聚丙烯纤维(精选5篇)
推荐文章
聚丙烯纤维范文第1篇
关键词：聚丙烯纤维; 混凝土; 强度
中图分类号： TQ325.1+4 文献标识码： A 文章编号：1前言纤维在提高混凝土性能方面扮演着日益重要的角色。混凝土是一种脆性材料，韧性差，抗疲劳能力低，易产生裂纹，抗冲击碎裂性差，这种问题不是因为强度不够，而是耐久性不够。聚丙烯纤维对混凝土具有阻裂效果，增稠效果，界面效果减少了混凝土的离析，改善和易性，减少混凝土的收缩裂缝，提高混凝土的耐久性，对混凝土的强度也产生一定的影响，本文将研究聚丙烯纤维对不同强度等级混凝土强度的影响效果，主要研究聚丙烯纤维对不同强度等级混凝土抗压强度和抗折强度的影响规律。 2试验原材料
（1）原材料 a.水泥：山东水泥厂生产的“山水”牌P.O42.5级水泥；
b.粉煤灰；苏源徐塘电厂粉煤灰公司生产的Ⅱ级灰
表（1）水泥.粉煤灰的化学组成
c.砂：宿迁骆马湖湖砂，Ⅱ级中砂，细度模数为2.6，堆积密度1352 Kg/m3表观密度2540Kg/m3级配合格；
d.石：徐州睢宁碎石，粒径5～31.5mm；堆积密度1360Kg/m3 紧密堆积密度1560Kg/m3表观密度2650Kg/m3针片状含量11.06%压碎指标3.78
e.水：使用自来水
f.高效减水剂：采用沭阳金源科技有限公司生产的M-I高效减水剂。
表（2）具体试验基准配和比与聚丙烯纤维配合比
3聚丙烯纤维对不同强度等级混凝土强度的影响
h.聚丙烯纤维：采用了江苏射阳县永固纤维设备有限公司生产的“永固丝”直径12mm(PPFIBRE)
（2）试验配合比
3．1聚丙烯纤维对不同强度等级混凝土立方体抗压强度的影响 从表（3）可以看出，当混凝土处于较低强度等级(＜35MPa)，或者混凝土处于早期阶段(强度较低)时，在基准混凝土中掺入聚丙烯纤维可以提高混凝土立方体抗压强度：当混凝土处于较高强度等级(＞35MPa)，或者混凝土处于后期阶段(强度较高)时
掺入聚丙烯纤维会使混凝土立方体抗压强度略微降低。
表(3)具体试验基准混凝土强度与聚丙烯纤维混凝土强度
3．2聚丙烯纤维对不同强度等级混凝土抗折强度的影响。
我多次通过试验得出结论，当混凝抗折强度较低(＜45MPa)，或者混凝土处于早期阶段(强度较低)时，掺入聚丙烯纤维可以提高混凝土抗折强度；当混凝土处于较高强度等级(＞5.5MPa)，或者混凝土处于后期阶段(强度较高)时，掺入聚丙烯纤维会使混凝土抗折强度降低约10%。
4聚丙烯纤维对不同强度等级混凝土强度影响的机理分析
4．1聚丙烯纤维对混凝土立方体抗压强度的影响分析
聚丙烯纤维是一种低弹性模量的纤维，其弹性模量通常在3000～4000MPa左右，约为混凝土的弹性模量的1/10。根据复合材料力学理论，由于聚丙烯纤维的弹性模量低于混凝土的弹性模量，所以，掺聚丙烯纤维的混凝土立方体抗压强度较基准混凝土的会有所下降，但是，由于试验中聚丙烯纤维的掺量属于低掺量(0.1%左右)，这个影响并不大。
另一方面，聚丙烯纤维在混凝土的体积掺量虽然不大，但是由于其直径细(10～100m)，在体积率0.1%的况下，每立方米混凝土中有几百万、上千万甚至上亿根纤维，在混凝土基体的水泥砂浆中布满了横竖交叉的立体纤维网，这种立体纤维网与水泥浆之间存在较大的粘结应力。这个粘结应力会阻止混凝土被“拉裂”。
混凝土中掺人聚丙烯纤维后，一方面，由于聚丙烯纤维弹性模量较低，掺入到混凝土中后，会降低混凝土的立方体抗压强度；另一方面，由于聚丙烯纤维在混凝土中会分散成为立体纤维网，限制混凝土的横向变形，使混凝土立方体抗压强度提高。当混凝土强度较低时，由于混凝土的弹性模量小一些，聚丙烯纤维网的增强作用明显一些，所以掺入聚丙烯纤维后，混凝土的强度会提高：当混凝土强度较高时，由于混凝土的弹性模量大一些，聚丙烯纤维降低混凝土强度的作用明显一些，所以掺入聚丙烯纤维后，混凝土的强度会降低。但总的来说，由于纤维掺量不是很大，掺入聚丙烯纤维后，混凝土的抗压强度变化不大。
4．2聚丙烯纤维对混凝土抗折强度的影响分析
混凝土是低抗拉强度和低抗拉应变的复合材料。在混凝土硬化过程中，伴随着各种干缩的增大，导致混凝土产生许多微裂纹。混凝土受拉时，微裂纹附近产生较大的应力集中，使得混凝土的抗拉强度较低，并且“一裂就坏”。混凝土中掺人微纤维后，根据“纤维间距理论”，裂纹附近由于应力集中而产生的应力会大大变小，因此混凝土的抗折强度会增加，并且会比较明显：并且聚丙烯纤维对混凝土存在“增韧”效应和所谓“剩余弯曲强度”，即混凝土在初裂后，混凝土还不会马上破坏，还能继续承受荷载，从而提高混凝土的抗折强度。
