聚丙烯纤维混凝土的性能和应用.pdf

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1、2010年第3l卷第2期聚丙烯纤维混凝土的性能和应用陈济丰(中国建材国际工程有限公司，上海200063)摘要：聚丙烯纤维混凝土作为新型复合材料，已在工业和民用建设工程中得到广泛的应用。通过对聚丙烯纤维在混凝土中的工作机理进行分析，为聚丙烯纤维混凝土在实际工程中的设计争应用提供参考。关键词：聚丙烯纤维；工作机理；工程应用PerformanceandApplicationofPolypropyleneFiberConcreteCHENJi-feng(ChinaTriumphInternationalEngineeringCo，Lt

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

3、ionofpolypropyleneintheactualengineering．Keywords：polypropylenefiber；workingprinciple；engineeringappIication混凝土具有较高弹性模量和抗压强度，但同时有脆性高、抗拉强度低、抗渗性能差等缺点，聚丙烯纤维是一种新型的混凝土增强纤维，被称为混凝土的次要加强筋，掺入混凝土中可以明显改善混凝土的韧性及抗拉、防裂、抗渗等物理力学性能。在建筑材料中掺入纤维的做法由来已久，最早使用麻丝天然纤维。进而使用玻璃纤维和钢纤维。随着化学工业的发展

4、及大量工程研究和实践，近年来聚丙烯纤维混凝土得以迅速发展并广泛应用。1聚丙烯纤维混凝土的工作机理聚丙烯纤维是一种经特殊工艺进行纺丝、切断、亲水处理后生产的高强度束状单丝纤维，它主要通过改变混凝土的物理力学性能来达到改变混凝土内部结构的效果。聚丙烯纤维并不改变混凝土中各种材料的化学性能和构成，且与混凝土有良好的亲和性，可以很好地与混凝土材料混合，而且能够在混凝土中均匀分布。由于聚丙烯纤维同混凝土中水泥基体有紧密的结合力，能在混凝土中形成一种均匀的乱向支持体系，所以它掺入混凝土能产生有效的三维加强效果，就像在混凝土中加入了大量的微

5、小细筋从而提高了混凝土的整体性。聚丙烯纤维掺加在混凝土中。以阻止混凝土裂缝的产生和发展为主要表征，实际上由于低弹性模量的纤维掺加在相对高弹性模量的混凝土中，作用的实质是最大可能地降低了混凝土的脆性，从而解决了混凝土因脆性引起的容易开裂的先天不足。聚丙烯纤维本身具有一定的抗拉强度和拉伸率，其在混凝土中的乱向分布有助予减弱混凝士的塑性收缩；它使收缩能量被分散到混凝土中具有高强度低弹性模量的纤维上，使纤维吸收部分能量，从而极大地提高了混凝土的韧性，抑制了微细裂缝的产生和发展。同时，由无数根纤维在混凝土内部形成的支撵体系，可以有效地防

6、止混凝土骨料的离析，降低混凝土早期的泌水性，也促使混凝土的级配更加均匀稳定，即可减少或防止混凝土在浇筑后早期硬化阶段，因泌水和水分散失而引起塑性收缩和微裂纹；也可29建材世界2010年第31卷第2期以减少和防止混凝土硬化后期产生干缩裂缝及温度变化引起的微裂纹，从而改善混凝土的防渗、抗裂、抗冲击及耐磨等性能。2聚丙烯纤维混凝土的主要性能在混凝土里掺加一定量的聚丙烯纤维后，聚丙烯纤维在混凝土内形成了一种加强系统，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。塑性状态的混凝土强度极低，而刚浇灌后的混凝土，常常表面失水较大，

7、使混凝土发生塑性收缩而出现裂缝。硬化的混凝土由于存在干燥收缩、温度收缩及碳化收缩，内部会产生各种收缩拉应力，当混凝土结构内产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会产生大量裂缝。而聚丙烯纤维加入混凝土后，就有大量的单丝纤维均匀地分布于混凝土中，并在混凝土内部构成了均匀的三维乱向支撑体系，从而使收缩变形引起的微裂缝，在产生过程中遭遇到纤维的阻挡，能量被消耗后微裂缝就难以进一步发展。2)提高混凝土的抗渗性。掺入聚丙烯纤维可大幅度提高水泥基材的抗渗性。掺加大量纤维，可有效抑制早期干缩裂纹及连通裂缝的产生，减少了收缩裂缝；均匀分布

8、且彼此相粘连的大量纤维同时起到了骨料的作用，阻断了混凝土中的毛细管，使水分迁移困难，大大提高了混凝土的抗渗能力。3)提高混凝土的均质性。混凝土在浇灌后，常常会发生离析现象，即比重较大的骨料下沉与水泥砂浆有所分离，同时混凝土表面出现析水，并因此降低了混凝土的均质性，使混凝土上、