淺談貴州聚丙烯纖維混凝土的研究與應(yīng)用

一、貴州聚丙烯纖維商品混凝土介紹

商品混凝土，簡稱為“砼”，是指由膠凝材料將集料膠結(jié)成整體的工程復(fù)合材料的統(tǒng)稱。聚丙烯纖維是由丙烯聚合物或共聚物制成的烯烴類纖維。聚丙烯纖維與水泥集料有極強(qiáng)的結(jié)合力，可以迅速而輕易地與商品混凝土材料混合，分布均勻；同時由于細(xì)微，故比表面積大，0.9kg聚丙烯纖維分布在1m3的商品混凝土中，則可使每立方米商品混凝土中就有2000～3000萬根纖維不定向分布在其中，故能在商品混凝土內(nèi)部構(gòu)成一種均勻的亂向支撐體系。當(dāng)微裂縫在細(xì)裂縫發(fā)展的過程中，必然碰到多條不同向的微纖維，由于遭到纖維的阻擋，消耗了能量，難以進(jìn)一步發(fā)展。聚丙烯纖維可以有效地防止或減少裂縫、改善長期工作性能、提高變形能力因而在軍事、交通、房建、機(jī)場、水利等類工程上得到了廣泛的應(yīng)用。

二、貴州聚丙烯纖維商品混凝土性能特點(diǎn)

1.提高商品混凝土抗裂性能。商品混凝土裂縫主要發(fā)生在商品混凝土硬化前，此階段由于水分的蒸發(fā)轉(zhuǎn)移，因而引起商品混凝土內(nèi)部塑性裂縫的產(chǎn)生。摻入聚丙烯工程纖維后，在商品混凝土內(nèi)部形成一種均勻三維不定向分布的支撐體系，延緩和阻止早期商品混凝土塑性裂縫的發(fā)生和發(fā)展，因此起到更為有效的。

2.提高商品混凝土的抗?jié)B性能。商品混凝土摻入少量纖維后，抑制了早期干縮裂縫及離析裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。使商品混凝土孔隙率大大降低，從而使商品混凝土抗?jié)B能力大幅度提高，因此可用于抗?jié)B要求高的商品混凝土工程，如大壩、商品混凝土防滲面板、引水隧洞、工民建的地下室、貯水池、屋面防水等工程。

3.提高商品混凝土抗沖擊性能。纖維與水泥基料有極強(qiáng)的結(jié)合力，纖維能迅速和商品混凝土均勻混合，形成三維不定向支撐體系，當(dāng)商品混凝土承受拉力和沖擊時，均勻分布且數(shù)量眾多的纖維起到了吸收能量和分擔(dān)應(yīng)力的加強(qiáng)筋作用。這一特性對易受到疲勞沖擊的商品混凝土結(jié)構(gòu)，如道路、橋梁、機(jī)場跑道等工程非常有用。

4.提高商品混凝土耐磨性能。商品混凝土摻入少量纖維后，可以控制塑性沉降和塑性收縮龜裂，表面形成質(zhì)地均勻的泌漿膠膜，同時三維不定向體系纖維能較多地吸收能量，增強(qiáng)商品混凝土耐磨性能。

5.提高了商品混凝土抗凍和耐溫差能力。摻入纖維的商品混凝土因纖維具有大分子結(jié)構(gòu)，當(dāng)外界溫度為40℃時，它具有收縮性，當(dāng)外界溫度為-40℃時，玻璃態(tài)和結(jié)晶態(tài)大分子具有抗收縮性，這種性能彌補(bǔ)了商品混凝土熱脹冷縮的特性，緩解溫度變化而引起的商品混凝土內(nèi)部應(yīng)力作用，阻止溫度裂縫的擴(kuò)展?？蓮V泛應(yīng)用于寒冷地區(qū)商品混凝土工程。

三、聚丙烯纖維商品混凝土工程應(yīng)用

在威海市某標(biāo)志性工程項(xiàng)目的商品混凝土施工過程中，聚丙烯纖維作為商品混凝土的一種填料，加入商品混凝土中進(jìn)行生產(chǎn)。該工程被市委市政府定為市重點(diǎn)工程，由主樓和裙樓組成，建筑總高度45米。澆筑部位——基礎(chǔ)筏板，商品混凝土厚度達(dá)1.2m，采用了強(qiáng)度等級C40P6的商品混凝土，工程量約15000 m3，屬于大體積商品混凝土施工，分五次進(jìn)行澆筑。在控制大體積商品混凝土溫差裂縫的同時，還要考慮商品混凝土的抗裂、抗?jié)B及抗沖刷等性能。