当纤维混凝土受拉和受弯时，受拉区基体开裂后，纤维将起到承担拉力并保持基体裂缝缓慢扩展的作用，从而基体缝间也保持着一定的残余应力。随着裂缝开展，基体缝间残余应力将逐步减小，而纤维具有较大变形能力可继续承担截面上的拉力，直到纤维被拉断或从基体中拨出，而且这个过程是逐步发生的，这样纤维就起到了明显的增韧效果。 但对于高强混凝土而言，掺入纤维后，混凝土的抗折强度为什么会下降呢?作者认为，主要以下两方面的原因①混凝土本身的抗拉强度比较高，微纤维在混凝土中起得作用已经不明显了，加之微纤维的弹性模量又较低，会降低混凝土的抗拉强度；②高强度的混凝土拌合物比较粘稠，容易造成微纤维分布不均匀，并且难以密实，从而降低混凝土的抗折强度。在本次试验过程中，为了便于比较，混凝土的搅拌时间和振动成型时间都是按GB/T50081—2002规定的时间进行的，实际上，有试验表明，适当延长纤维混凝土振动时间，可以提高混凝土的抗折强度。
5结论由试验可知，对于较低强度等级的混凝土，掺聚丙烯纤维后能够提高混凝土的立方体抗压强度和抗折强度：对于中等强度的混凝土，掺聚丙烯纤维后能够提高混凝土的抗折强度，但会稍微降低混凝土的立方体抗压强度：对于高强混凝土，掺聚丙烯纤维后，混凝土的立方体抗压强度和抗折强度均会降低。
参考文献
[1]全国《混凝土》，杂志:2008年第一期2008年1月27日出版.
[2] 夏俊;杨杨;;工程用合成纤维及其标准体系[J];中国纤检;2010年01期
[3 ] 申懋;蔡伟;;聚丙烯纤维泵送混凝土的研究应用[A];建设工程混凝土应用新技术[C];2009年- 171.
[4] 余春;高性能聚丙烯纤维混凝土性能研究[D];重庆交通大学;2009年
聚丙烯纤维范文第2篇
关键词：聚丙烯纤维；混凝土；抗裂性；经济性
中图分类号：TB3文献标识码：A
混凝土中掺加聚丙烯纤维，可大大提高其抗腐蚀性、抗裂性、抗渗性、抗冲击性，掺加了聚丙烯纤维的混凝土，可用于一般工业与民用建筑刚性自防水、大体积混凝土的防裂，也可用于路面、桥面等易开裂的薄板混凝土结构。混凝土中掺加聚丙烯纤维，掺加量小、成本低、操作简便但效果明显，因而在工程建设领域得到了广泛应用。
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“次要增强筋”，它是一种经特殊工艺进行纺丝、切断、亲水处理后生产的高强度束状单丝纤维，加入混凝土或砂浆中后，可起到有效控制混凝土因固塑性收缩、干缩、温度变化等引起的微裂缝，防止或抑止裂缝形成及发展，大大改善混凝土防裂、抗渗、抗冲击能力等作用。
二、聚丙烯纤维的作用机理
聚丙烯纤维化学性质稳定，它主要通过改变混凝土的物理力学性能来达到改变混凝土内部结构的效果。聚丙烯纤维本身与混凝土骨料、水泥、外加剂不会发生任何冲突，与混凝土有良好的亲和性，可以迅速而轻易地与混凝土材料混合，而且它在混凝土中的分布极其均匀，在电子显微镜下观察，每立方厘米混凝土内的纤维丝可达到20多条。由于聚丙烯纤维同水泥基体有紧密的结合力，能在混凝土中形成一种均匀的乱向支持体系，所以它掺入混凝土能产生有效的三维加强效果，就像在混凝土中加入了大量的微小细筋，同时它的效果又远远比加强钢筋的效果明显。聚丙烯纤维在混凝土中的乱向分布有助于减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，使纤维吸收部分能量，从而极大地提高了混凝土的韧性，抑制了微细裂缝的产生和发展。同时，由无数根纤维在混凝土内部形成的支撑体系，可以有效地防止混凝土骨料的离析，保证混凝土早期泌水性的均匀，从而防止了沉降裂纹的形成。工程实践也表明，加入聚丙烯纤维，是控制混凝土塑性收缩、干
裂等非结构性裂缝的有效手段。
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，通常都会发生离析现象，即比重较大的骨料下沉与水泥砂浆有所分离，同时混凝土表面出现析水，并因此降低了混凝土的均质性，使混凝土上、下部位的性能出现差异，严重时还会使混凝土出现裂缝。而在混凝土中掺加适量聚丙烯纤维后，均匀分布于混凝土中的纤维，可以起到承托作用并阻止上述离析现象的发生，从而保证了混凝土的均质性。
（二）提高混凝土的抗裂性。塑性状态的混凝土强度极低，而刚浇灌后的混凝土，常会因气候干燥或刮风等原因导致混凝土表面失水较大，使混凝土发生塑性收缩而出现裂缝。硬化的混凝土由于存在干燥收缩、温度收缩及碳化收缩，内部会产生各种收缩应力（拉应力），当混凝土结构内产生的拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会产生大量裂缝。而聚丙烯纤维加入混凝土后，就有大量的单丝纤维均匀地分布于混凝土中，并在混凝土内部构成了均匀的乱向支撑体系，从而使收缩变形引起的微裂缝，在产生过程中遭遇到纤维的阻挡，能量被消耗后微裂缝就难以进一步发展。
（三）提高混凝土的抗渗性。掺入聚丙烯纤维可大幅度提高水泥基材的抗渗性，这也要归功于均匀分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缝，但由于纤维存在阻裂作用，从而显著减少了初始裂缝的数量，有效地抑制了裂缝的宽度和长度，从而大大降低了生成连通裂缝的可能性。测试表明：0.1体积掺量的纤维混凝土比普通混凝土抗渗能力提高100%以上。
