聚丙烯纖維防滲抗裂措施

1.1聚丙烯纖維防滲抗裂工藝原理及主要性能

1.1.1聚丙烯纖維防滲抗裂工藝原理

從微觀的角度來看，任何密實的混凝土都存在微裂縫。混凝土在硬化形成強度的過程中，初期由于水和水泥的反應形成結晶體，這種晶體化合物的體積比原材料的體積要小，因而引起混凝土體積的收縮；在后期又由于混凝土內自由水分的蒸發而引起干縮。這些應力某個時期超出了水泥機體的抗拉強度，于是在混凝土內部引起微裂縫。

在混凝土內摻入聚丙烯纖維，聚丙烯纖維與水泥集料有極強的結合力，可以迅速而輕易地與混凝土材料混合，分布均勻；同時由于細微，故比表面積大，0.8kg聚丙烯纖維分布在1m3的混凝土中，則可使每立方米混凝土中就有1500～2500萬根纖維不定向分布在其中，能在混凝土內部構成一種均勻的亂向支撐體系（見圖1-1即右圖）。????

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當微裂縫在細裂縫發展的過程中，必然碰到多條不同向的微纖維，由于遭到纖維的阻擋，消耗了能量，難以進一步發展。因此，聚丙烯纖維可以有效地抑制混凝土早期干縮微裂的產生和發展，極大地減少了混凝土收縮裂縫。從宏觀上解釋，就是微纖維分散了混凝土的定向拉應力，從而達到抗裂的效果。聚丙烯纖維可以大大增強混凝土的抗裂、抗滲能力，作為混凝土剛體自防水的效果顯著，可以有效地解決混凝土滲裂問題的困擾，延長使用壽命。下面具體分析聚丙烯纖維是如何影響混凝土各種性能的。

1.1.2提高混凝土抗裂性能

混凝土裂縫主要發生在混凝土硬化前，此階段由于水分的蒸發轉移，因而引起混凝土內部塑性裂縫的產生。摻入聚丙烯工程纖維后，在混凝土內部形成一種均勻三維不定向分布的支撐體系，延緩和阻止早期混凝土塑性裂縫的發生和發展，因此起到更為有效的。

1.1.3提高混凝土的抗滲性能

混凝土摻入少量纖維后，抑制了早期干縮裂縫及離析裂縫的產生和發展。使混凝土孔隙率大大降低，從而使混凝土抗滲能力大幅度提高，因此可用于抗滲要求高的混凝土工程。如水電站廠房、大壩、混凝土防滲面板、引水隧洞、工民建的地下室、游泳池墻板、貯水池、屋面防水等工程。

1.1.4提高混凝土抗沖擊性能

纖維與水泥基料有極強的結合力，纖維能迅速和混凝土均勻混合，形成三維不定向支撐體系，當混凝土承受拉力和沖擊時，均勻分布且數量眾多的纖維起到了吸收能量和分擔應力的加強筋作用。這一特性對易受到疲勞沖擊的混凝土結構，儒道路、橋梁、高層建筑轉換梁、停車場、停機坪、機場跑道、水閘底板等工程非常有用。

1.1.5提高混凝土耐磨性能

混凝土摻入少量纖維后，可以控制塑性沉降和塑性收縮龜裂，表面形成質地均勻的泌漿膠膜，同時三維不定向體系纖維能較多地吸收能量，增強混凝土耐磨性能。

1.1.6提高了混凝土抗凍和耐溫差能力

摻入纖維的混凝土因纖維具有大分子結構，當外界溫度為40℃時，它具有收縮性，當外界溫度為-40℃時，玻璃態和結晶態大分子具有抗收縮性，這種性能彌補了混凝土熱脹冷縮的特性，緩解溫度變化而引起的混凝土內部應力作用，阻止溫度裂縫的擴展。可廣泛應用于寒冷地區混凝土工程。