（1）原料進(jìn)廠。按批次抽樣檢驗(yàn)后，各種原材料方可入廠。聚丙烯纖維作為聚丙烯纖維商品混凝土的一種重要原材料之一，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：a.通過廠家提供的產(chǎn)品合格證及檢驗(yàn)報(bào)告，判斷該種纖維是否滿足該種商品混凝土的要求。b.要求生產(chǎn)廠家將聚丙烯纖維按一定重量分袋包裝（0.6kg/袋～0.9kg/袋），方便計(jì)量、投放。c.不易暴曬，應(yīng)堆放在干燥、陰涼處，以免材料老化變性。

（2）上料計(jì)量。

（3）泵送。泵送澆注商品混凝土應(yīng)注意的幾點(diǎn)要求：a.開始泵送時，商品混凝土處于慢速、勻速并隨時可反泵的狀態(tài)。泵送速度，先慢后快，逐步加速。同時，觀察商品混凝土泵的壓力和各系統(tǒng)的工作情況，待各系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)順利后，方可以正常速度進(jìn)行泵送。b.泵送前，應(yīng)先用適量的與商品混凝土內(nèi)成分相同的水泥砂漿潤滑輸送管內(nèi)壁。預(yù)計(jì)泵送間歇時間超過45min或商品混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象時，應(yīng)立即用壓力水或其他方法沖洗管內(nèi)殘留的商品混凝土。c.將高強(qiáng)商品混凝土倒入料斗時，應(yīng)注意下料的高度和方向，以免高強(qiáng)商品混凝土離析或骨料過于集中在一個缸內(nèi)。

（4）澆筑、養(yǎng)護(hù)。a.商品混凝土入模后，處于松散狀態(tài)，不僅不能很好填滿模具，而且其強(qiáng)度和對鋼筋的握裹力都不能達(dá)到設(shè)計(jì)和使用要求。澆筑聚丙烯纖維商品混凝土采用高頻振搗器。分層與布點(diǎn)合理，避免欠振與過振。b.使用插入式振動器進(jìn)行搗實(shí)。振動頻率和時間以能使拌合物中的所含空氣成分逸出為準(zhǔn)，達(dá)到表面平整，從而使強(qiáng)度等各種性能符合設(shè)計(jì)要求。振動器震動間距控制在30～40cm，插入深度約50mm，板面使用二次振搗工藝，20～30min后進(jìn)行復(fù)振。c.澆筑完畢后應(yīng)根據(jù)季節(jié)不同及時做好相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)工作。保證聚丙烯纖維商品混凝土表面處于溫潤狀態(tài)，保證早期強(qiáng)度的增加。

（5）安全措施。a.聚丙烯纖維屬于易燃物品，使用及堆放時需遠(yuǎn)離電氣焊及其它火源。嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)場用火制度，接受相關(guān)部門的檢查。b.對投放聚丙烯纖維的操作人員及時發(fā)放安全技術(shù)交底，并對其進(jìn)行培訓(xùn)后方可上崗。不要讓纖維進(jìn)入眼睛，施工中不宜從高空拋灑，一旦進(jìn)入眼睛，千萬不能揉眼，要翻開眼瞼用大量清水沖洗后就醫(yī)。c.設(shè)專人對廠區(qū)定期進(jìn)行安全檢查，并建立檢查記錄，時期有可追溯性。d.倉庫、料場應(yīng)配備足夠的消防器材，對易燃材料要集中管理，并設(shè)有明顯標(biāo)志。

研究成果和工程經(jīng)驗(yàn)證明，貴州聚丙烯纖維能減少和防止商品混凝土在塑性和初期硬化階段的收縮裂縫產(chǎn)生，從而提高防滲、抗凍、抗沖磨等性能。目前，在國內(nèi)許多大型的商品混凝土工程中，為提高商品混凝土的抗裂性能都采用聚丙烯纖維商品混凝土。商品混凝土硬脆性能的缺陷，促成纖維在建筑商品混凝土的進(jìn)一步應(yīng)用，以此來改善工程的品質(zhì)，增長建筑物的使用壽命。由此可見，隨著技術(shù)的發(fā)展，聚丙烯纖維商品混凝土將作為今后商品混凝土的一個發(fā)展方向，有廣泛的應(yīng)用前景。

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