（四）提高混凝土的抗冻融性。掺入少量短切聚丙烯纤维的混凝土，其抗冻融性会大大提高。按混凝土抗冻试验法，经25次反复冻融，混凝土不会发生分层与龟裂现象。其原因就在于：纤维在混凝土材料内部各方向上的随机均匀分布，对材料整体产生微加筋作用，缓解了温度变化引起的混凝土内部应力作用，阻止了温度裂缝的扩展；同时，聚丙烯纤维混凝土抗渗能力的提高，也有利于其抗冻能力的提高。
（五）提高混凝土的耐火性和遇火时的安全性。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。随着温度的不断升高，混凝土强度损失的速率随之增加，温度达到600℃时，混凝土的强度会损失50%，达到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，从而会产生几乎达到饱和蒸汽压的过高蒸汽分压，由于蒸汽分压远远超过了混凝土抗拉强度，最终必然导致混凝土不能抵御内部压力而爆裂。但高性能混凝土加入聚丙烯纤维后，情况会发生变化。当温度为180℃，混凝土还处于自蒸阶段时，结构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熔化，而且熔化后的液态体积远小于其为固态时所占的空间，于是聚丙烯纤维熔化后会形成众多小孔隙，而且由于聚丙烯纤维分散均匀性，纤维细小、量多，从而使得混凝土内部孔隙结构发生变化，孔隙的连通性加强，为混凝土内部水分的分解蒸发提供了方便通道，也就降低了由于水分蒸发所形成的气压，使混凝土结构内部压力大降低，从而防止了爆裂现象的产生。
聚丙烯纤维范文第3篇
关键词：钢纤维 聚丙烯纤维混杂纤维混凝土 力学性能 物理性能
中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：
[Abstrct]:Fiber reinforcement is commonly used to provide toughness and ductility to brittle cementitious matrices.two or more types of fibers are rationally combined to produce a composite that derives benefits from each of the individual fibers and exhibits a synergetic response.The enhancement mechanism of hybrid fibers reinforced and their research methods are analyzed in this paper. The status quo of the research and application about hybrid fiber reinforced concrete is summed up, and a pilot study about the application prospect of hybrid fiber reinforced concrete is discussed.
[Key words]: Fiber reinforced concrete；Hybrid fibers
0引 言
钢-聚丙烯纤维增强混凝土（steel-polypropylene hybrid fiber-reinforced concrete）是以水泥浆、砂浆或混凝土为基体，以非连续的短钢纤维和聚丙烯纤维作为增强材料所组成的水泥基复合材料的总称。试验研究表明，纤维掺入混凝土能够改善基体的特性，由于纤维性能不同，在基体中，单一纤维只是在一定程度上体现它的某些特性。其中高弹性模量钢纤维混凝土的优越的物理和力学性质主要表现为：(1)较高的抗拉、抗压、抗弯极限强度和抗剪性；(2) 卓越的抗裂和抗疲劳性能； (3) 抗冲击性能良好；(4)能明显改善变形性能； (5)强度和重量比较大，比较经济。而具有低弹性模量的聚丙烯纤维的优势主要表现在：(l)能够控制混凝土裂缝，提高结构物抗裂性、减少混凝土早期塑性裂缝；(2)耐腐蚀；(3)增加混凝土的延性、抗冲击性、抗渗性及耐磨性；(4)有助于防火；(5)用量少，价格低。如果在混凝土这种多相、多层次的复合材料中，掺杂多种不同性能的纤维，从不同层次上对基体进行优化，就可以发挥材料的最佳性能。
因此，随着材料科学和结构工程的发展，钢-聚丙烯纤维混凝土（以下缩写HFRC）特性正逐步成为国内外学者研究的焦点。本文将概述国内外的钢-聚丙烯混杂纤维的研究与发展，并在此基础上探讨目前混杂纤维研究所存在的问题及研究方向。
1 混杂纤维混凝土的混杂效应
