1、浅析聚丙烯纤维在混凝土中的应用摘要：本文从聚丙烯纤维对混凝土的增稠效应、阻裂效应和界面效应等方面阐述了聚丙烯纤维在混凝土中的应用。 关键词：聚丙烯纤维 增稠效应 阻裂效应 界面效应 中图分类号：TQ178文献标识码：A 前言：混凝土是建筑工程中最重要的材料，混凝土的产生已经有 100多年历史，随着混凝土外加剂和掺合料的应用，混凝土已经由单一的干硬性发展成为高流态、高强度、高耐久性的高性能混凝土。但是混凝土固有的弱点是因其脆性而产生容易产生裂缝，尤其是高强度混凝土脆性显著，塑性明显下降，当结构受弯时，荷载等于混凝土荷载的 15%20%时就会产生裂缝，随着裂缝的扩展，混凝土结构的使用寿命大大缩短。
2、裂缝问题一直是混凝土领域的一个课题，掺膨胀剂的补偿收缩混凝土在混凝土建筑物的抗渗和防裂方面应用很多，膨胀剂的确对混凝土的早期裂缝有一定得控制效果，然而因施工、养护等问题，混凝土的裂缝仍是难免，在混凝土中掺入一定量的聚丙烯纤维，会有效地克服以上缺点。本文从聚丙烯纤维的增稠效应、阻裂效应、界面效应等方面，探讨聚丙烯纤维在混凝土中的应用。 一、聚丙烯纤维对混凝土的作用 聚丙烯纤维是以聚丙烯颗粒为原料，经特殊工艺加工处理而成的高强束状单丝纤维，其化学性能稳定，耐强酸、耐强碱，导电性弱，加入混凝土砂浆中，与水泥、外加剂等不会有任何冲突或化学反应，可以有效地控制混凝土的固塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起
3、的微裂缝，防止并抑制混凝土裂缝的形成和发展，从而大大提高混凝土的抗裂抗渗性能，能够增强混凝土的韧性，最终提高建筑物的耐久性。 二、聚丙烯纤维对混凝土的增稠效应 稠度是指新拌混凝土的流动程度，是衡量混凝土工作性能的一项重要指标。增大新拌混凝土的稠度才能减少新拌混凝土的泌水、离析。采用宣城海螺水泥有限公司生产 P.O42.5 水泥测试聚丙烯纤维对新拌混凝土维勃稠度的影响见表 1。 表 1 聚丙烯纤维对新拌混凝土维勃稠度的影响 纤维掺量（kg/m3） 基准 0.6 0.9 1.2 1.8 体积比 0 2/3 1 4/3 2 维勃稠度 6 6.5 7.2 8.5 9.8 从表 1 可以看出，掺入聚丙烯
4、纤维后，新拌混凝土的稠度有所提高，并且随着纤维掺量的加大而更加显著。由于聚丙烯纤维的增稠效应，使混凝土振动的密实难度增加，影响硬化混凝土的强度。表 2 为不同振动时间对混凝土抗压强度的影响。 表 2 为不同振动时间对混凝土抗压强度的影响。 纤维掺量（kg/m3） 体积比 振动时间（s） 抗压强度（MPa） 0 0 20 36.5 40 37.2 0.6 2/3 20 34.9 0.6 2/3 40 38.0 0.9 1 20 33.8 40 37.4 1.2 1.2 4/3 4/3 20 33.0 40 36.9 60 37.5 1.8 2 20 31.2 40 36.0 60 37.4 从表
5、 2 可以看出，当振动时间在 20s 时，聚丙烯纤维的掺入使混凝土的强度有所降低，当振动时间延长至 40s 时混凝土的强度有所提高，纤维混凝土的强度增长幅度大于基准混凝土，振动时间延长至 60s 时，其强度值与基准混凝土接近。 强度试验的结果和混凝土维勃稠度的结果具有很好相关性，表明聚丙烯纤维的增稠效果是存在的，为了降低聚丙烯纤维的增稠效应对混凝土强度的影响，在实际施工时要延长混凝土振捣时间以提高混凝土的实物强度。 三、聚丙烯纤维对混凝土的阻裂效应 聚丙烯纤维的阻裂效应是指对混凝土早期塑性开裂的抑制作用，这也是聚丙烯纤维掺入的最主要作用效应。每 m3 混凝土中只要掺加 0.9kg,的聚丙烯纤维
