纖維在提高混凝土性能方面扮演著日益重要的角色。聚丙烯纖維混凝土是一種摻入少量短切聚丙烯纖維來增強或改善混凝土某些性能的復合材料。大量的室內(nèi)試驗和工程實踐證明,聚丙烯纖維混凝土具有抑制塑性收縮裂縫、抗沖擊和彎曲疲勞性能較好、抗松散性較好、剩余強度較高、抗?jié)B性較好、抗拉及抗折彎強度有所增加、耐氣老化、抗凍融性較好等優(yōu)點。利用這些優(yōu)點,聚丙烯纖維混凝土在高層建筑的地下室、污水處理廠的污水池、港區(qū)路面、高速公路路面、碼頭貨物料場以及地下洞室、護坡等工程中得到了廣泛的應用,并收到了良好的效果。
國外對聚丙烯纖維混凝土的研究,開始于20世紀60年代。1975年,在國際材料與結構實驗室聯(lián)合會論文集《纖維增強水泥與混凝土》上,對有關聚丙烯纖維混凝土的各項性能、計算方法、施工技術等均有較全面的論述。20世紀80年代初期,為解決軍用混凝土工事在受炮火攻擊后的抗碎問題和軍事工程的耐久性問題,美國軍隊工程師的混凝土專家與美國最大的化工產(chǎn)品企業(yè)———合成工業(yè)公司聚丙烯材料專家共同研制出用于混凝土增強的聚丙烯纖維,并已大量應用于機場跑道、高層建筑地下室等工程中。美國最大的丹佛機場(總面積超過53平方英里,設計年客流量1.1億人次),其機場跑道、停機場機庫、地下傳輸通道等,都采用了摻加聚丙烯纖維網(wǎng)的混凝土,效果良好,路面沒有出現(xiàn)龜裂和斷裂現(xiàn)象。
由于聚丙烯纖維抑制了混凝土的塑性收縮,克服了原生裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展,因而聚丙烯纖維混凝土抗?jié)B性得到了提高。有研究表明,摻量為1.18kg/m3聚丙烯纖維混凝土比普通混凝土可減少79%的滲水。聚丙烯纖維鋼筋混凝土在模擬海洋環(huán)境下進行的滲透試驗表明，纖維摻量為0.05%和0.1%混凝土中的鋼筋比普通混凝土中的鋼筋分別遲9天和11天銹蝕。在南京水利科學研究院進行的抗?jié)B試驗表明,摻聚丙烯纖維混凝土的水灰比雖比普通混凝土大,但最終加壓到2.1MPa時,其滲水高度比普通混凝土減少16%～ 49%,可見其抗?jié)B能力優(yōu)于普通混凝土。這些試驗都說明少量短切聚丙烯纖維加入混凝土后可增加混凝土的致密性,有效的防止和延緩了滲水、潮濕氣體和氯化物有害物質(zhì)對混凝土的侵蝕和受力鋼筋的銹蝕,從而提高了建筑物的耐久性。
聚丙烯纖維混凝土提高建筑耐久
