摘要：通過分析聚丙烯纖維混凝土的防水機理，說明在混凝土中摻加適量的聚丙烯纖維能有效地提高混凝土材料的抗裂防滲性能。 文中還介紹了聚丙烯纖維混凝土在各類防水工程中的應用實例。
關鍵詞：聚丙纖維；聚丙烯纖維混凝土；微裂縫；剛性自防水
1、引言 現代高新混凝土工程中，混凝土的應用向著高強度、大流動度方向發展。隨著混凝土強度和坍落度的提高，水泥的用量不斷增呈，由此帶來的副作用是水化熱 加劇，混凝土的凝固收縮量加大，收縮應力增大，裂縫數量增多。此外，隨著建築構件向大體積、大麵積、形狀複雜多樣的方向發展，向地下空間的發展，混凝土 內應力大而複雜，裂縫的出現亦較以往多得多。因此，從混凝土防水的角度看，除了注重混凝土抗滲性（密實度）外，更注意由於混凝土抗裂性不足而引起的滲漏， 特別是高標號的混凝土。
近年來，國外發展了應用微纖維混凝土進行抗裂防水的新技術。美國於90年代初研製出纖維混凝土，在隨後的幾年中得到迅速發展， qizhongyingyongzuiduodeshijubingxixianweihunningtu。rujin，zaimeiguoxinjianzhuwuzhongdedixiashihewumianhunningtuzhongdaduocaiyonglejubingxixianweihunningtu，guoneiyikaishizaifangshuigongchengzhongdedaochenggongyingyong。 本文主要以美國希爾兄弟化工公司生產的聚丙烯纖維為例，介紹聚丙烯纖維混凝土的防水性能及其工程應用。
2、聚丙烯纖維混凝土的防水性及機理 2.1聚丙烯纖維的物理性能如下： 材 料 聚丙烯 耐酸堿性 極高
相對密度 0.91 安全性 無毒材料
熔 點 165℃ 拉伸極限 15％
燃 點 593℃ 抗拉強度 275Mpa
含濕量 ＜0.1% 彈性模量 3793Mpa
吸水性 無 導 熱 低
強 度 0.048mm
2.2聚丙烯纖維混凝土的防水機理聚丙烯纖維混凝土的防水屬於混凝土的剛性本體防水，在防水混凝土的抗滲和抗裂2個途徑中，聚丙烯纖維主要是通過抗裂達到防水目的。 聚丙烯纖維抗裂防水的機理是建立在對混凝土的固結、收縮的微觀研究的基礎上。 從微觀的角度來看，任何密實的混凝土都存在微裂縫。這些微裂縫存在於相與相之間（石、砂、水泥膠體三相）和水泥微顆粒 之(zhi)間(jian)，隻(zhi)不(bu)過(guo)正(zheng)常(chang)的(de)微(wei)裂(lie)縫(feng)肉(rou)眼(yan)看(kan)不(bu)到(dao)而(er)已(yi)。混(hun)凝(ning)土(tu)在(zai)硬(ying)化(hua)形(xing)成(cheng)強(qiang)度(du)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)，初(chu)期(qi)由(you)於(yu)水(shui)和(he)水(shui)泥(ni)的(de)應(ying)形(xing)成(cheng)結(jie)晶(jing)體(ti)，這(zhe)種(zhong)晶(jing)體(ti)化(hua)合(he)物(wu)的(de)體(ti)積(ji)比(bi)原(yuan)材(cai)料(liao)的(de)體(ti)積(ji) 要小，因而引起混凝土體積的收縮；在後期又由於混凝土內自由水分的蒸發而引起幹縮。這些應力某個時期超出了水泥機體的抗拉強度，於是在混凝土內部 yinqiweiliefeng。zhexieweiliefengbukebimiandicunzaiyuhunningtuneideguliaoheshuininingjiaotidejubujiechumianchuyiningjiaotizishenneibu。hunningtuzainingjieheyinghuaguochengzhong，weiliefengjinglilechu 現和發展的過程。這一過程，宏觀上認為是混凝土在固結收縮，一般混凝土的收縮率在8×10-4左右。混凝土的微裂縫在發展過程中，是從無到 有，從小到大向最薄弱方向定向發展。微裂縫向細裂縫的發展大多數（約占70％）在3－7d凝膠期內完成，此時混凝土的抗拉強度小於1Mpa，如果沒有采取有 效(xiao)的(de)抗(kang)裂(lie)措(cuo)施(shi)，混(hun)凝(ning)土(tu)固(gu)有(you)的(de)微(wei)裂(lie)縫(feng)在(zai)內(nei)外(wai)應(ying)力(li)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)將(jiang)會(hui)發(fa)展(zhan)為(wei)更(geng)大(da)的(de)裂(lie)縫(feng)以(yi)至(zhi)最(zui)終(zhong)形(xing)成(cheng)貫(guan)通(tong)的(de)毛(mao)細(xi)孔(kong)道(dao)及(ji)裂(lie)縫(feng)，從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)防(fang)水(shui)失(shi)敗(bai)，也(ye)造(zao)成(cheng)結(jie)構(gou)設(she)計(ji) 強度遠未能充分 發揮，嚴重的甚至威脅到工程的安全及使用。 在混凝土內摻入聚丙烯纖維，聚丙烯纖維與水泥集料有極強的結合力，可以迅速而輕易地與混凝土材料混合，分布均勻；同時由 於細微，故比表麵積大，每公斤聚丙烯纖維連起來的總長度可繞地球10多圈，若分布在1m3的混凝土中，則可使每1m3的混凝土中有近 20條tiao纖xian維wei絲si，故gu能neng在zai混hun凝ning土tu內nei部bu構gou成cheng一yi種zhong均jun勻yun的de亂luan向xiang支zhi撐cheng體ti係xi。當dang微wei裂lie縫feng在zai細xi裂lie縫feng發fa展zhan的de過guo程cheng中zhong，必bi然ran碰peng到dao多duo條tiao不bu同tong向xiang的de微wei纖xian維wei，由you於yu遭zao到dao纖xian維wei的de阻zu擋dang，消xiao耗hao lenengliang，nanyijinyibufazhan。yinci，jubingxikeyiyouchandiyizhihunningtuzaoqigansuoweiliejilixiliedechanshenghefazhan，jidadijianshaolehunningtushousuoliefeng，youqishiyouxiaodiyizhilelian 通tong裂lie縫feng的de產chan生sheng。從cong宏hong觀guan上shang解jie釋shi，就jiu是shi微wei纖xian維wei分fen散san了le混hun凝ning土tu的de定ding向xiang拉la應ying力li，從cong而er達da到dao抗kang裂lie的de效xiao果guo。試shi驗yan表biao明ming，與yu普pu通tong混hun凝ning土tu相xiang比bi，聚ju丙bing烯xi纖xian維wei體ti積ji摻chan量liang0.05%（約 0.5kg/m3）的混凝土抗裂能力提高了近70%。 另外，均勻分布在混凝土中彼此相粘邊的大量纖維起到了“承托”骨料的作用，降低了混凝土表麵的析水與集料的離析，從而使 混凝土中直徑為50-100nm和大於100nm的孔隙含量大大降低，由此可以極大提高混凝土的抗滲能力。試驗表明，0.05%體積摻量的聚丙烯纖維比普通混凝土的抗滲 能力提高了60-70%。 |