聚丙烯纤维在混凝土中的应用探讨.doc

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1、聚丙烯纤维在混凝土中的应用探讨纤维混凝十是近年来在国际与国内迅速发展的新型复合材料，其中尤以聚丙烯纤维混凝十发展最快，它以优良的抗渗、抗冻、抗冲磨、抗冲击等性能而广泛用于公路、机场、桥梁、水工、建筑等领域。目前，美国介成纤维混凝土的使用量己片混凝土总产值的7%,我国ft201H：纪90年代中期开始，己冇数以千计的工程采用聚丙烯纤维混凝土，并取得显著成效。二、聚丙烯纤维的特性聚丙烯是一种结构规整的结晶型聚合物，为乳白色、无味、无毒。质轻的热塑性塑料，密度为0.9〜0.91g/cm3,是现有•树脂中最轻的一种，它不溶于水，耐热性能良好

2、，在121oC~160°C连续耐热，熔点为165°C〜170°C,聚丙烯儿乎不吸水，与大多数化学品如酸、碱、盐不发生作用,物理机械性能良好,抗拉强度3.3x107-4.14x107Pa,抗压强度4.14x107〜5.51x107Pa,伸长率200%〜700%，因此聚丙烯有较好的加工性能，聚丙烯可纺、可塑、拉膜、吹膜以及真空成型等。并不是任何未经专门处理的聚丙烯纤维都能川于制备纤维混凝十-，混凝十-材料川合成纤维应貝冇较高的耐碱性及水泥基体的分散性打粘结性能，普通的聚丙烯纤维存在着耐老化性能差、混凝十中搅拌易结成团等缺点，不能直接在

3、工程中应川，只冇经过改性处理的纤维，才能与水泥基材共同T作，早期的纤维混凝土所掺用的聚丙烯纤维大多采用聚丙烯膜裂纤维，20lit纪80年代初，美国成功开发出单丝聚丙烯纤维，山于这种纤维成本低，以及改善混凝十.效果显著，而广泛用在地下工程防水、工业与民用建筑屋面、地面以及公路、桥梁工程中。二、对混凝土物理性能的影响1、减少离析，改善和易性普通混凝土从搅拌到硬化完成Z前,经常会出现离析及泌水现象,山于聚丙烯纤维的掺入,均匀散布的纤维在混凝土中呈现三维网络结构，起到了支撑集料的作用，阻止了粗、细骨料的下沉，抑制了新扌半混凝土的泌水和离析

4、，从而改善了混凝土拌合物的和易性。2、凝结时间混凝土中加入低掺率的聚丙烯纤维，I大I粘聚性增大，坍落度会略仃卜降，打等强度不掺纤维的混凝土相比，初凝时间提前I〜1.5h,终凝时间也略仃提前，但是不会对混凝土的丁作性能产生不利影响。3、减少混凝土的收缩裂缝混凝土的塑性收缩及干缩裂缝，主要是山于混凝土内部因为收缩而出现的拉应变超过了混凝土的极限应变值所致。众所周知，混凝土的极限拉伸率相当低一般仅为0.01%〜0.20%,而聚丙烯纤维的极限拉伸率高达15%〜18%，当数T万根聚丙烯单丝纤维均匀散布于混凝土当中时，即可承受因混凝十收缩而产

5、生的拉应变，延缓或阻止混凝十内部微裂缝及表面宏观裂缝的发生发展。根据混凝土配合比、养护条件及合成纤维的品牌及掺量，聚丙烯纤维的掺入能使混凝土的非结构裂缝减少50%-90%。4、提高混凝土的耐火性高强混凝土山于密度大，在遇火灾经受战温后，内部的水蒸汽散发不出去，巨大的蒸汽内压使混凝十构件产僅爆裂。在混凝十中掺入一定量的聚丙烯纤维，高温能使聚丙烯纤维熔化，在混凝土内部形成微细孔隙，散发水熬汽，防止构件在火灾中发生爆裂。四、对混凝土力学性能的影响1、提高抗压、抗折强度研究结果表明，混凝土中掺加聚丙烯纤维可明显提高混凝土的抗压、抗折等性能

6、，其掺量在达到0.1%前强度增加较明显，在达到0.1%后随掺量的增加强度提高较慢。掺入少量低弹性模量度晓丙烯纤维促进混凝土抗压、抗折强度的增长，是纤维的补强效应,而非增强效应，主要在于聚丙烯纤维的阻裂效应，减少了裂缝产生和发展的儿率，混凝土得以保持较好的完整性和连续性，从而间接地促进了强度增长。2、提高抗冲击性及抗疲劳性冇资料表明，掺加聚丙烯纤维仃助于提高混凝十的抗疲劳性及抗冲击性，这是山于纤维的阻裂作用所致，在混凝土受冲击荷载作用时，纤维可以阻止混凝土中裂缝的扩散与发展，间接地提高了混凝土的抗疲劳性及抗冲击性。国家建筑材料测试中

7、心试验结果表明，掺冇0.05%打0.1%纤维的砂浆抗冲击强度比素砂浆分别提高17.7%与25.8%。3、提高韧性聚丙烯纤维加入水泥基体，对基材的韧性仃明显增进作用，既使掺加体积率仅为0.05%的聚丙烯纤维，也可以使混凝土受弯的韧性指数有明显提烏，其韧性提成的主要机制是山丁纤维使混凝土在达到抗折极限强度后仍然保留着高丁-索混凝土的裂后强度。4、弹性模量冇资料显示，低掺率的聚丙烯纤维对混凝十的静态弹性模量并无明显影响，但对混凝十受压或受拉的弹性模量右比较大的影响。科研人员根据聚丙烯纤维增强混凝土弹性模量®混凝土强度等级建立关系，并取整

8、数后得到设计应用的聚丙烯纤维增强混凝土的弹性模量值，与新颁布的国家标准规定混凝土受压或受拉的弹性模量值对应比较，其变动范I韦I均低于设计规范规定的许用谋差5%,相关数据表明，混凝十强度等级越高，聚丙烯纤维混凝十弹性模量值与设计规范规定值之间的差异越