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聚丙烯纖維混凝土的防水機理及應用
發布時間:2014-08-09
1 提高混凝土(砂漿)抗裂性能的機理
    聚丙烯纖維在控制混凝土塑性收縮裂縫上的主要作用為:阻滯塑性收縮裂縫的產生和限制裂縫的發展。混凝土的塑性開裂主要發生在混凝土硬化前,特別是在混凝土澆筑后4~5h內,此階段由于水分的蒸發和轉移,混凝土內部的抗拉應變能力低于塑性收縮產生的應變,因而引起混凝土內部塑性裂縫。摻入聚丙烯纖維后,由于其分布均勻,起到類似篩網的作用,減緩了由于粗粒料的快速失水所產生的裂縫,延緩了第一條塑性收縮裂縫出現的時間。同時,在混凝土開裂后,纖維的抗拉作用阻止了裂縫的進一步發展。試驗表明,混凝土塑性裂縫面積、裂縫最大寬度及失水速率均隨著纖維體積含量的增大而顯著降低,說明聚丙烯纖維有效地提高了混凝土的抗裂性能。


2 提高混凝土(砂漿)抗滲性能的機理
  在混凝土中摻入適量聚丙烯纖維后,均勻分布在混凝土中彼此相粘連的大量纖維起了“承托”骨料的作用,降低了混凝土表面的析水與集料的沉降,從而使混凝土中直徑為50~100nm和大于100nm的孔隙含量大大降低,有效提高了混凝土抗滲能力。此外,由于纖維的存在,減少了混凝土的收縮裂縫尤其是連通裂縫的產生,因而減少了滲水通道,提高了混凝土的抗滲性能。聚丙烯纖維混凝土和素混凝土抗滲性能試驗結果表明:纖維含量為的聚丙烯纖維混凝土抗滲能力分別比素混凝土提高64%、73%和75%。

3 應用實例

1998年8月廣州市距珠江邊僅20m的萬景臺工程三層地下室基坑支護采用噴錨網工藝,考慮基坑臨江面抗裂抗滲要求高,僅在該面的噴射混凝土中加入0.07%體積摻量的聚丙烯纖維(不臨江的另外三面未摻入纖維)。工程完工后,盡管該面水壓較高,但未發現裂紋,僅在兩處錨頭有輕微滲水;而其他三面均發現了不同程度的裂縫,多出錨點滲漏嚴重,局部不得不采取植入導管飲水方案補救,說明聚丙烯纖維對控制和防止混凝土的塑性收縮裂縫、提高抗滲性有顯著功效。

4 施工要點

聚丙烯纖維深入混凝土中,除不適宜采用人工攪拌外,對攪拌及施工工藝無特別要求,只要適當保證攪拌時間即可。攪拌時間以纖維能在混凝土中均勻分布為度,一般為3~5min。攪拌時可先將砂、石、水泥與水在攪拌機內均勻拌合后再加入纖維,亦可先將纖維與砂、石、水泥干拌后再加水濕拌,整個攪拌時間較拌制普通混凝土適當延長1~2min。為改善拌合物的和易性,可摻加適量的引氣劑、減水劑或高效減水劑,也可摻量不超過10%的粉煤灰。若混凝土由攪拌站運至工地,時間不超過30min,可在攪拌站內預先將纖維加入到混凝土中;否則聚丙烯纖維以在混凝土運到工地后再加入。

5 結束語

在混凝土(砂漿)中添加適量聚丙烯纖維是克服其開列的有效途徑,纖維在混凝土(砂漿)中形成的亂向支撐體系,會產生一種有效的二級加強效果,能較大幅度提高混凝土的抗滲性和抗烈性。從確保工程質量、施工便利、兼顧成本及長短效益等方面考慮,采用聚丙烯纖維混凝土不失為一種較好的剛性本體防水方案。若在其中在摻用高效減水劑及粉煤灰,則可在改善混凝土泵送性能的同時,大大提高混凝土的抗滲防水性能。若需要亦可配合其他建筑防水材料及手段使用,以達到最佳的防水效果。


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