聚丙烯纤维增强混凝土的室内试验分析

摘要: 通过室内试验分析了聚丙烯纤维材料的物理学特性、材料特性及聚丙烯纤维增强混凝土的作用机理。直观的阐明聚丙烯纤维混凝土在耐久性能和物理力学性能方面的改善及工程应用。本文旨在通过聚丙烯纤维增强混凝土的室内试验，为聚丙烯纤维增强混凝土配合比设计提供了新的思路和理论依据。

关键词: 聚丙烯纤维; 混凝土；室内设计

Abstract: through the laboratory test analysis of polypropylene fiber materials physics properties, characteristics and polypropylene fiber reinforced material the mechanism of the concrete. Intuitive clarified polypropylene fiber concrete in endurance and physical and mechanical performance improvement and engineering application. This paper through the polypropylene fiber reinforced concrete of the indoor test, for polypropylene fiber reinforced concrete proportion design provides new ideas and theoretical basis.

Keywords: polypropylene fiber; Concrete; Interior design

中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：

水泥基混凝土材料具有施工简单、制备容易、成本低廉、能耗低、取材方便等优点，但是由于本身一些性质限制，和自身存在的缺点，很多时候都限制了其在工程中的应用。聚丙烯纤维作为合成纤维，其具有耐化学腐蚀性强、密度小、不吸水、耐久性高、加工性好、延伸率大、质轻、价格低廉等特性。近年来，作为混凝土的添加材料受到了越来越多的人的重视，引来了无数专家学者的关注。本文旨在从室内设计试验的角度，浅析掺入聚丙烯纤维的混凝土的特质特性。

一、 掺入聚丙烯纤维混凝土特性

1. 1 疲劳性能及物理力学性能

聚丙烯纤维在混凝土中的存在能够极大程度的加强混凝土的柔韧性及抗冲击性，从而使混凝土更加坚固，增强其抗破碎性，这在工程安全性上具有重大意义。根据试验表明，掺入聚丙烯纤维的混凝土比普通混凝土的抗冲击能力高近一倍，韧性提高百分之三十八。当聚丙烯纤维与混凝土掺和度在一定范围内时，其对静立谭星模量的影响几乎可以忽略不计，这个范围大概是在0. 5 %≤ρf≤1 %范围内。 但是抗疲劳性能会随着掺入聚丙烯纤维的增多而增大，这说明对动力荷载作用下的结构物，聚丙烯纤维能发挥的效果更大。

1. 2 抗渗透性能

聚丙烯纤维与混凝土的结合，能够有效的降低混凝土中水分的迁移性，减少混凝土的塑性收缩，从而使聚丙烯纤维混凝土的龟裂效果比普通混凝土高90%到100%。混凝土的龟裂效果比普通混凝土高出90%～100 %。聚丙烯纤维是一种惰性材料，其具有不吸水，抗酸碱等特性，在与混凝土结合后，不会使远混凝土的性质发生改变，还能加强混凝土的稳定性，具备一定的抗酸碱性和耐腐蚀性。根据室内试验，我们发现在混凝土中掺入聚丙烯纤维能够有效的增强混凝土的抗渗性能，并且掺入的聚丙烯纤维量越多效果越明显。聚丙烯纤维的掺入，使混凝土的防渗水性、防潮湿性和对有害物质（酸碱腐蚀）的抵抗作用有了显著的提高。

1. 3 抗冻融性能

抗冻融性能是混凝土耐久性的保障和象征，在某些寒冷区域更是必须要慎之又慎的去考虑的问题。在室内试验中，我们采用掺入了小量的聚丙烯纤维混凝土进行抗冻实验，25次以后并无分层与明显的龟裂现象。这对于传统的混凝土结构来说是不可能的。但是经过试验我们发现，聚丙烯纤维的添加对混凝土产生了轻微的加筋作用，减少了温度变化对混凝土内部结构的应力作用，从而阻止了由于温度变化产生的裂缝生成。而且在试验过程中我们也发现，聚丙烯纤维对混凝土的抗渗能力也有显著提高，这也是提高混凝土抗冻融性能提高的原因之一。

