聚丙烯纤维混凝土的抗裂性经济学分析

　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。 本毕业论文由毕业论文网搜集与整理。
　　
　　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。

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