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聚丙烯纤维混凝土与普通混凝土的性能对比试验 （徐 培 广东省水利水电科学研究院 510610） 摘 要：聚丙烯纤维混凝土与普通混凝土相比，其抗收缩变形、抗渗性能具有显著提高。本文通过现场施工取样进行室内试验，研究不同的纤维拌量对混凝土常规力学性能、抗收缩变形及抗渗能力的影响，发现：聚丙烯纤维的加入对混凝土常规力学性能影响甚微，但对增强 混凝土自身的抗收缩变形及抗渗能力效果明显。 关键词：聚丙烯纤维 混凝土 常规力学性能 抗收缩变形 抗渗能力 一 概论 聚丙烯纤维混凝土是在普通混凝土拌合料中掺入一定量的聚丙烯纤维拌制而成。其作用机理[1-3]为：拌入纤维后的混凝土的塑性收缩能量被分散到每立方米上千万条具有抗拉强度较高而弹性模量相对较低的纤维单丝上，从而极为有效地增强了混凝土的韧性，抑制了细微裂缝的产生和发展；同时，无数的纤维单丝在混凝土内部形成的乱向支撑托体系可以有效阻止骨料的离析，避免了粗细集料的沉降，减少了混凝土表面的析水，阻碍了沉降收缩裂缝的形成。聚丙烯纤维混凝土作为工程建筑材料在工程建筑中的应用已有二十多年发展历史，与普通混凝土相比，其抗裂抗渗、抗冲击性、抗磨性及柔韧性都有很大程度提高，因此被广泛应用于铁路、交通、水利及各种地下工程、大型体育场地、工民建筑等工程中。本次通过工程实例，现场施工取样后进行室内试验，以对聚丙烯纤维混凝土的常规力学性能、抗收缩、抗渗性能等进行综合分析。 二 原材料 选用海螺牌525#普通硅酸盐水泥；施工用砂为附近砂石场所产，细度模数为2.8~3.0，属中砂；砂石骨料的含泥量和超逊径情况检测均满足《水工混凝土施工规范》SDJ207-82规范的要求；聚丙烯纤维为SY-A型改性聚丙烯纤维，长15mm；外加剂为FDN-Ⅰ型高效减水剂。 三 混凝土配合比方案 试验采用的混凝土配合比为某科学研究院为施工单位提供的施工混凝土配合比，并分别拌入0、0.3、0.6、0.9kg/m3的聚丙烯纤维。如表1所示： 表1 混凝土配合比表（单位：kg/m3） 组号 水泥 黄砂 5~20mm卵石 20~40mm 卵石 40~80mm卵石 聚丙烯 FDN-Ⅰ高效减水剂 加水量 水灰比 1 309 593 284 426 711 0 2.31 118 0.38 2 309 593 284 426 711 0.3 2.31 118 0.38 3 309 593 284 426 711 0.6 2.31 118 0.38 4 309 593 284 426 711 0.9 2.31 118 0.38 四 成型混凝土常规力学性能试验结果及分析 根据《水工混凝土试验规程》DL/T 5150-2001测试28d龄期成型混凝土的抗压强度、抗折强度、立方体轴心劈裂抗拉强度、静力抗压弹性模量，试验结果见表2： 表2 28d龄期成型混凝土常规力学性能试验结果表 组号 抗压强度 抗折强度 劈裂抗拉强度 静力抗压弹性模量 Mpa Mpa Mpa ×104Mpa 1 34.4 6.7 2.68 2.40 2 34.2 6.6 2.51 2.26 3 34.8 6.6 2.74 2.30 4 35.1 6.8 3.02 2.64 图1 混凝土抗压强度与聚丙烯纤维拌量关系图 图2 混凝土抗折强度与聚丙烯纤维拌量关系图 图3 混凝土劈裂抗拉强度与聚丙烯纤维拌量关系图 图4 混凝土静力抗压弹性模量与聚丙烯纤维拌量关系图 五 成型混凝土的抗收缩性分析 仍按上述表1配合比，由施工现场制模取样，试件成100mm×100mm×515mm棱柱体，分B1、B2、B3、B4四组，每组三块试件。待试件拆模后，将试件移至恒温干缩室进行养护，室内温度控制在20°C±2°C，相对湿度60%±5%。按《水工混凝土试验规程》DL/T 5150-2001中“混凝土干缩（湿胀）试验”方法，分别测其3d、7d、14d、28d、60d及90d的收缩变形，测试结果见图五。混凝土的收缩主要有塑性收缩、自收缩、干燥收缩 图5 聚丙烯纤维拌量对混凝土早期收缩的影响 六 成型混凝土的抗渗性分析 试验采用Φ150mm×150mm圆柱体试件，仍按表1配合比取样制模，分C1、C2、C3、C4四组，每组6件。按《水工混凝土试验规程》DL/T 5150-2001中“混凝土相对抗渗性试验”方法，将抗渗仪水压力一次加到1.0MPa，同时开始记录时间（准至分）。在此压力下恒压24h，然后降压，取出试件。在恒压过程中，若发现6个试件端面有任一个端面出现渗水时，即停止试验，并记下出水时间（准至分）。然后将试件沿纵断面从中间劈压开，量取渗水高度D，计算相对渗透系数Kr，试验结果如下表3所示： 表3 混凝土相对渗透系数 组号 C1 C2 C3 C4 相对渗