二、 聚丙烯纤维工程应用

2. 1 混凝土路面工程

在飞机和高速公路使用聚丙烯纤维混凝土材料，可以有效的控制龟裂产生，增加使用寿命，减少资源浪费。在室内试验中证明，聚丙烯纤维混凝土和传统混凝土的抗冲击性和抗磨损性相比提高了近一倍，而抗疲劳性能提高了近三倍。在路面工程中，材料要经受自然环境的挑战，在传统材料最为惧怕的酸碱腐蚀中，聚丙烯纤维混凝土依然保持着让人刮目相看的高性能。

2. 2 水工建筑物

现代水利工程对材料的要求是，要具有良好的防渗、抗漏、耐磨、韧性高等。传统混凝土材料在实际工作中其实并不能达到水工建筑的要求，所以维护费用高昂。根据室内试验结果表明，聚丙烯纤维混凝土材料能够显著的改善水工混凝土的上述性能。并且在现代水工建筑工程中，聚丙烯纤维混凝土已然受到了多方重视。著名的三峡工程中，为了解决夏季施工中混凝土面龟裂的情况，在混凝土中掺入了大约0.1%的聚丙烯纤维，经过比较这种新型混凝土添加物能有效的改善传统水工混凝土在工程中的不足之处。其中最为突出的性能改变就是混凝土的早起强度和抗冲磨性能，几近分别提高了20%。

2. 3 工业与民用建筑

工业与民用建筑中常用的预制构件、预制管道等采用聚丙烯纤维混凝土预制构件、预制管道后，明显的提高了其坚固性能。在这类工程中，运输和安装的过程，因为抗震和抗破能力不高而造成的损失巨大，在加入聚丙烯纤维混凝土后，提高了抗震抗破能力，减少的损失要比加入这种纤维材料的费用高得多。不难看出，在工业与民用建筑工程中加入聚丙烯纤维材料添加的混凝土，不但能够加强工程质量和安全性，也具有极大的经济意义。在室内试验中，我们发现聚丙烯纤维混凝土在这类工程中，对抗震抗破能力的提高通常在12%到15%之间，在购置纤维的费用增加与使用传统混凝土材料而增加的维护费用之间，购置纤维的费用明显要比维护费用实惠。大量工程实践证明，混凝土中掺加聚丙烯纤维能大大提高混凝土的抗裂、抗渗、抗腐蚀等性能，提高混凝土的韧性和使用寿命，具有良好的经济效益和社会效益，值得广泛推广.

三、 聚丙烯纤维混凝土应用过程中的问题

1）由于聚丙烯纤维是一种纤维物质，在掺入混凝土中时会吸附一定量的水粉，这会导致混凝土坍落度降低。在室内试验中发现在同样的掺入量条件下，纤维的细度越大，弹落度的损失越大，那么我们在调整纤维细度的时候必须要同时考虑到工程水量和减水剂用量问题。

2） 聚丙烯纤维工作温度在零下二十五摄氏度以上，常年处于正常工作温度以下会导致聚丙烯纤维材料失去原本性能，所以在施工过程中要主要工程所在地点常年温度，来确定是否适合使用聚丙烯纤维混凝土。

3）在选择聚丙烯纤维时，必须要全面考虑使用纤维的物理学特性、化学特性、亲水性、酸碱抗性等条件，以便于正确选择纤维，避免影响混凝土品质。

参考文献：

【1】鞠丽英,张雄. 聚丙烯纤维混凝土的性能及应用[J] .合成纤维工业,2004 (1):35-37.

【2】李卫东. 聚丙烯纤维混凝土的性能试验研究[J].国外建材科技,2004 (3):18-19.

【3】龚益,沈荣熹,李清海.杜拉纤维在土建工程中的应用[M].北京:机械工业出版社，2002.

【4】陈拴发.聚丙烯纤维混凝土弯曲疲劳性能[J].西安公路交通大学学报,2001(2):18-20.