1.1.7降低高強混凝土的脆性

高強混凝土是混凝土技術的一個重要發展方向。它能適應現代工程結構向大跨度，高層結構，重載力方向發展的需要，符合現代施工技術采用工業化生產的要求。但高強度混凝土在材料力學性能上呈明顯的脆性，而極限應變小。這些不利因素，影響了高強度混凝土的更廣泛應用。聚丙烯工程纖維比表面積大，它和水泥基料有極強的粘結力，在混凝土內呈三維不定向支撐體系，根據對試件的破壞試驗：混凝土摻入纖維后，大大提高了混凝土的抗裂能力和韌性，對克服高強混凝土的脆性有較理想的效果，具有十分重要的工程價值。

1.2施工工藝流程及操作要點

1.2.1混凝土生產工藝流程

預拌混凝土的生產施工工藝因設備的不同而有一些差異，但都大同小異。主要由原料進廠、上料計量及攪拌、運輸、泵送澆筑、養護工藝流程，見圖1-2

圖1-2混凝土生產施工工藝流程圖

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1.2.2原料進廠

按批次抽樣檢驗后，各種原材料方可入廠。聚丙烯纖維作為聚丙烯纖維混凝土的一種重要原材料之一，應注意以下幾點：

通過廠家提供的產品合格證及檢驗報告，判斷該種纖維是否滿足該種混凝土的要求。

要求生產廠家將聚丙烯纖維按一定重量分袋包裝（0.6kg/袋～0.9kg/袋），方便計量、投放。

不易暴曬，應堆放在干燥、陰涼處，以免材料老化變性。

1.2.3上料計量

纖維同混凝土骨料、外加劑、摻合料和水泥都不會有任何沖突。施工時，根據配合比直接將纖維投入上料系統。對攪拌及施工工藝沒有特別的要求，只要適當保證攪拌時間即可使用。

據每次攪拌混凝土的方量，按照配合比要求（或建議摻量）正確計量每次加入纖維的重量。

將骨料連同纖維一起加入攪拌機，應調整攪拌時間，干拌時間較普通混凝土增加25%，加入水泥和水后，濕拌時間較普通混凝土增加30%，使纖維充分分散。

攪拌完成后隨機取樣，如纖維已均勻分散成單絲，則混凝土可投入使用，如果仍有成束纖維則延長攪拌時間20～30秒，即可使用。

為改善拌合物的和易性，可摻加適量的減水劑、也可摻入不超過水泥用量20%的粉煤灰（Ⅱ級）。

1.2.4輸送系統

輸送系統是連接生產和施工的一條紐帶。它包括：混凝土輸送車輛、泵機、泵車和輸送管道。應注意以下幾點：

輸送全過程中的任務是要求始終使聚丙烯纖維混凝土拌合物保持均勻、不離析、不分層狀態。這要求混凝土罐車在輸送過程中罐體保持3～6r/min的轉速轉動，并及時將混凝土送到指定澆筑點。拌合好的纖維混凝土由攪拌站輸送至澆筑部位，時間不應超過60min，否則應在混凝土運到工地后再加入聚丙烯纖維。

輸送過程中嚴禁司機、施工人員私自向聚丙烯纖維混凝土中加入生水來調節和易性，否則會嚴重影響混凝土的質量。

聚丙烯纖維混凝土施工過程中應保證充足的輸送能力，以保持混凝土澆筑的連續性。

1.2.5泵送澆注混凝土應注意的幾點要求:

開始泵送時,混凝土處于慢速、勻速并隨時可反泵的狀態。泵送速度，先慢后快，逐步加速。同時，觀察混凝土泵的壓力和各系統的工作情況，待各系統運轉順利后，方可以正常速度進行泵送。

泵送前，應先用適量的與混凝土內成分相同的水泥砂漿潤滑輸送管內壁。預計泵送間歇時間超過45min 或混凝土出現離析現象時，應立即用壓力水或其他方法沖洗管內殘留的混凝土。

將高強混凝土倒入料斗時，應注意下料的高度和方向，以免高強混凝土離析或骨料過于集中在一個缸內。

輸送時，料斗中高強混凝土存量不低于攪拌軸，以避免空氣進入泵管而引起管道的振動。

1.2.6澆筑、養護

混凝土入模后，處于松散狀態，不僅不能很好填滿模具，而且其強度和對鋼筋的握裹力都不能達到設計和使用要求。澆筑聚丙烯纖維混凝土采用高頻振搗器。分層與布點合理，避免欠振與過振。??????????????????????????????

