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改性聚丙烯纖維混凝土是在普通混凝土中摻入改性聚丙烯纖維，由于纖維的微加筋作用，使混凝土材料的抗裂、抗?jié)B和抗沖擊性能得到增強(qiáng)，提高了混凝土的抗凍能力，能夠保證高寒地區(qū)水利工程結(jié)構(gòu)的整體性。 


黑龍江省冬季漫長(zhǎng)，結(jié)冰期200天以上，嚴(yán)寒日也達(dá)100多天，凍土深度為1.5～3.0ｍ，最冷的１月份個(gè)別地區(qū)最低氣溫可達(dá)-40℃以下，是全國(guó)氣溫最低的省份。在如此高寒氣候環(huán)境下，如果建筑物的強(qiáng)度或其他指標(biāo)不足以抵抗凍脹力時(shí)，建筑物就會(huì)受凍脹影響而遭到破壞。以水工建筑物為例，其建筑材料主要為鋼筋混凝土，渠首工程和橋、涵、閘等工程結(jié)構(gòu)因凍脹而產(chǎn)生錯(cuò)位、裂縫、滑坡、剝蝕及滲漏等事故屢見(jiàn)不鮮。改性聚丙烯纖維混凝土的應(yīng)用，在一定程度上解決了這一難題。 
改性聚丙烯纖維混凝土中的聚丙烯纖維是經(jīng)過(guò)特殊材料配方和生產(chǎn)工藝加工而成的，使其材料的防靜電性能和物理力學(xué)性能得到改善。普通混凝土材料因存在早期收縮裂縫問(wèn)題而影響混凝土的抗?jié)B性能，摻加改性聚丙烯纖維的混凝土材料，由于纖維在混凝土材料內(nèi)部各方向上的隨機(jī)均勻分布，對(duì)材料整體產(chǎn)生微加筋作用，提高了混凝土材料的韌性，明顯改善了混凝土的抗裂、抗?jié)B和抗沖擊性能，從而抑制了混凝土塑性變形和收縮裂縫的形成，改善了混凝土的整體性，使水工建筑結(jié)構(gòu)更好地適應(yīng)凍脹變形，滿足高寒地區(qū)水利工程建設(shè)的需要。 

１聚丙烯纖維混凝土的性能試驗(yàn) 
１.１改性聚丙烯纖維的主要物理性能 
目前用于混凝土的國(guó)產(chǎn)改性聚丙烯纖維的主要物理性能如下：①防靜電性能良好，在水中易于分散；②無(wú)吸水性；③相對(duì)密度0.9；④熔點(diǎn)160～170℃；⑤燃點(diǎn)590℃；⑥彈性模量大于0.3kg／mm2；⑦導(dǎo)熱性能低；⑧導(dǎo)電性低；⑨抗酸堿性強(qiáng)；⑩纖維長(zhǎng)度15mm(或按用戶要求)。 
1.2物理力學(xué)性能試驗(yàn) 
改性聚丙烯纖維混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)，見(jiàn)表１。 
1.３耐久性試驗(yàn) 
改性纖維混凝土長(zhǎng)期性和耐久性試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表２。 
2 改性纖維混凝土在防滲工程中的應(yīng)用 
2.1沉箱板墻滲漏修補(bǔ) 
黑龍江省大慶采油廠松花江供水泵房的沉箱板墻，在1998年汛期水位上漲期間發(fā)現(xiàn)漏水和滲水點(diǎn)達(dá)百余處，汛后設(shè)計(jì)采用纖維防水砂漿進(jìn)行內(nèi)壁防水處理。纖維防水砂漿系摻配防水外加劑與聚丙烯纖維的高標(biāo)號(hào)普通硅酸鹽水泥砂漿，水泥采用425號(hào)普通硅酸鹽水泥，水泥砂漿配比為水∶水泥∶砂＝0.55∶1∶2.5，纖維摻量為1kg/m3，防水劑摻量按產(chǎn)品說(shuō)明使用。處理方法如下： 
(1)漏水點(diǎn)處理。漏水點(diǎn)鑿開(kāi)深度大于3cm洗凈后抹壓防水凈漿一層，再用纖維防水砂漿搗壓密實(shí)與基面相平，注意水灰比控制接近干硬狀態(tài)以利于搗壓密實(shí)。 
(2)防滲層處理。基層普遍打毛處理，噴水清洗后抹水泥凈漿結(jié)合層厚約0.5～1mm，隨后在其上壓抹底層纖維防水砂漿厚為1cm，收漿時(shí)進(jìn)行抹拉毛處理，初凝后再壓抹面層纖維防水砂漿，收漿后進(jìn)行壓光處理。經(jīng)上述防水處理后，防水層與基底結(jié)合牢固，表面無(wú)干縮裂紋，抗?jié)B效果優(yōu)于普通防水砂漿，達(dá)到不漏不滲與平整美觀的效果。 

表1 改性聚丙烯纖維混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)數(shù)據(jù) 
檢驗(yàn)項(xiàng)目 單位 基準(zhǔn)混凝土 纖維混凝土 
拌合物容重 kN/m3 23.75 23.75 
干混凝土吸水率 % 2.2 1.8 
立方體抗壓強(qiáng)度 Mpa 7d 30.7 30.1 
28d 44.6 43.9 
軸心抗壓強(qiáng)度 Mpa 28d 30.9 29.8 
劈裂抗壓強(qiáng)度 Mpa 
7d 0.99 1.04 
28d 2.47 2.61 
抗折強(qiáng)度 Mpa 5.17 0.28% 5.61 
0.90% 5.93 
抗沖強(qiáng)度 KJ/m2 4.98 0.28% 8.52 
0.90% 9.96 
靜力抗壓彈性模量 Mpa-×10-4　 3.49 3.35 

