聚丙烯纖維混凝土技術(shù)調(diào)研報(bào)告

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普通混凝土在澆筑后早期硬化階段，會(huì)因泌水和水分散失而產(chǎn)生塑性收縮，使混凝土產(chǎn)生細(xì)微龜裂；在硬化后期還會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫，削弱其整體性。在溫度應(yīng)力及其它外力作用下，裂縫將進(jìn)一步發(fā)展甚至碎裂，從而影響到混凝土的耐久性和抗磨性能；而且因裂縫滲水，鋼筋容易銹蝕。這一問(wèn)題在薄板型結(jié)構(gòu)和需要快速硬化的情況下，尤其突出。1963年，Goldfein在給美國(guó)陸軍工程師兵團(tuán)的報(bào)告中提出多種纖維產(chǎn)品可以改善混凝土的抗沖擊、破碎性能（29），其中特別推薦了聚丙烯纖維。80年代中期，美國(guó)陸軍工程師團(tuán)的羅博特協(xié)會(huì)，為解決軍用工事的混凝土結(jié)構(gòu)在炮彈、炸彈的轟擊下碎裂的問(wèn)題，研究和開(kāi)發(fā)了聚丙烯纖維網(wǎng)，并申請(qǐng)了專(zhuān)利，由美國(guó)纖維網(wǎng)公司投入生產(chǎn)，商標(biāo)名稱(chēng)為Fibermesh（1，4）。聚丙烯纖維作為一種次要的混凝土加強(qiáng)系統(tǒng)（即不代替受力鋼筋），成功地解決了普通混凝土的上述缺點(diǎn)，而且較為經(jīng)濟(jì)和容易施工。因此在公路及橋梁路面、機(jī)場(chǎng)跑道、停機(jī)坪、停車(chē)場(chǎng)、工業(yè)與民用建筑、水泥和混凝土制品、水池、化污池、港口碼頭、隧洞噴錨加固、基坑支護(hù)、水渠、水工建筑物抗?jié)B和抗沖刷等混凝土建筑工程中，迅速得到推廣使用，目前已在全球60多個(gè)國(guó)家和地區(qū)應(yīng)用，效益顯著（1，4）。除上述Fibermesh 外，美國(guó)還有Amerisack、Bonifiber、Durafiber（8）和歐共體的 Eurofiber等產(chǎn)品，其中Bonifiber為聚酯纖維。
一、聚丙烯纖維的性能    聚丙烯纖維是由丙烯聚合物或共聚物制成的烯烴類(lèi)纖維。根據(jù)其生產(chǎn)過(guò)程可以分為兩種。聚丙烯在熔融狀態(tài)下擠壓成薄片（flat sheet）或進(jìn)行抽取為長(zhǎng)絲（filament），再經(jīng)過(guò)牽伸使纖維分子定向。前者經(jīng)過(guò)破碎、切斷成為原纖化纖維（fibrillated fiber），其斷面一般為不規(guī)則、近似矩形，纖維之間互相關(guān)聯(lián)或成束狀；后者則切斷后成為圓形斷面的復(fù)絲或單絲纖維（22，，27，29）。
聚丙烯材料的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度較高，比重比一般聚合物低，完全不吸水，為中性材料，與酸堿不起作用，而且經(jīng)濟(jì)性好，這些特點(diǎn)使它特別適用于摻加在混凝土中。其中使用較普遍的纖維性質(zhì)如下（8，11）：
纖維長(zhǎng)度          5～51 mm（可根據(jù)用戶(hù)需要定）
比    重          0.91
燃    點(diǎn)          590℃
熔    點(diǎn)          160～170 ℃
抗拉強(qiáng)度          200-300MPa
拉伸          15%
吸 水 性          無(wú)
抗酸、抗堿能力    不受酸堿侵蝕
導(dǎo) 電 性          低
導(dǎo) 熱 性          低
楊氏彈性模量      3400-3500 Mpa
中國(guó)國(guó)家建材局蘇州混凝土水泥制品研究院和國(guó)內(nèi)其它一些測(cè)試單位對(duì)上述技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果良好。廣州、上海建委已分別頒發(fā)了推廣許可證。