混杂纤维在混凝土中的作用主要体现在阻裂、增强和增韧三个方面，目前对HFRC的增强机理主要有以下两种理论解释：一、复合材料力学理论；二、纤维间距理论。大量学者研究发现，在纤维材料差异及纤维体积率匹配的不同情况下，混杂纤维增强混凝土会出现正、负两种混杂效应。
孙伟[2]等选用不同尺寸不同弹性模量的纤维混杂，发现混杂纤维能提高混凝土的限缩能力和阻裂能力，并在改善其抗渗性能方面表现为正混杂效应。
王成启[3]对不同尺寸纤维混凝土的混杂效应机理做了分析，认为混凝土的破坏实质为裂缝产生、亚临界扩展和失稳扩展的过程，并在此基础上提出混杂增强效应系数的概念。
2004年，Banthia[4]等人通过试验，解释了钢纤维与聚丙烯纤维混杂时的增强效应原理。同时提出三种混杂效应:基于纤维本构关系的混杂、基于纤维尺寸的混杂、基于纤维功能混杂，对混杂纤维的混杂效应研究具有重要意义。
2 混杂纤维混凝土的力学性能
上世纪70年代中期，Walton和Majumdar[5]最先进行了HFRC的研究，研究表明钢纤维和聚丙烯纤维共同作用提高了基体的抗拉性能和抗冲击性能。
同时P.Sukontaukkul[6]研究发现，HFRC综合了钢纤维混凝土较高的初裂荷载、最大荷载的优点和聚丙烯纤维混凝土优越的延性韧性。
Parviz，Sorouhian[7]等人对HFRC的断裂性能进行了研究，并探讨了HFRC的增强机理和破坏机理。
姚志雄[8]等实验研究发现加入钢纤维后RPC断裂能、延性指数和特征长度大幅提高。并且RPC的断裂能随钢纤维掺量的增加而增大,但其延性指数和特征长度则随钢纤维掺量呈现出不同的变化规律。
Johnston[9]与Swanmy的实验证实，混凝土中掺入纤维对其提高抗压强度意义并不大，但由于纤维的加入，增大了混凝土压缩破坏时的延性。但Glavind 和 Aarre 等人的研究表明，将钢－聚丙烯混杂纤维掺入混凝土中，可以提高混凝土的极限压应变。
贺大荣[10]也证实混杂纤维混凝土的抗压强度变化幅度不大。研究发现当纤维掺量较低时,可以增强砼抗压强度。反之，纤维混凝土的抗压强度会降低,甚至低于素混凝土的强度。
1982年 KobayashiKll[11]等人研究了HFRC的弯曲性能并首次提出“Hybrid”一词，研究表明混杂纤维对混凝土有更好的增韧效果。
梁济丰等人[12]对S-P混杂纤维混凝土抗冲击试验发现混杂纤维混凝土对抗冲击性能的提高非常明显，王凯[13]等人通过试验研究表明，钢纤维和聚丙烯纤维在较低掺量下，混凝土的抗压、抗拉强度、断裂强度和抗弯韧性有显著提高。,张平中等人在对S―P混杂纤维混凝土进行抗冲击强度试验分析后也得出类似结论。
3 混杂纤维混凝土的物理性能
钱红萍等在研究各龄期内纤维混杂对混凝土收缩性能影响规律时发现混杂纤维能明显降低混凝土的收缩率，且限缩效应的大小与纤维混杂种类纤维体积掺量大小等因素密切相关。
M.sarigaphutil[14]等对纤维增强混凝土的收缩开裂与耐久性进行了试验研究，发现掺入纤维可以有效地减少混凝土的收缩开裂，且与未加纤维的混凝土相比可以有效地减少裂缝宽度。
Zhang J．[15]等人基于纤维间距理论和纤维、混凝土间剪应力传递的概念，建立了纤维混凝土收缩公式，并认为纤维的减缩作用类似粗骨料工作原理。
鞠丽艳等人在混杂纤维混凝土抗爆裂性能研究时发现,800℃时,混杂纤维明显提高了混凝土的抗爆裂性能,同时分析了混杂纤维改善高性能混凝土高温性能的作用机理.
潘慧敏采用液化石油气燃烧模拟火灾,对HFRC高温力学性能及抗爆裂性能进行了研究。结果表明混杂纤维的掺入提高了混凝土火损试验后的抗压强度和劈裂抗拉强度。高温下,混杂纤维能有效地阻止混凝土产生爆裂,并能较好地保持混凝土的完整性。
何晓达试验发现在400oC高温下恒温2小时后，混杂纤维混凝土仍能承受较高荷载，此时强度绝对值在35MPa左右；强度剩余率在65％左右；在800 oC高温下恒温2小时后，混杂纤维混凝土强度剩余率在30％左右。
陈猛[16]等人对素混凝土和钢-聚丙烯混杂纤维混凝土两种材料进行了弯曲疲劳试验，发现混杂纤维混凝土在循环荷载作用下的疲劳破坏表现为良好的塑性性质。
孙家瑛[17]试验发现纤维混杂比例会对混凝土的抗渗性产生正负效应。陈德玉和谭克锋[18]研究了长度不同的聚合物微纤维的抗渗性能，认为均匀分布在混凝土中的大量纤维起到了“分流和筛滤”的作用，降低了混凝土表面的析水，阻碍了集料的离析，可以极大地提高抗渗能力。朱缨[19]也有类似的结论，而且随着微纤维掺量增加，抗渗性能增加。易成等人的带裂纹试件渗透试验表明，渗透流量与裂缝宽度之间不服从立方定律，掺入纤维后混凝土的裂缝扩展方式更有利于混凝土抗渗。
黄承连[20]认为低掺量的合成纤维也能明显提高混凝土抗冻性能，可使冻融循环次数提高50%甚至是1倍以上，若纤维掺量太少则对混凝土的抗冻性能改善作用明显降低。
杨成蛟[21]通过混杂纤维混凝土力学性能及抗渗性能的试验研究发现,混杂纤维对混凝土抗渗性能影响不大.引气剂有助于提高混杂纤维混凝土的抗渗性.另外简单分析了纤维混杂方式对混凝土力学性能和抗渗性能影响的机理.
