聚丙烯纤维混凝土的 抗裂性 经济学剖析

一、概述

聚丙烯纤维是一种新型的混凝土纤维，被建筑工程界称为混凝土的"次要加

强筋"，它是一种经特殊工艺停止纺丝、切断、亲水处置后消费的高强度束状单

丝纤维，参加混凝土或砂浆中后，可起到有效控制混凝土因固塑性收缩、干缩、温度变化等惹起的微裂痕，避免或抑止裂痕构成及开展，大大改善混凝土防裂、抗渗、抗冲击才能等作用。

二、聚丙烯纤维的作用机理

聚丙烯纤维化学性质稳定，它主要经过改动混凝土的物理力学性能来到达改动混凝土内部构造的效果。聚丙烯纤维自身与混凝土骨料、水泥、外加剂不会发作任何抵触，与混凝土有良好的亲和性，能够疾速而随便地与混凝土资料混合，而且它在混凝土中的散布极端平均，在电子显微镜下察看，每立方厘米混凝土内的纤维丝可到达20多条。由于聚丙烯纤维同水泥基体有严密的分离力，能在混凝土中构成一种平均的乱向支持体系，所以它掺入混凝土能产生有效的三维增强效果，就像在混凝土中参加了大量的微小细筋，同时它的效果又远远比增强钢筋的效果明显。

聚丙烯纤维在混凝土中的乱向散布有助于削弱混凝土的塑性收缩，它使收缩能量被分散到混凝土中具有高强度低弹性模量的纤维上，使纤维吸收局部能量，从而极大地进步了混凝土的韧性，抑止了微细裂痕的产生和开展。同时，由无数根纤维在混凝土内部构成的支撑体系，能够有效地避免混凝土骨料的离析，保证混凝土早期泌水性的平均，从而避免了沉降裂纹的构成。工程理论也标明，参加聚丙烯纤维，是控制混凝土塑性收缩、干裂等非构造性裂痕的有效手腕。

三、混凝土中添加聚丙烯纤维的作用效果

•(一)保证混凝土的均质性。

混凝土在浇灌后，通常都会发作离析现象，即比重较大的骨料下沉与水泥砂浆有所别离，同时混凝土外表呈现析水，并因而降低了混凝土的均质性，使混凝土上、下部位的性能呈现差别，严重时还会使混凝土呈现裂痕。而在混凝土掺加适量聚丙烯纤维后，平均散布于混凝土中的纤维，能够起到承托作用并阻止上述离析现象的发作，从而保证了混凝土的均质性。

•(二)进步混凝土的抗裂性。

塑性状态的混凝土强度极低，而刚浇灌后的混凝土，常会因气候枯燥或刮风等缘由招致混凝土外表失水较大，使混凝土发作塑性收缩而呈现裂痕。硬化的混凝土由于存在枯燥收缩、温度收缩及碳化收缩，内部会产生各种收缩应力(拉应力)，当混凝土构造内产生的拉应力超越混凝土的抗拉强度时，混凝土就会产生大量裂痕。

而聚丙烯纤维参加混凝土后，就有大量的单丝纤维平均地散布于混凝土中，并在混凝土内部构成了平均的乱向支撑体系，从而使收缩变形惹起的微裂痕，在产生过程中遭遇到纤维的阻挠，能量被耗费后微裂痕就难以进一步开展。

•(三)进步混凝土的抗渗性。

掺入聚丙烯纤维可大幅度进步水泥基材的抗渗性，这也要归功于平均散布在混凝土基材中的数以千万计的细纤维。掺加纤维的混凝土基材，在限制收缩的条件下，因失水干缩而引发裂痕，但由于纤维存在阻裂作用，从而显著减少了初始裂痕的数量，有效地抑止了裂痕的宽度和长度，从而大大降低了生成连通裂痕的可能性。测试标明:0.1体积掺量的纤维混凝土比普通混凝土抗渗才能进步100%以上。

•(四)进步混凝土的抗冻融性。

掺入少量短切聚丙烯纤维的混凝土，其抗冻融性会大大进步。按混凝土抗冻实验法，经25次重复冻融，混凝土不会发作分层与龟裂现象。其缘由就在于:纤维在混凝土资料内部各方向上的随机平均散布，对资料整体产生微加筋作用，缓解了温度变化惹起的混凝土内部应力作用，阻止了温度裂痕的扩展;同时，聚丙烯纤维混凝土抗渗才能的进步，也有利于其抗冻才能的进步。

•(五)进步混凝土的耐火性和遇火时的平安性。

混凝土受热爆裂的过程，就是混凝土中的水分从混凝土内部逸出的过程。随着温度的不时升高，混凝土强度损失的速率随之增加，温度到达600℃时，混凝土的强度会损失50%，到达800℃时，强度损失80%左右。

高强度混凝土，由于密实度高、孔隙率低，蒸发通道不畅，水分能尽快逸出，从而会产生简直到达饱和蒸汽压的过高蒸汽分压，由于蒸汽分压远远超越了混凝土抗拉强度，最终必然招致混凝土不能抵御内部压力而爆裂。但高性能混凝土参加聚丙烯纤维后，状况会发作变化。当温度为180℃，混凝土还处于自蒸阶段时，构造的内部压力还不是很大，同时由于聚丙烯纤维的熔点极低(杜拉纤维的熔点为165℃)，它在较低的温度下就会凝结，而且凝结后的液态体积远小于其为固态时所占的空间，于是聚丙烯纤维凝结后会构成众多小孔隙，而且由于聚丙烯纤维分散平均性，纤维细小、量多，从而使得混凝土内部孔隙构造发作变化，孔隙的连通性增强，为混凝土内部水分的合成蒸发提供了便当通道，也就降低了由于水分蒸发所构成的气压，使混凝土构造内部压力大降低，从而避免了爆裂现象的产生。

•(六)进步混凝土的抗冲击性。

聚丙烯纤维固然刚度较低，传送荷载的才能差，但它能够有效地减小裂痕尺度，加强资料介质连续性，减小冲击波被阻断惹起的部分应力集中现象。而且纤维与水泥基料有极强的分离力，纤维能疾速地和混凝土平均混合，构成三维不定向支撑体系，所以，当混凝土接受拉力和冲击时，平均散布且数量众多的纤维会起到吸收能量和分担应力的增强筋作用。

实验证明，由于聚丙烯纤维的掺入，当混凝土受冲击荷载作用时，纤维起到了

阻止混凝土中裂痕扩散与开展的作用，从而改善了混凝土的整体性能，使混凝

土的抗疲倦性有很大加强。