聚丙烯纖維混凝土的 抗裂性 經濟學剖析

一、概述

聚丙烯纖維是一種新型的混凝土纖維，被建筑工程界稱為混凝土的"次要加

強筋"，它是一種經特殊工藝停止紡絲、切斷、親水處置后消費的高強度束狀單

絲纖維，參加混凝土或砂漿中后，可起到有效控制混凝土因固塑性收縮、干縮、溫度變化等惹起的微裂痕，避免或抑止裂痕構成及開展，大大改善混凝土防裂、抗滲、抗沖擊才能等作用。

二、聚丙烯纖維的作用機理

聚丙烯纖維化學性質穩定，它主要經過改動混凝土的物理力學性能來到達改動混凝土內部構造的效果。聚丙烯纖維自身與混凝土骨料、水泥、外加劑不會發作任何抵觸，與混凝土有良好的親和性，能夠疾速而隨便地與混凝土資料混合，而且它在混凝土中的散布極端平均，在電子顯微鏡下察看，每立方厘米混凝土內的纖維絲可到達20多條。由于聚丙烯纖維同水泥基體有嚴密的分離力，能在混凝土中構成一種平均的亂向支持體系，所以它摻入混凝土能產生有效的三維增強效果，就像在混凝土中參加了大量的微小細筋，同時它的效果又遠遠比增強鋼筋的效果明顯。

聚丙烯纖維在混凝土中的亂向散布有助于削弱混凝土的塑性收縮，它使收縮能量被分散到混凝土中具有高強度低彈性模量的纖維上，使纖維吸收局部能量，從而極大地進步了混凝土的韌性，抑止了微細裂痕的產生和開展。同時，由無數根纖維在混凝土內部構成的支撐體系，能夠有效地避免混凝土骨料的離析，保證混凝土早期泌水性的平均，從而避免了沉降裂紋的構成。工程理論也標明，參加聚丙烯纖維，是控制混凝土塑性收縮、干裂等非構造性裂痕的有效手腕。

三、混凝土中添加聚丙烯纖維的作用效果

?(一)保證混凝土的均質性。

混凝土在澆灌后，通常都會發作離析現象，即比重較大的骨料下沉與水泥砂漿有所別離，同時混凝土外表呈現析水，并因而降低了混凝土的均質性，使混凝土上、下部位的性能呈現差別，嚴重時還會使混凝土呈現裂痕。而在混凝土摻加適量聚丙烯纖維后，平均散布于混凝土中的纖維，能夠起到承托作用并阻止上述離析現象的發作，從而保證了混凝土的均質性。

?(二)進步混凝土的抗裂性。

塑性狀態的混凝土強度極低，而剛澆灌后的混凝土，常會因氣候枯燥或刮風等緣由招致混凝土外表失水較大，使混凝土發作塑性收縮而呈現裂痕。硬化的混凝土由于存在枯燥收縮、溫度收縮及碳化收縮，內部會產生各種收縮應力(拉應力)，當混凝土構造內產生的拉應力超越混凝土的抗拉強度時，混凝土就會產生大量裂痕。

而聚丙烯纖維參加混凝土后，就有大量的單絲纖維平均地散布于混凝土中，并在混凝土內部構成了平均的亂向支撐體系，從而使收縮變形惹起的微裂痕，在產生過程中遭遇到纖維的阻撓，能量被耗費后微裂痕就難以進一步開展。

?(三)進步混凝土的抗滲性。

摻入聚丙烯纖維可大幅度進步水泥基材的抗滲性，這也要歸功于平均散布在混凝土基材中的數以千萬計的細纖維。摻加纖維的混凝土基材，在限制收縮的條件下，因失水干縮而引發裂痕，但由于纖維存在阻裂作用，從而顯著減少了初始裂痕的數量，有效地抑止了裂痕的寬度和長度，從而大大降低了生成連通裂痕的可能性。測試標明:0.1體積摻量的纖維混凝土比普通混凝土抗滲才能進步100%以上。

?(四)進步混凝土的抗凍融性。

摻入少量短切聚丙烯纖維的混凝土，其抗凍融性會大大進步。按混凝土抗凍實驗法，經25次重復凍融，混凝土不會發作分層與龜裂現象。其緣由就在于:纖維在混凝土資料內部各方向上的隨機平均散布，對資料整體產生微加筋作用，緩解了溫度變化惹起的混凝土內部應力作用，阻止了溫度裂痕的擴展;同時，聚丙烯纖維混凝土抗滲才能的進步，也有利于其抗凍才能的進步。

?(五)進步混凝土的耐火性和遇火時的平安性。

混凝土受熱爆裂的過程，就是混凝土中的水分從混凝土內部逸出的過程。隨著溫度的不時升高，混凝土強度損失的速率隨之增加，溫度到達600℃時，混凝土的強度會損失50%，到達800℃時，強度損失80%左右。

高強度混凝土，由于密實度高、孔隙率低，蒸發通道不暢，水分能盡快逸出，從而會產生簡直到達飽和蒸汽壓的過高蒸汽分壓，由于蒸汽分壓遠遠超越了混凝土抗拉強度，最終必然招致混凝土不能抵御內部壓力而爆裂。但高性能混凝土參加聚丙烯纖維后，狀況會發作變化。當溫度為180℃，混凝土還處于自蒸階段時，構造的內部壓力還不是很大，同時由于聚丙烯纖維的熔點極低(杜拉纖維的熔點為165℃)，它在較低的溫度下就會凝結，而且凝結后的液態體積遠小于其為固態時所占的空間，于是聚丙烯纖維凝結后會構成眾多小孔隙，而且由于聚丙烯纖維分散平均性，纖維細小、量多，從而使得混凝土內部孔隙構造發作變化，孔隙的連通性增強，為混凝土內部水分的合成蒸發提供了便當通道，也就降低了由于水分蒸發所構成的氣壓，使混凝土構造內部壓力大降低，從而避免了爆裂現象的產生。

?(六)進步混凝土的抗沖擊性。

聚丙烯纖維固然剛度較低，傳送荷載的才能差，但它能夠有效地減小裂痕尺度，加強資料介質連續性，減小沖擊波被阻斷惹起的部分應力集中現象。而且纖維與水泥基料有極強的分離力，纖維能疾速地和混凝土平均混合，構成三維不定向支撐體系，所以，當混凝土接受拉力和沖擊時，平均散布且數量眾多的纖維會起到吸收能量和分擔應力的增強筋作用。

實驗證明，由于聚丙烯纖維的摻入，當混凝土受沖擊荷載作用時，纖維起到了

阻止混凝土中裂痕擴散與開展的作用，從而改善了混凝土的整體性能，使混凝

土的抗疲倦性有很大加強