4总结展望
本文主要介绍了混杂纤维混凝土的增强机理和国内外混杂纤维混凝土的物理性状、力学性状的研究状况，虽然混杂纤维混凝土的很多理论还亟待完善,但是，随着人们对混杂纤维混凝土研究工作的深入开展，研究领域的不断扩展，混杂纤维混凝土在铁路工程、工业建筑地面、机场跑道、公路、大坝等有着广泛的应用潜能。相信随着研究的深入，混杂纤维混凝土的优越性能将日益显露，其应用前景也必将是十分广阔的。
参考文献：
[1] 焦楚杰, 詹镇峰, 彭春元, 张文华.混杂纤维混凝土抗压试验研究.广州大学学报.2007(04)
[2]孙伟等．纤维混杂及其与膨胀剂复合对水泥基材料的物理性能的影响．硅酸盐学报，2000(2)．
[3]王成启.不同几何尺寸纤维混杂混凝土的混杂效应[J].建筑材料学报,2005,8(3):250～255.
[4] Banthia N，Gupta R．Hybrid Fiber Reinforced Concrete：Fiber Synergy in High Strength Matrices[J].Materials and Structures．2004，37(274)：707-716
[5]Walton P L,Majumdar A J. Cemenbased Composites with Mixtures of Different Types of Fibers [J] .Composites.1975:209-206
[6]P Sukontaukkul. Tensile behavior of hybrid fiber-reinforced concrete . Advances in Cement Research ,2004(3):115-122
[7]Qian C．，Piet S． Fracture properties of concrete reinforced with steel-polypropylene hybrid fibers［J］． Cement & Concrete Composites，2000，22( 5) : 343-351．
[8]姚志雄,周健. 纤维增强活性粉末混凝土(RPC)断裂能的研究.建筑材料学报.2005(8)
[9]Glavind M，Aarre T．T．High-strength Concrete with In creased Fracture-toughness．Materials Research Society Symposia Proceedings[C]．1991，39-46
[10]贺大荣,廖前密, 洪良. 混杂纤维混凝土抗压强度试验及抗裂机理研究.武汉工业学院学报.2010(09)
[11]Kobayashi K, Cho R. Flexural Characteristics of Steel Fiber and Polyethylene Fiber Hybrid Reinforced Concrete[J].composites.1982，13(2):164一16
[12]梁济丰、邓毅凌、王亚军等.S－P混杂纤维混凝土抗冲击试验[C].第15届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅲ册），2006.
[13]王凯，张义顺，王信刚．低掺量 S-P 混杂纤维增强增韧的作用研究[J]．哈尔滨工业大学学报，第 35 卷，第 10 期
[14]M.Sarigaphuti, S.RShah and K.D.Vinson. Shrinkage Creaking and Durability Characteristics of Cellulose FiberReinforced Concrete. ACI Materials Journal，No.(7-8)，1993，PP.3Og-318
[15]Zhang J，Li V C．Influences of Fibers on Drying Shrinkage of Fiber-reinforced Cementitious Composite[J]．Journal of Engineering Mechanics．2001，127(1)：37―44．
[16]陈 猛,郭 莎,卢哲安,任志刚,邹 尤.混杂纤维混凝土疲劳性能试验研究.混凝土.2010(09)
[17]孙家瑛.混杂聚丙烯纤维混凝土性能研究.混凝土，2003(11):16-20.