使用插入式振動器進行搗實。振動頻率和時間以能使拌合物中的所含空氣成分逸出為準，達到表面平整，從而使強度等各種性能符合設計要求。振動器震動間距控制在30～40cm，插入深度約50mm，板面使用二次振搗工藝，20～30min后進行復振。?????????????????????

澆筑完畢后應根據季節不同及時做好相應的養護工作。保證聚丙烯纖維混凝土表面處于溫潤狀態，保證早期強度的增加。

1.3材料與設備要求

1.3.1對聚丙烯纖維要求

聚丙烯纖維是一種以聚丙烯為主要原料，以獨特生產工藝制造而成的高強度束狀單絲纖維。選用改性后的截面為三葉形的聚丙烯纖維，見圖1-3。

?圖1-3聚丙烯纖維束

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下表為聚丙烯纖維的物化性能參數（見表1-1）：

表1-1聚丙烯纖維的物化性能參數

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1.3.2對骨料的要求

骨料粒徑越大，纖維越容易受骨材排擠壓迫，單位體積內纖維含量增加，如圖1-4所示，纖維容易互相糾結成球，纖維球又會造成骨材間分離。為了避免上述情形發生，必須選用粒徑較小的骨材。因此，粗骨料粒徑應≤20mm。

圖1-4骨料粒徑對纖維束分布的影響

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1.3.3對設備的要求

傳送帶處加裝投放裝置如圖1-5，砂石料備好后，將纖維通過投放裝置加入。該裝置為與水平面成一定夾角（夾角≥30°）的PVC管(長度≥3m、直徑≥10cm)固定于傳送帶上方。

圖1-5生產設備

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1.4質量控制

1.4.1質量標準

本先進工藝執行以下標準：

GB50164-1992《混凝土質量控制標準》

GB50204-2002《混凝土質量結構工程施工質量驗收規范》

JGJ/T10-1995《混凝土泵送施工技術規程》

1.4.2影響質量因素原因分析

原材料的組成成分、原材料的力學性能、各種原材料間的相容性、混凝土生產工藝的合理性穩定性、配合比的科學性以及混凝土的施工澆筑、養護狀況。

1.4.3質量控制點

對聚丙烯纖維混凝土的生產質量控制主要表現在三個方面：

嚴格按照國家相關的標準、規范對入場的砂、石、水泥、粉煤灰、外加劑、摻合料等原材料進行抽檢，確保原材料的質量。

加強對實驗室的技術管理，確保配合比科學、經濟、合理。生產中拌和物的抽樣監控、生產工藝的各環節狀況的監督控制等。

采用合理的生產工藝，并對生產工藝過程進行實時監控，維護好設備的正常運轉。確保生產過程中的拌和物的質量。

1.5安全及環保措施

1.5.1安全措施

1、施工現場安全設施應按照國家《建筑安裝工程安全技術規程》的有關規定。

2、聚丙烯纖維屬于易燃物品，使用及堆放時需遠離電氣焊及其它火源。嚴格執行現場用火制度，接受相關部門的檢查。

3、對投放聚丙烯纖維的操作人員及時發放安全技術交底，并對其進行培訓后方可上崗。

4、設專人對廠區定期進行安全檢查，并建立檢查記錄，時期有可追溯性。

5、倉庫、料場應配備足夠的消防器材，對易燃材料要集中管理，并設有明顯標志。

1.5.2環保措施

切實做好施工現場的環境保護工作，主要采取以下措施：

1、對施工現場場地進行硬化和綠化，并經常灑水，以減少粉塵污染。

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