纤维可使砂浆的开裂减少约74％。　　1.4聚丙烯纤维对砂浆强度的影响　　聚丙烯纤维是一种低弹模纤维，对砂

8、浆的抗压强度无贡献，但对砂浆的抗折强度略有提高，砂浆的脆性降低，韧性提高。在拌和过程中发现纤维的加入对砂浆的和易性和施工性均无影响，并且很大程度上减少砂浆的离析和泌水。　　纤维掺入砂浆中会使其强度降低，但折压比有所增大。纤维的掺量不同，折压比增加的幅度也有所不同。在本文的实验条件下，当纤维掺量为0.2％时，砂浆折压比最大，在28天龄期时比素砂浆提高约42%。