[18]陈德玉，谭克锋.聚合物微纤维对混凝土强度及耐久性的影响.混凝土，2003，168(11):61-62
[19]朱缨.纤维增强混凝土结构防裂和抗渗的研究.混凝土，2003，168(11):31-32
聚丙烯纤维范文第4篇
关键词：聚丙烯纤维混凝土水利工程应用分析
中图分类号：TU528文献标识码： A
一、聚丙烯纤维混凝土概述
聚丙烯纤维混凝土是把一定量的聚丙烯纤维加入到普通混凝土的原材料中，在搅拌机的拌和下，使纤维受到水泥和骨料的冲击混和，然后均匀、随机的分布在砼中，使混凝土的性能得到较大改善。其特点如下：
（一）提高混凝土的整体性和耐久性
聚丙烯材料的特点是强度高，比重低，加入混凝土后，对控制混凝土的龟裂效果比普通混凝土高出90%-100%。这是由于纤维的存在，降低了水分在砼中的迁移性，减少了泌水和体积变化，减少了混凝土的塑性收缩，从而减少或消除裂缝的产生。聚丙烯纤维不吸水，与酸碱不起作用，加入混凝土后，不会使原混凝土的水灰比及混凝土本身的性能发生变化，保证原混凝土的稳定性。聚丙烯纤维混凝土能较大地增强混凝土的柔韧性和抗冲击性，从而增加混凝土的抗破碎性。试验表明，聚丙烯纤维混凝土比普通混凝土的抗冲击能力提高一倍；柔韧性提高40%；抗疲劳性能增强三倍。聚丙烯纤维混凝土在一定程度上能提高混凝土的抗弯强度。纤维含量在l%-2%的聚丙烯纤维混凝土抗弯强度是普通混凝土的两倍。
（二）抗渗性能好
加入聚丙烯纤维的混凝土抗渗性能大为加强，一般渗透性可降低33%-45%。纤维含量0.8kg/m3的混凝土抗渗标号可从普通混凝土的S10提高到S14，抗渗压力可提高到25%。聚丙烯纤维混凝土良好的抗渗性能对延缓渗水、防止潮湿和有害介质对混凝土和钢筋的侵蚀起到良好作用，从而延长结构物的寿命。
（三）提高耐磨性
聚丙烯纤维的抗拉强度为200-300MPa，加入聚丙烯纤维的混凝土抗磨能力得到很大提高。经测试，聚丙烯纤维网混凝土的抗磨能力提高105%，寿命延长一倍。
（四）提高混凝土的抗冻性能
混凝土中加入聚丙烯纤维，可以缓解温度变化而引起的混凝土内部应力的作用，阻止温度裂缝的扩展；同时，混凝土抗渗能力的提高也有利于其抗冻能力的提高。实践及研究都表明，在混凝土中加入聚丙烯纤维可作为一种有效的混凝土温差补偿抗裂手段。
（五）施工方便
聚丙烯纤维混凝土的施工方法在混凝土中掺入聚丙烯纤维极为方便，根据配合比掺量，将适量纤维加入料斗中的骨料一同送入搅拌机加水搅拌即可。无须改变原设计混凝土的配比，也不取代原设计的受力钢筋。在预拌混凝土搅拌站，可直接将整袋纤维置于传送带上的骨料中即可。由于包装纸袋为特制的快速水降解纸制成，进入搅拌机后见水迅速溶融，散于水泥基体中。聚丙烯纤维完全为物理性配筋，同混凝土骨料及外加剂不起任何化学反应，故不需改变混凝土或砂浆的其他配合比，对坍落度影响很小，初凝、终凝时间变化甚微，粘聚性增强，泵送性能可以改善，施工及养护工艺无需特殊要求。
二、聚丙烯混凝土纤维混凝土在水利工程中的应用
由于聚丙烯纤维混凝土具有以上特点，使其可以广泛应用于水利工程建设中。
（一）橡胶坝宽顶堰下游侧的耐磨面层
橡胶坝是低水头挡水过水建筑物，在浙江省比较常见。在橡胶坝运行中，橡胶坝宽顶堰下游侧的堰面，由于在运用过程中经常受到坝体泄流时砂石和坝袋塌落时坝袋的磨擦，下游侧的堰面极易损坏变糙，从而降低坝袋寿命。
（二）高水流通过的部位
水利水电工程的溢流面、泄洪洞、消力池、溢洪道泄流槽、闸门门槽以及排沙孔道都有高速水流冲刷、磨损和气蚀问题,特别当水流中掺有泥沙时,问题更为突出。为提高这些部位的混凝土抗冲蚀磨损能力, 以往的工程措施是采用高强度混凝土、硅粉混凝土和钢纤维混凝土等。不但工程造价高,而且高强度混凝土、钢纤维混凝土和硅粉混凝土施工都较困难。利用聚丙烯纤维混凝土良好的抗冲磨性能用于上述工程部位是合理的选择,还可以不必提高混凝土标号。
（三）水电站位于水下部分的厂房结构
在水电站主厂房的水下结构中,普通混凝土通常因微裂纹或开裂而降低了防渗能力,使主厂房下层十分潮湿,影响机电设备正常运行。而聚丙烯纤维混凝土因其抗渗能力强,目前在上海等地高层建筑的地下室有大量成功应用经验,可借鉴用以解决水电站主厂房下层潮湿问题。国外已经在许多诸如水池、水利工程及海岸工程等对抗裂防渗有较高要求的混凝土构筑物中,采用了聚丙烯纤维混凝土,既抑制了混凝土的塑性龟裂,又提高了抗渗性能,对薄壁结构尤为适宜。
（四）水利水电工程中的面支撑平板结构
