大体积混凝土施工注意事项
聚丙烯纤维混凝土的防水性能和应用摘要：
通过分析聚丙烯纤维混凝土的防水原理，说明在混凝土中掺加适量的聚丙烯纤维能有效地提高混凝土材料的抗裂防渗性能。
关键词：
聚丙烯纤维纤维混凝土 结构防水
正文：
在现今社会高速发展的混凝土工程中，混凝土的应用向着高强度、大流动度方向发展。随着混凝土强度和坍落度的不断提高，水泥的搀合料用量和种类不断改变。建筑构件向大体积、大面积、形状复杂多样的方向发展，向地下空间方向发展，混凝土的内应力大而复杂，裂缝的出现亦趋明显和常见。
近年来，从网上查看国内外混凝土技术发展应用了微纤维混凝土进行抗裂防水的技术研究。美国于90年代初研制出微纤维混凝土，在随后的几年中得到迅速的发展，其中应用最多的是聚丙烯纤维混凝土，其与混凝土的结合效果最佳。如今，在美国新建筑物中的地下室和屋面混凝土中大多采用了聚丙烯纤维混凝土，国内亦开始在防水工程中得到成功应用，我们在莆田循环水工程中因为业主指定使用此种产品改善混凝土的性能，我们利用外掺法大量的研究了聚丙烯纤维混凝土的使用。
2、 聚丙烯纤维混凝土的防水性及机理
2．1 聚丙烯纤维的物理性能
聚丙烯纤维的物理性能如下： 材 料 聚丙烯 耐酸碱性 极高 、相对密度 0.91 安 全 性 无毒材料 、熔 点 165℃ 拉伸极限 15％ 、燃 点 593℃ 抗拉强度 275MPa 、含 湿 量 ＜0.1% 弹性模量 3793Mpa 、吸 水 性 无 导 热 低 、细度 0.048mm
2．2 聚丙烯纤维混凝土的防水机理 ：
聚丙烯纤维混凝土的防水属于混凝土的刚性本体防水，有起到防水混凝土的抗渗和抗裂两个途径，聚丙烯纤维主要是通过抗裂达到防水目的。聚丙烯纤维抗裂防水的机理是建立在对混凝土的固结、收缩的基础上。
从微观的角度看，任何密实的混凝土都存在微裂缝。这些微裂缝存在于石、砂、水泥胶体和水泥微颗粒之间，正常的微裂缝我们肉眼很难看到。混凝土在硬化形成强度的过程中，初期由于水和水泥的化学作用形成结晶体，这种晶体化合物的体积比原材料的体积要小，因而引起混凝土体积的收缩；在后期又由于混凝土内自由水分的蒸发而引起干缩。这些应力某个时期超出了水泥机体的抗拉强度，于是在混凝土内部引起微裂缝。这些微裂缝不可避免地存在于混凝土内的骨料和水泥凝胶体的局部接触面处以及凝胶体自身内部。混凝土在凝结和硬化过程中，微裂缝经历了出现和发展的过程。这一过程，宏观上认为是混凝土在固结收缩，一般混凝土的收缩率在8×10－4左右。混凝土的微裂缝在发展过程中，是从无到有，从小到大向混凝土最薄弱方向持续定向发展。如果没有采取有效的抗裂措施，混凝土固有的微裂缝在内外应力的作用下将会发展为更大的裂缝以至最终形成贯通的毛细孔道及裂缝，从而导致防水失败，也造成结构设计强度远未能充分发挥，严重威胁到工程的安全及正常使用。
在混凝土内掺入聚丙烯纤维，聚丙烯纤维与水泥集料有极强的结合力，可以迅速而轻易地与混凝土材料混合，分布均匀；同时由于细微，故比表面积大，每公斤聚丙烯纤维连起来的总长度可绕地球10多圈，若分布在1m3的混凝土中，则可使每1m3的混凝土中有近20条纤维丝，故能在混凝土内部构成一种均匀的乱向支撑体系。当微裂缝在细裂缝发展的过程中，必然碰到多条不同向的微纤维，由于遭到纤维的阻挡，消耗了能量，难以进一步发展。因此，聚丙烯纤维可以有效地抑制混凝土早期干缩微裂及离析裂的产生和发展，极大地减少了混凝土收缩裂缝，尤其是有效地抑制了连通裂缝的产生。从宏观上解释，就是微纤维分散了混凝土的定向拉应力，从而达到抗裂的效果。通过进行大量的试验表明，与普通混凝土相比，聚丙烯纤维体积掺量为0.05％（约1.5 kg/m3）的混凝土抗裂能力提高了近70％。均匀分布在混凝土中彼此相粘连的大量纤维起了“承托”骨料的作用，降低了混凝土表面的析水与集料的离析，可以极大提高混凝土的抗渗能力。
3、 聚丙烯纤维混凝土在防水工程中的应用：
综合以上分析可知，聚丙烯纤维可以大大增强混凝土的抗裂、抗渗能力，作为混凝土刚体自防水材料的效果显著，可以有效地解决混凝土渗裂问题。聚丙烯纤维掺加高效减水剂的防水方案，在莆田循环水工程上进行了大量应用，我们利用业主采购的聚丙烯纤维研究对比了国产聚丙烯和进口聚丙烯的差别，实验表明国产聚丙烯尽管价格低，但是与混凝土的结合较差，同样采用外掺法加入混凝土或者水中后，国产聚丙烯分散性极差，易与水泥砂浆结块，经搅拌后很难达到充分分离的程度，而进口聚丙烯产品的防水和抗裂性能都由显著的效果。在循环水工程中聚丙烯纤维混凝土占了40％，浇筑混凝土近1.5万M3，实践和大量实验证明掺加了聚丙烯后的混凝土在和易性、粘聚性和抗渗等级上都有突出的改善，C25混凝土的抗渗等级最高可达到P16，经分解后的混凝土试块，纤维分散错综复杂，完全符合设计要求。
4、 结束语：
在混凝土中添加适量的聚丙烯纤维是克服混凝土开裂的有效途径。纤维在混凝土中形成的不规则的乱向支撑体系，能够有效地减少混凝土的早期泌水，降低混凝土的孔隙率，减少混凝土的早期干缩、塑性裂缝等，阻止混凝土发生沉降裂缝，因而能较大幅度地提高混凝土的抗渗性、抗裂性，增强其和易性。从确保工程质量，施工便利，兼顾成本及长短期效益等方面考虑，采用聚丙烯纤维混凝土是一种较好的刚性本体防水方案，只是价格较为昂贵，增加了混凝土的成本。在其中再掺用高效减水剂及粉煤灰，则可有效改善混凝土泵送性能的同时，大大提高混凝土的抗渗防水性能。
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