注：試驗(yàn)按GBJ81-85規(guī)范進(jìn)行 


表2 改性纖維混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性試驗(yàn)數(shù)據(jù) 
檢驗(yàn)項(xiàng)目 單位 基準(zhǔn)混凝土 纖維混凝土 參照規(guī)范 
抗凍性D50 ％　 強(qiáng)度損失 8.5 0 按GBJ82-85規(guī)范進(jìn)行 
——慢凍法 
重量損失率 0.33 0 
單項(xiàng)評(píng)定 合格 合格 
抗?jié)B性 Cm　 滲透高度 13.8 10.6 按GBJ82-85規(guī)范進(jìn)行 
標(biāo)號(hào) S14 S14 
干縮 ×10-4 28d 3.12 2.92 
60d 5.02 4.17 
耐熱性 　Mpa 抗折強(qiáng)度 4.6 4.6 200℃，2h 
抗壓強(qiáng)度 45.9 44.7 
抗裂性 
（初裂前變形） 　ε×10-6 　 205 0.28% 271 按GBJ81-85規(guī)范進(jìn)行 
0.90% 384 




2.2預(yù)制纖維混凝土Ｕ形槽渠道 
黑龍江省木蘭縣香磨山灌區(qū)二分支一斗渠，原渠道斷面為無(wú)襯砌梯形結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)采用改性聚丙烯纖維混凝土制作D40薄壁Ｕ形槽，纖維摻量為1kg/m3，因混凝土中摻入了改性纖維，不但保持了無(wú)纖維時(shí)混凝土的抗壓強(qiáng)度，而且提高了纖維混凝土的抗裂及抗折等性能，使Ｕ形槽的厚度可減至2cm，減輕了Ｕ形槽的重量，也降低了預(yù)制Ｕ型槽的成本，更便于安裝。安裝預(yù)制Ｕ形槽時(shí)，在Ｕ形槽的接縫處也采用了改性聚丙烯纖維混凝土進(jìn)行勾縫處理，使每?jī)蓚�(gè)Ｕ形槽連接處不易產(chǎn)生干縮裂縫保證止水效果。而且一旦渠床產(chǎn)生凍脹力時(shí)，因其具有的柔韌性也能適應(yīng)凍脹變形。經(jīng)過(guò)一個(gè)凍融周期的觀測(cè)，槽體無(wú)凍脹破壞現(xiàn)象，基土保持在低含水量狀態(tài)，保障了基土處于無(wú)凍脹或低凍脹環(huán)境，從而保證Ｕ形槽的完好無(wú)損。 
2.3纖維混凝土板復(fù)合膜梯形渠道 
黑龍江省的輸水渠道大部分為無(wú)襯砌土渠，在輸水灌溉過(guò)程中水量滲漏損失十分嚴(yán)重，為了減少渠道滲漏損失，近年來(lái)已陸續(xù)投資興建了一些渠道防滲襯砌工程。襯砌結(jié)構(gòu)有預(yù)制混凝土板、塑膜混凝土、三合土、預(yù)制混凝土U形槽等。其中塑膜混凝土板防滲渠道，上層為混凝土板剛性防護(hù)層，下層為塑膜柔性防滲層，從而具有剛?cè)嵯酀?jì)的優(yōu)點(diǎn)，但在高寒氣候條件下混凝土剛性防護(hù)層仍可能遭受凍脹而導(dǎo)致破壞，使防滲渠道發(fā)揮不了應(yīng)有的灌溉效益。復(fù)合土工膜加現(xiàn)澆改性纖維混凝土板做防滲結(jié)構(gòu)取得了很好效果。改性聚丙烯纖維摻量為1 kg/m3，復(fù)合膜上現(xiàn)澆纖維混凝土厚度為3~5cm。施工后經(jīng)檢驗(yàn)纖維混凝土已達(dá)設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度，并改善了抗裂、抗沖擊強(qiáng)度等性能指標(biāo)。此結(jié)構(gòu)較為突出的優(yōu)點(diǎn)是在復(fù)合膜上直接澆筑纖維混凝土板，復(fù)合膜上短纖維能與纖維混凝土板粘接在一起，共同形成抗凍脹變形的防滲體，有效的起到保護(hù)防滲層的作用，達(dá)到防止滲漏，保證渠道長(zhǎng)期安全運(yùn)行目的。由于渠道滲漏損失小，使渠床處于低含水狀態(tài)，減輕或消除了寒冷氣候條件下的基土凍脹。無(wú)疑，改性聚丙烯纖維的加入改變了普通混凝土只剛不柔的性質(zhì)，能抑制凍脹裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展，達(dá)到薄而不弱，裂而不碎的效果。經(jīng)過(guò)一個(gè)周期的凍融觀察，無(wú)凍脹破壞發(fā)生，長(zhǎng)期效果還需進(jìn)行多年考核，實(shí)驗(yàn)說(shuō)明纖維混凝土是高寒地區(qū)較理想的渠道防滲材料。