研究_浅谈使用聚丙烯纤维提高混凝土抗裂性能云

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1、浅谈使用聚丙烯纤维提高混凝土抗裂性能云南建工集团市政总承包部-周永荣摘要本文针对聚丙烯纤维在混凝土中的应用技术问题，进行了实验研究，以阐明聚丙烯纤维改善混凝土物理力学性能的效果。通过聚丙烯纤维的参量与抗折强度之间的关系试验研究，阐述了聚丙烯纤维参量对混凝土的力学性能指标的影响规律，并通过同水灰比同坍落度条件下的力学性能与聚丙烯纤维参量的关系的对比试验研究，得出了聚丙烯纤维增强混凝土的条件及作用机理。试验研究表明，聚丙烯纤维能有效改善混凝土的抗折性能，从而提高混凝土抗裂力学性能，本文主要针对其中的抗折性能进行论述。关键词：聚丙烯纤维混凝土抗折性能试验改善抗裂抗折引言混凝土作

2、为十分广泛的建筑材料发展到今天，种类繁多，许多力学性能也有不同程度的改善，但由于混凝土材料本身的空隙及其其它缺陷，使其存在抗拉强度低,延性差，在拉应力或冲击荷载作用下易发生脆性破坏等缺点，在很大程度上制约了混凝土材料的力学性能和进一步的应用和发展。为了适应现代工程对混凝土性能的要求，必须从根本上改变混凝土的抗裂方面的不足。试验表明，在混凝土中掺入聚丙烯纤维能改良混凝土的抗裂性能。聚丙烯纤维是以丙烯单体在一定条件下聚合而成的结构规整的结晶型聚合物，属于合成纤维的一种，它的商品名是丙纶。基本特性是:乳白色、无味、无溴、无毒、质轻、不吸湿、不溶于水、耐腐蚀、抗拉强度高。在混凝土

3、内掺入专用的聚丙烯纤维并经搅拌后，由于聚丙烯纤维与水泥基集料有极强的结合力，可以迅速而轻易地混凝土材料混合，分布均匀，能在混凝土内部构成一种均匀的乱向支撑体系。在混凝土硬化过程时，由于水泥浆的化学收缩，使水泥浆与骨料之间的粘结面处产生拉应力，所以混凝土中存在着大量的极细小的微裂缝，这些微裂缝在混凝土受力时极易产生应力集中而导致破坏。在纤维加入到混凝土中后，当水泥基体收缩时，由于纤维这些微细配筋的作用而消耗了能量，以抑制混凝土开裂的过程，有效地减少混凝土干缩时所引起的微小裂缝，大大提高了硬化后混凝土的抗裂能力和韧性，对克服高强混凝土的脆性有较理想的效果，同时在混凝土中掺入一

4、定量的聚丙烯纤维还能提高混凝土的抗冲耐磨性能，同时能改善混凝土的抗裂性能。本文从聚丙烯纤维混凝土的配合比设计入手，选择最佳配合比确保聚丙烯纤维混凝土的强度，并对聚丙烯纤维的掺量对混凝土抗折性能的影响进行试验比较和分析。1、聚丙烯纤维的发展概况近年来,国外发展了应用合成纤维混凝土进行抗裂防水的新技术，美国于20世纪90年代初研制开发出纤维混凝土，并在随后几年中得到了迅速的发展，其中应用最多的是聚丙烯纤维混凝土。在混凝土中掺加聚丙烯纤维,以控制混凝土龟裂，我国也已开始在防水工程中应用聚丙烯纤维混凝土，美国希尔兄弟化学公司的聚丙烯纤维(杜拉纤维)已打入我国市场,先后用于公路路面

5、和桥面的修补，聚丙烯纤维易加工，生产和加工能耗低、密度小、单位质量纤维体积最大、化学性质稳定。作为一种新型的混凝土增强纤维，聚丙烯网状纤维正成为继玻璃纤维、钢纤纤维后纤维混凝土科学研究和应用领域的新热点。2、聚丙烯纤维混凝土抗裂性能的试验研究2.1试验原材料1水泥水泥为P·I52.5级,实测抗压强度为58.5MPa，密度=3100kg/m3。2砂子砂为清洁河砂，细砂细度模数为2.4，级配良好表观密度=2680kg/m3，现场含水率=5.0%。3碎石碎石用一级石灰岩轧制，最大粒径20㎜，表观密度=2780kg/m3，现场含水率=1.0%4水水为符合混凝土拌合用水要求的自来水

6、。5纤维纤维为聚丙烯纤维。聚丙烯技术参数(见表1)表1主要技术参数长度规格/mm单丝当量直径/μm抗拉强度/MPa弹性模量/MPa密度/g·cm3断裂延伸率/%6～3020～50≥350≥35000.91±0.018～302.2混凝土配合比计算设计混凝土为预应力混凝土，设计要求混凝土强度等级为C40，实测抗压强度为58.5MPa。工程要求的强度保证率为95%，水泥混凝土施工强度标准差6.0MPa；要求混凝土拌合物的坍落度为30～50㎜。（1）计算配制强度（fcu,0）根据设计要求混凝土强度等级fcu,k=40MPa，强度标准差=6.0MPa带入混凝土配制强度计算式fcu,

7、0≥fcu,k+1.645（2-1）经计算得fcu,0=40+1.645×6.0=49.87（MPa）（2）计算水灰比（W/C）混凝土水灰比按下式计算：（2-2）表2回归系数,选用表（JGJ/T55-2010）集料品种碎石0.460.07卵石0.480.33其中:,──回归系数，由于粗骨料为碎石,根据规程查表2取=0.46,取＝0.07；经计算得:W/C=0.46×58.5/(49.87+0.46×0.07×58.5)=0.52预应力混凝土所处坏境正常，根据规程查表知其最大水灰比为0.6，故符合要求，取计算水灰比0.52（3）