纤维混凝土在大体积混凝土施工中的应用探索

　　【摘 要】目前大体积混凝土结构的施工项目已经较为常见，但是大体积混凝土的裂缝质量通病却还没有得到很好的改善。虽然目前已经有很多关于防治大体积混凝土产生裂缝的施工技术，但是受客观因素或主观因素的影响，这些裂缝防治技术似乎很难起到很好的效果。现本文就来介绍一种新的裂缝防治方法，即利用聚丙烯纤维的特殊性能来解决这一问题。文章首先分析了聚丙烯纤维的相关概念和应用特点，继而以某工程为例，详细分析了其在大体积混凝土裂缝防治中的应用。

　　【关键词】大体积混凝土；聚丙烯纤维；裂缝；控制

　　随着科技和工业水平的不断提升，越来越多的新型材料逐渐被应用在现代建筑工程施工中，还有些材料是在传统材料的基础上添加其他物质或利用特殊工艺改良后的新材料，例如聚丙烯纤维混凝土。由于聚丙烯本身是一种具有很多纤维特性的材料，其在与混凝土结合后可以产生很强的握裹力，能够极大的增强混凝土的抗裂抗拉性能，实现很好的裂缝防治效果。除此之外，聚丙烯纤维还能改善混凝土的其他性能，且价格较为低廉，因此是一种极具发展潜力的新型建筑材料。以下本文就来分析其在大体积混凝土裂缝防治中的具体应用。
　　1、聚丙烯纤维在混凝土中的应用特点
　　聚丙烯纤维的主要成为是聚丙烯，其是通过特殊工艺而形成的高分子有机材料。将聚丙烯纤维应用在混凝土中能够极大的提高混凝土的各项性能，主要可以体现在以下几方面：
　　1.1增大混凝土的抗裂、抗拉、防渗性能。将聚丙烯纤维添加到混凝土浆液后，能够利用单丝纤维的作用提高浆液的抗裂能力，经过试验证明，其能够将混凝土的抗裂性能提高70%，将其防渗性能提高65%左右。
　　1.2增强混凝土的抗冲击性和耐磨性。尽管聚丙烯纤维的刚度不高，也不能很好的传递荷载，不过其能够吸收一定的冲击力，因而能够在混凝土内部阻止部分应力过于集中从而引起裂缝现象。可以说，聚丙烯纤维极大的提高了混凝土的抗冲击性与耐磨性。
　　1.3提高混凝土的耐久性和抗冻性。与增强混凝土的抗冲击性一样，聚丙烯纤维可以利用其吸收应力的作用来缓解温度应力对混凝土结构的破坏，从而避免温差裂缝的产生。通过改善其抗冻性能和抗疲劳性，很好的提高了混凝土的耐久性。
　　2、工程实例分析
　　由上述分析我们可以看出，将聚丙烯纤维添加到混凝土中能够极大的提高混凝土的品质，改良其多种性能，使混凝土在建筑结构施工中发挥出更好更大的作用。那么聚丙烯纤维是如何运用到混凝土施工中的呢？以下笔者就通过某大体积混凝土工程实例来详细介绍其具体应用。
　　2.1工程概况
　　某工程的基础需要进行大体积混凝土结构施工，该基础的长宽分别为17m、14.5m，要求太高不低于2m，需要的混凝土总量达744m3，已经属于大体积混凝土的施工范畴。目前大体积混凝土结构施工中最需要注意的问题就是混凝土的裂缝防治问题，如何防治混凝土裂缝也是大体积混凝土施工的难点。为了能够有效的解决这一难题，设计人员决定采用在混凝土浆液中掺入一定量的聚丙烯纤维。聚丙烯纤维在掺入混凝土中以后，不会对混凝土的化学性质产生任何影响，其主要是通过自身的物理结构来达到提高混凝土防裂性能效果的。本工程所使用的混凝土强度等级为C40。
　　2.2聚丙烯纤维的应用方法
　　聚丙烯纤维自身的外包装是利用溶解物质来制造的纸袋，所以，在掺入混凝土的过程中并不需要将纸袋打开。目前每袋聚丙烯纤维的重量为0.9kg。其包装在搅拌机中被绞碎之后，会直接融化，而聚丙烯纤维在这一过程中则与混凝土充分的拌合，使用方式极为便捷。此外，在将聚丙烯纤维和砂石水泥进行拌和的时候，要直接加水进行搅拌，搅拌方式与一般混凝土搅拌相同，但是搅拌的时候应当适当的延长1-2分钟，只要聚丙烯纤维在进行搅拌的过程中完全被绞碎成为单独的丝状即可。
