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纤维混凝土技术简讯 宁波白溪水库二期面板聚丙烯纤维混凝土试验研究 一、 背 景 1.684亿m3，属国家大（2）型水库，是以供水、防洪为主，兼顾发电、灌溉等效益的综合利用水利枢纽。水库大坝采用钢筋混凝土面板堆石坝，最大坝高124.4m，在我国面板堆石坝中高度居第四位。大坝上游坝坡1：1.4，下游平均坝坡1：1.52,坝顶高程177.4m，面板厚度由坝顶至坝底为30~66cm，在面板厚度的中部布置20~25mm的钢筋网，间距20cm×20cm.一期面板浇至128.5m高程,已于2000年1月完工.二期面板在2000年9~12月施工。 80年代发展起来的新型混凝土——聚丙烯纤维混凝土的可行性进行试验研究。《聚丙纤维混凝土在水利工程上的应用研究》课题列入水利部和宁波市2000年度科技创新项目计划。 二、 国内外聚丙烯纤维混凝土研究和应用简述 聚丙烯纤维是由丙烯聚合物或共聚物制成的烯烃类纤维，比重为0.91，抗拉强度可达300~500Mpa，弹性模量3400~3500Mpa，不吸水，为中性材料，与酸碱不起作用，熔点160~170℃，燃点590℃。掺加在混凝土中的聚丙烯纤维长度一般为12~19mm，直径几十m。根据国内外的试验研究和工程应用经验，与常规混凝土比较，聚丙烯纤维混凝土有以下几方面的特点： 1）聚丙烯纤维在混凝土进入塑性阶段能有效减小收缩和裂缝的产生，在 （2）改善混凝土的变形特性和韧性，提高混凝土的极限拉伸率，在混凝土初裂后仍有一定的承载能力，实质上是对外荷能量的吸收能力和混凝土变形性能的改善；还可以提高混凝土的抗破碎性。 3）加入聚丙烯纤维，虽然并不能提高混凝土的静力强度，但由于韧性改善，抗冲击能力和抗磨损能力都可以提高。 4）提高了混凝土的耐久性。由于聚丙烯纤维混凝土能减少裂缝，并使裂缝细化，故可使混凝土的抗渗能力得到较大提高，从而提高混凝土的抗冻融能力。国外许多文献均报道了聚丙烯纤维混凝土能显著减少海水等侵蚀性环境对钢筋的锈蚀作用。 5）聚丙烯纤维混凝土的施工与常规混凝土基本相同，但聚丙烯纤维混凝土在相同配合下，坍落度比普通混凝土降低30%左右，且泌水速度降低，振捣和收面作业应适当加强。 90年代初开始引进这一技术，最初用于公路、桥梁工程，以后在房建中也越来越多地得到应用。但在我国水利工程中，聚丙烯纤维混凝土还处于试验研究阶段。 1.聚丙烯纤维混凝土的配合比 C25,抗渗标号W8,抗冻标号F100,含气量4%~5%。聚丙烯纤维混凝土的配合比与一期面板的普通混凝土配合比基本相同。由于原配合比在强度上有较大的裕度，为了弥补聚丙烯加入所减少的混凝土坍落度，采取了少量增加用水量和把原来的粉煤灰超量替代改为等量替代等措施。在试验中还对不同聚丙烯纤维的掺量下的混凝土性能进行了对比。最后推荐聚丙烯纤维掺入量为0.9kg/m3，即体积掺量为0.1%。 2．拌合物性能试验 1~1.5h，终凝也略有提前，但凝结时间与纤维的掺量之间尚未发现有规律性的变化；同时，聚丙烯纤维的掺入减少了塑性混凝土表面的析水，表现为泌水率下降，泌水推迟20min开始，提早30min结束。与普通混凝土一样，聚丙烯纤维混凝土在拌和后坍落度随时间有所减少，特别在0.5h后，损失速度加快。但对比试验显示，普通混凝土坍落度随时间也同样会减少，坍落度损失速度与掺纤维无关。由于聚丙烯纤维混凝土的施工对坍落度相对要更敏感些，因此更要注意研究坍落度随时间变化的规律。 3．力学性能 1所示。由表1可以看出，由于纤维混凝土在调整坍落度时少量增加了用水量，导致混凝土抗压、抗拉和抗折强度均稍有下降，但下降很少；掺入粉煤灰后，在表1所示列龄期内，强度指标有所降低。 聚丙烯纤维混凝土的力学性能（Mpa） 表1 粉煤灰 聚丙烯 掺量 （kg/m3） 28d抗折 抗拉强度 掺量（%） 7d 28d 60d 90d 7d 28d A-1 A-2 A-3 A-4 A-6 15 15 15 15 0 1 1 1 1 0 0 0.6 0.9 1.2 0.9 28.3 25.6 23.1 23.2 25.6 37.6 33.3 33.2 32.9 34.3 38.6 35.2 35.3 35.4 36.6 38.7 35.9 37.7 37.8 40.0 3.89 3.63 3.89 3.98 4.23 2.64 2.58 2.16 2.14 2.98 3.29 3.11 3.12 3.04 3.07 ? 4.变形和韧性试验 CECS13：89）进行，该法与美国材料试验协会（ASTM）标准C1018相同。在评价韧性系数时，则按日本土木工程协会方法（JSCE-SF4）进行。有文献指出：日本JSCE-SF4的评价方法可比美国ASTMC101