水电站的消力池、护坦、船闸底板等都属于面支承平板结构，聚丙烯纤维混凝土可以广泛应用于这类面支撑平板结构中。这些面支撑平板结构厚度大多较小,常和基岩直接接触,混凝土浇筑后因基岩约束,容易发生裂缝。聚丙烯纤维混凝土因其干缩量小,初凝时的塑性收缩微裂纹得到抑制, 因此可以减轻这类底板混凝土开裂问题。在常规设计中,为了防止表面收缩裂缝,往往设置了表层分布钢筋网。由于钢筋网中间距一般为15～20 cm, 因各种原因,有时实际起不到防止混凝土表面裂缝的目的。采用一定掺量的聚丙烯纤维混凝土来替代钢筋网可能是一个经济有效的措施,也大大简化了施工,加快了进度。
（五）水利水电工程施工现场道路路面硬化
大中型水利水电工程往往要装备重型或超重型汽车,对现场施工道路路面要求抗磨、抗裂、抗冲击。普通混凝土路面耐久性差,而钢纤维混凝土路面造价甚高,而且还有磨损轮胎问题。用聚丙烯纤维混凝土铺设路面,可以满足大中型水利水电工程在施工期的施工运输要求。天荒坪抽水蓄能电站后期用聚丙烯纤维混凝土浇筑了数千平方米的厂区道路, 至今未发现开裂。小湾水电站也已开始大量用于混温骤降到-8 ℃,过后检查和通车运行后检查未发现凝土路面工程中出现任何开裂。
（六）用于水利工程中的喷射混凝土工程
聚丙烯纤维混凝土具有较高的粘稠性，由于纤维的作用，喷射流初速度为其他混凝土的70%-80%，因而可大大减少喷射混凝土回弹量，一般只有4%～5%，比普通混凝土的25%回弹量减少5倍多，从而可形成更厚的喷射混凝土层。由于纤维的作用，泵送容易，不损设备。加上聚丙烯纤维混凝土的抗龟裂与抗渗透性，用于水利工程的喷锚支护、筒仓结构的预应力绕丝喷浆护面等将是十分有效的。
三、聚丙烯纤维混凝土在水利工程施工中的注意事项
鉴于聚丙烯纤维完全不吸水，中性，聚丙烯纤维在工程中的应用极为简便。普通砼中加入聚丙烯纤维后，无需改变砼的配合比和原配置的受力钢筋数量。施工工艺过程也相当简单，只需按确定的聚丙烯纤维比例数量（一般0.6-1.2kg/m3）和一定的长度（一般15～19mm），掺入拌和机的砼干料（砂、石子、水泥）中，然后加水拌和4-5min。市场上的聚丙烯纤维一般为0.9kg一袋，可成袋投入，不打开包装，经搅拌后，每m3砼中随机分布710万根纤维丝。应注意，聚丙烯纤维的加入会增加砼的粘稠度，若砼浇筑时因塌落度过小，施工困难，不应增加用水量，而应采用塑化剂或减水剂。在砼浇筑后的收面工作中，应采用光滑的钢质或镁质抹子，以免勾出纤维，影响收面质量。
总结：多年以来的建筑工程混凝土施工经验证明,聚丙烯纤维能减少和防止混凝土在塑性和初期硬化阶段的收缩裂缝产生,从而提高防渗、抗冻、抗冲磨等性能。因此可以广泛应用于水利水电工程建设中的混凝土施工。同时，相关技术人员需要不断的总结经验和创新施工工艺，为聚丙烯纤维混凝土在水利工程中更广泛的应用做出贡献。
参考文献：
[1]连宇、王军、连华《聚丙烯纤维混凝土在水利水电工程中的应用》[J].水利科技与经济2010（4）.
聚丙烯纤维范文第5篇
关键词：聚丙烯腈纤维；混凝土； 高寒地区； 应用
中图分类号：TU646文献标识码：A文章编号：
1．前言
自治区措勤县位于岗底斯山北麓与羌塘高原南部交汇处，措勤县水电站为低水头径流河床式水电站，由电站厂房、溢流坝、泄洪冲沙(排冰)闸、挡水坝等主要建筑物组成，以发电为主。拦河坝正常蓄水位为105.00m（假定高程）， 相应库容为750万m3。工程规模为Ⅳ等小（1）型工程。
由于工程所处地区年降雨主要集中在6～8月，河道两岸山高坡陡，植被稀少，汇流时间短，导致洪水集中，水流湍急，大量推移质顺流而下，建在这样河流上的水工建筑物常常遭到严重的冲磨破坏，尤其是泄洪冲砂闸建筑物混凝土及闸后消力池混凝土。
泄洪冲砂闸在汛期泄流时流速高，冲沙量大，且工程处于高原寒冷地区，日温差较大，冻融次数多，所遭受的破坏更为严重，这就需要泄洪冲砂闸混凝土的耐久性更高，必须具备抗冻融性和抗冲磨性。即该部位混凝土除了具备抗渗、抗冻、高标号之外，还要求必须具备一定的抗冲磨耐久性。聚丙烯腈纤维混凝土的应用可以在一定程度上解决这一难题。
2．聚丙烯腈纤维混凝土材料的性能
混凝土是一种抗压强度大而抗拉强度低的脆性建筑材料，随着现代建筑技术的不断发展，对混凝土提出了更高的要求，尤其在水利工程中要求高韧性、耐冲击和抗冲磨性能比较突出。
纤维混凝土可以有效的控制混凝土塑性变形和混凝土的温度裂缝的产生，改善混凝土的抗渗性能、抗冻性能，加强混凝土的抗冲磨能力，延长特殊部位（例如：泄洪冲砂闸底板及闸墩）混凝土的使用年限。