6、，纤维丝在混凝土中的数量就高达 3 千万根左右，而且在混凝土里面分包均匀，呈三维乱向。在混凝土内部结构里能起到很到的承托作用。特别对防止混凝土早期容易出现的离析沉降裂缝、塑性收缩裂缝、干缩裂缝等方面尤为明显。宏观上理解聚丙烯纤维对混凝土的阻裂作用可以理解为对混凝土早期的增强作用。这种增强作用的显著性和聚丙烯纤维在混凝土中的分布程度有关，即纤维越细，分布程度越广，纤维间距越小，增强效果就越明显。表 3 为演示纤维的掺入对混凝土的阻裂效应，其试验温度为 26，相对湿度 50%，用电风扇定点吹风。 表 3 为聚丙烯纤维阻裂效应试验 纤维掺量（kg/m3） 0 0.6 0.9 1.2 1.8 塑性裂缝
7、宽度（mm） 1.182 0.924 0.819 0.702 0.504 由表 3 可见，随着聚丙烯纤维的掺加，有效地降低了混凝土的塑性收缩裂缝的宽度，并且随着聚丙烯纤维掺量的加大，进一步缩短了纤维的间距，聚丙烯纤维的阻裂效应更加明显。 实际上聚丙烯纤维的阻裂效应不仅仅表现在能阻止可见塑性裂缝的产生，还能有效地抑制混凝土内部由于失水、水化热、泌水、收缩温差引起的微裂纹，使混凝土具有较好的整体性。 四、聚丙烯纤维对混凝土的界面效应 由于聚丙烯纤维的细度小，比表面积大，在混凝土中分散后获得较大的纤维基材界面。因聚丙烯纤维的不亲水性，造成纤维基材界面呈弱界面效应，对混凝土强度不利。掺入矿粉、优质粉煤
8、灰等活性材料是改善纤维基材界面的一种有效方法。本试验测定了掺入粉煤灰对改善掺聚丙烯纤维混凝土强度的影响。 表 4 掺入粉煤灰对聚丙烯纤维混凝土强度的影响 强度 品种 粉煤灰掺量 基准混凝土 纤维混凝土 7d 28d 60d 7d 28d 60d 0 24.0 35.0 37.1 23.0 34.2 36.5 15% 21.5 35.9 38.9 22.5 36.5 39.5 20% 19.0 36.0 38.8 21.4 37.4 38.8 25% 16.5 34.2 37.2 18.9 35.1 37.9 注：选用配合比为 C30 配合比，水泥为宣城海螺公司产 P.O42.5 水泥，粉煤灰为
9、南京板桥电厂级粉煤灰，纤维掺量为 0.9kg/m3。 从表 4 可见，掺入粉煤灰能够有效提高混凝土的后期强度，有效地改善了因掺加聚丙烯纤维产生界面效应而使混凝土强度下降的趋势。这也是由于粉煤灰后期的火山灰效应，增强了混凝土的后期强度。 五、结语 1.通过对聚丙烯纤维的增稠效应、阻裂效应、界面效应等方面的探讨，分析了聚丙烯纤维对混凝土的作用效果。 2.增稠效应有利于减少混凝土的泌水、离析，但是不利于混凝土的密实性。为了防止掺入聚丙烯纤维造成混凝土强度下降，在实际应用中需延长混凝土的振捣时间以提高混凝土的强度。 3.聚丙烯纤维的开裂作用是指对混凝土早期的开裂作用，也是聚丙烯纤维最主要的作用效应。 4.聚丙烯纤维纤维基石界面呈弱界面效应，对混凝土强度不利，可以通过掺入矿粉、粉煤灰等优质掺合料而加以改善。 5.掺加聚丙烯纤维在我公司承建的高淳县武家嘴国际大酒店工程中得到大量的应用，在该工程 3 万方人防混凝土的施工过程中，抑制混凝土早期裂缝的作用效果特别明显，有效地克服了混凝土早期裂缝的难题。