　　2.3聚丙烯纤维所起到的效果
　　聚丙烯纤维网在混凝土内部形成均匀的乱向支撑体系，能有效阻止混凝土内原生裂缝的产生和发展；减少裂缝的数量和尺寸；有效阻碍骨料的离析，保证泌水均匀；阻碍沉降裂缝的形成。提高抗渗性能：聚丙烯纤维网可有效抑制混凝土的早期干裂缝及沉降裂缝，尤其可有效地抑制连通裂缝的产生，大大提高混凝土的密实性；从而提高混凝土的抗渗性能；提高耐磨性能和抗冲击性能：聚丙烯纤维网能够有效的控制混凝土拌合物的泌水现象，降低水泥颗粒的离析作用，改善基体界面的粘结性能，形成更加牢固的混凝土表面。聚丙烯纤维网同时能吸收冲击能，有效减少裂缝，增强介质材料连续性，减少冲击波被阻断引起的局部应力集中现象。
　　3、试验研究
　　防裂、抗渗性能的试验研究。用相同的材料和相同的配合比配制C40的高性能混凝土，分别制备空白混凝土试块（不掺聚丙烯纤维网，只掺粉煤灰）和粉煤灰+聚丙烯纤维网试块，检测其拌合物的坍落度及坍落度损失，抗渗以及硬化后的性能，对比试验结果如表3：掺聚丙烯纤维网的混凝土比不掺聚丙烯纤维网的拌合物坍落度减小14%，同时1小时后的坍落度损失也减小；掺聚丙烯纤维网后混凝土的抗压强度有明显的提高，弹性模量有明显的提高；当水压为1.5MPa时粉煤灰+聚丙烯纤维网拌合物的渗水高度下降63.3%；当水压为2.0MPa时粉煤灰+聚丙烯纤维网拌合物的渗水高度下降87.5%。同时，表明混凝土在搅拌时不仅消除了离析现象，而且消除了与容器和工具间的粘滞的现象，泵送时不粘泵管。
　　试验表明，掺入聚丙烯纤维网可有效的抑制混凝土的早期干缩微裂及离析微裂的产生和发展，极大地减少了混凝土的收缩裂纹，尤其有效的抑制了连通裂缝的产生。均匀分布在混凝土中彼此相粘连的大量纤维起到“承托”骨料的作用，降低了混凝土表面的析水和集料的离析，从而使混凝土中直径>50μm的孔隙的含量大大降低，可以极大的提高抗渗能力。聚丙烯纤维网与水泥基体有极强的粘结力，可握裹更多的集料，从而更有效地起到抗裂作用，试验结果如下：以相同配合比的空白混凝土和PP网混凝土来进行抗压和抗拉强度试验，结果如表明：空白混凝土的抗压比下降幅度较大，而掺PP网的混凝土则下降幅度较小，其中PP网混凝土的抗压比随龄期的延长而呈小幅增长。掺入PP网混凝土内部形成三维交错支撑网络，纤维的弹性模量高于早期塑性的水泥基材，且纤维直径小，纤维问距较小，具有明显的阻裂效应，有效的抑制混凝土的塑性收缩。
　　4、结语
　　综上所述，采用掺入聚丙烯纤维的混凝土进行大体积混凝土施工是非常可行的，相较于其他大体积混凝土裂缝防治方法而言，这种防裂措施不但简单易行，便于操作，且更加经济合理，也不会受到施工人员技术水平的限制，是一种非常具有实用价值的抗裂技术方法。无论是从工程实例分析还是从试验研究结果来看，都说明了聚丙烯纤维在大体积混凝土的施工中具有很大的应用推广价值。
　　参考文献
　　[1]韦志鹏，段振东，虞凌超.聚丙烯纤维网混凝土桥面铺装的性能研究[M].中国新技术新产品.2010（9）
　　[2]冯承哲.聚丙烯纤维网混凝土的路用性能研究[M].黑龙江交通科技.2009（5）
　　[3]张皓.陈园聚丙烯纤维网混凝土的路用性能研究[M].北方交通.2009（1）