聚丙烯腈纤维是以特殊工艺制造的高强度、低延伸性纤维，对酸碱环境有较高的抗腐蚀能力。聚丙烯腈纤维混凝土是以普通混凝土为基体，以适当比例掺入聚丙烯腈纤维，同混凝土骨料、外加剂、水泥混合后其化学、物理性能稳定，可大幅提高混凝土的抗拉强度、抗渗和抗冻性能，提高韧性降低其脆性，从而加强混凝土的抗冲磨能力。
聚丙烯腈纤维具有与混凝土材料良好的亲和性。聚丙烯腈的分子结构中所含的极性腈基（-CN），使纤维具有良好地亲水性，在正常拌合下纤维在混凝土中拌合更均匀。加之聚丙烯腈纤维的截面为肾形，较之圆形截面的其它纤维具有与水泥基材料更大的接触面积，使得聚丙烯腈纤维与水泥基材料具有更好的握裹力，在混凝土中起到既增加韧性又增加强度的作用。由于聚丙烯腈纤维的上述特性，非常适合于高寒地区推移质较多河流上泄洪冲沙建筑物混凝土的应用。其主要物理力学指标见下表。
聚丙烯腈纤维主要物理力学指标
3.聚丙烯腈纤维混凝土在措勤水电站施工中的应用
3.1设计要点
聚丙烯腈纤维掺入混凝土后在混凝土中起次要加劲作用，能够减少收缩裂缝的产生，明显提高混凝土的抗渗性能、抗冻性能，加强混凝土的抗冲磨能力。但对于满足抗渗性和抗冻性要求较高的工程或工程的特殊部位（例如：泄洪冲砂闸底板及闸墩），不是单靠掺和聚丙烯腈纤维所能全部解决的，还需从混凝土原材料、配合比、外加剂、温度控制等多方面采取综合措施，并通过试验确定。因此，在设计中要求泄洪冲砂闸以及闸后消力池混凝土等级不低于C20，粗骨料最大粒径不宜大于20mm，对于抗冲磨性要求较高的部位，纤维混凝土的强度等级不宜低于C40。
3.2施工要点
聚丙烯腈纤维掺入混凝土中，除不宜采用人工搅拌外，对搅拌和施工工艺没有特殊要求，在常温下只要适当保证搅拌时间即可，搅拌时间以纤维在混凝土中均匀分布为度，一般3～5min。在常温搅拌时可先将砂、石、水泥与水在搅拌机内均匀拌合后再加入纤维，也可以先将纤维与砂、石、水泥干拌后再加水湿拌，整个搅拌时间较普通混凝土适当延长1～2min。为改善拌合物的和易性，可适量掺加引气剂、减水剂，也可掺加不超过10%的粉煤灰。若混凝土由拌合站运至工地时间不超过30min，可在拌合站内先将纤维加入到混凝土中，否则纤维混凝土应该在工地浇筑现场进行搅拌。
3.3聚丙烯腈纤维混凝土在措勤电站施工中的应用
措勤县属高寒荒漠气候，干燥、寒冷。措勤水电站位于措勤县城西南方向7km处措勤藏布上，海拔4700m，全县年平均气温0.2℃，最低月平均气温-10～-12℃，极端最低气温-32℃。最高月平均气温10℃，极端最高气温20℃。降水集中于6～8月。无霜期极短，甚至无绝对无霜期。冻土层厚度达2m左右。年输沙量在10万吨左右，推移质平均粒径3cm，最大粒径达8cm以上，为卵砾石，磨圆度较差。由于该工程区处于高寒地区，且日温差较大，这就要求电站泄洪冲砂（排冰）闸及闸后消力池混凝土必须具备抗渗、抗冻及抗冲磨性能。设计中确定聚丙烯腈纤维混凝土为该电站泄洪冲砂闸及消力池的抗冲磨材料，抗磨层厚度20cm，应用于闸墩、闸底板及闸后消力池底板部位。
抗冲耐磨层基体混凝土强度等级刚开始拟定为C50混凝土，后经过对当地建材骨料进行配合比试验，最终确定冲砂闸抗冲耐磨层采用C40混凝土，每立方米掺加聚丙烯腈纤维0.9kg，纤维长度24cm，配合比如下：
聚丙烯腈纤维混凝土配合比表
该电站冲砂闸建成后，已经过2012年汛期和冬季排冰运行，洪水过后和冬季排冰后检验，混凝土表面均无异常，泄洪冲砂（排冰）闸运行良好，说明C40聚丙烯腈纤维混凝土应用于冲砂闸抗冲耐磨层达到预期效果。
4.结束语
4.1聚丙烯腈纤维混凝土具有耐碱性突出，抗拉强度大，以及在混凝土中分散性良好，与水泥材料握裹力好等特点，在改善混凝土抗渗性、抗冻性、抗冲磨性能等方面具有独特的优势。
4.2聚丙烯腈纤维混凝土具有施工简单方便，造价低廉，适应范围广泛的优点，可以广泛应用于水利工程结构的各种相应部位，建议在水利工程中推广使用。
参考文献：
《纤维混凝土结构技术规程》CECS38-2004.
《水工混凝土缺陷检测和处理》中国水利出版社.1997年3月.
《工程结构裂缝控制》中国建筑工业出版社1997年.
《混凝土早期裂纹的成因与防治》2000年7月.
以上就是小编为大家带来的聚丙烯纤维(精选5篇)的全部内容，更多精彩请继续关注。（文章共字）
菁英职教网文章归档 教育资讯 留学攻略 七品教育网站地图xml