聚丙烯纤维混凝土研究及其在桥面连续及伸缩缝处的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2004年第2期黑龙江交通科技No．2，2004(总第120期)HEILONGJIANGJIAOTONGKEJI(SumNo．120)聚丙烯纤维混凝土研究及其在桥面连续及伸缩缝处的应用王黎明(东北林业大学土木工程学院)摘要：本文探讨聚丙烯短纤维掺加于普通混凝土中改善混凝土抗冲击、抗冻等性能的作用机理，结合实例介绍了聚丙烯纤维混凝土在桥面连续及伸缩缝处的应用及其配合比设计与施工总结。关键词：聚丙烯纤维混凝土；抗冲击性；抗冻性；桥面连续；伸缩缝中图分类号~

2、U445．4文献标识码：C文章编号：1008—3383(2004)02—0046—031引言聚丙烯纤维混凝土(PolypropyleneFiberReinforced纤维作为混凝土次要加强筋，掺加于以水泥加Concrete；以下简称PFRc)的研究，同时介绍了其在颗粒集料为基体的混合料中，可以用来增强或改善桥梁伸缩缝及桥面连续处的应用实例。普通混凝土的一些特性。20世纪80年代以来随着2PFRC的特性化学工业的发展，大批的合成纤维纷纷出现，它们即2．1聚丙烯纤维的主要性能和作用机理能起到传统金属纤维

3、增强混凝土韧性和抗疲劳性的聚丙烯纤维是一种典型的聚烯烃类结晶聚合作用，同时又有着经济、施工简单、耐腐蚀的特点，使物，分为单丝和网状，其物理、化学性能基本相同，其得它们特别适合应用于既暴露在外又受到反复荷载物化特征见表l。冲击作用的路面、桥面等处。探讨其中十分典型的表l纤维的主要物化特征注：数据取自美国QniRoad牌网状聚丙烯维说明书与传统的钢纤维相比较，它耐腐蚀、无磁性，施而引起的。32简便易行且价格便宜。部分肉眼不可见的裂缝在外荷及形变应力的影响与碳纤维、石棉纤维、玻璃相比，后者属于高弹下会从无

4、到有，从小到大，逐渐形成可见的细裂缝(宽纤维(Ff／E>1)，其中碳纤维性能全面胜过钢材，但度达到0．05n讥1)。这一收缩龟裂的过程，约在3～7d是价格昂贵，而石棉和玻璃纤维对环境有一定污染。龄期内完成。El本土木学会的研究表明通常随初裂荷低弹纤维(Ff／E≤1)，如聚丙烯、尼龙，其价格载而产生的内部应力因配合比不同，约为几个兆帕，则低、强度大，无污染，近年来发展较快，其中聚丙烯的理论上在混凝土尚未完全固结的3～7d内产生裂缝的性价比、加工32艺等相对又较尼龙等纤维有一定的内部应力应该小于产生初裂

5、荷载时的内部应力。而对优势。于抗拉强度6O0MPa左右的聚丙烯纤维来说是完全可与混凝土比较，其容重约为混凝土的0．O04倍，以抵抗这一应力的。网状聚丙烯纤维若以0．9k／弹性摸量约为0．05～0．15倍。抗拉强度约为100掺入混凝土后，经搅拌会有700万根／n(7根／cm3)的倍。可以看出聚丙烯纤维是一种高强低弹的材料，网线乱向分布于各相(砂、石、水泥胶体)中，从而达到若混凝土发生变形，则在纤维发生较大的约束应力足够的分布程度。前，混凝土即已破裂。即掺入聚丙烯不会显著提高综合起来，足够的强度和分布程

6、度使得掺人聚混凝土的抗拉强度和抗压强度。丙烯纤维可以抑制裂缝发展。试验表明聚丙烯纤维与混凝土之间有足够的握由于减少裂缝和空洞结构，使得混凝土获得了裹，这样，纤维虽不能阻止裂缝的产生，却可以抑制以下性能的改善。裂缝的进一步发展。试验和经验已证明掺入适量聚①裂缝的减少和聚丙烯纤维相对较低的弹性模丙烯的混凝土的一些方面的性能得到明显改善。量使混凝土可以从脆性变成具有一定的韧性的材2．2聚丙烯纤维对于混凝土性能的影响料，从而具有更强的抗冲击能力。数据表明(见表(1)聚丙烯纤抑制混凝土塑性收缩龟裂。2)，掺有

7、聚丙烯纤维的混凝土试件的抗冲击次数较从微观的角度来看，任何密实的混凝土都存在不掺纤维的成倍提高，并随着纤维掺量的增加而增微裂缝。混凝土的硬化收缩率在8Xl0左右，而加，这一性能对于受反复冲击作用的路面，桥面是十微裂缝的出现一般被认为是由于混凝土的硬化收缩分有利的。维普资讯http://www.cqvip.com第2期聚丙烯纤维混凝土研究及其在桥面连续及伸缩缝处的应用·47·表2抗冲击落重试验表4振捣时间对强度的影响②提高了混凝土的抗渗性。长安大学公路工程检测中心得到的试验结果，纤维混凝土比普通混凝土

8、提高2个抗渗标号。东北林业大学土木工程学院得到的试验结果，干混凝土吸水率比普通混凝土减少23．95％。水泥混凝土聚丙烯纤维的掺入不能提高混凝③提高了混凝土的抗冻性。一方面是由于混凝土的强度可归结为以下三个方面的原因。土渗透水降低而减少了混凝土内部水分，另一方面，由于加入纤_eft后，可以缓解温度变化引起的混凝土(1)纤维使混凝土增稠，流动度降低。在与普通混凝土同样的振捣条件下，影响混凝土的密实度。内部应力的作用，从而提高了混凝土的抗冻性。东北林业大学与黑龙江省7k,q