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浅谈聚丙烯纤维混凝土性能和工程应用 　　摘 要：近年来，国内外对聚丙烯纤维混凝土进行了大量的试验研究，发现相对于普通混凝土，纤维混凝土有效的提高了混凝土的抗折强度、冲击强度、弯曲韧性等，本文介绍了聚丙烯纤维混凝土目前的力学性能研究现状，及其在工程中的应用。 　　关键词：聚丙烯混凝土；性能；工程应用 　　 　　混凝土是目前世界上用量最大、应用最广泛的材料之一。由于其易浇筑成型，可与钢结构结合制成各种构件，取材容易、价格低廉等优点，使得混凝土成为不可替代的建筑材料。但是，混凝土脆性大、抗拉强度低、抗折强度小等缺点，阻碍了混凝土的进一步发展。而在混凝土中掺入纤维的纤维混凝土，，可以有效的解决以上的缺点。 　　1 聚丙烯纤维混凝土概述 　　1.1 聚丙烯纤维混凝土的发展历程 　　聚丙烯是一种高分子碳氢化合物，其优点是化学稳定性好，相对于其他纤维混凝土如碳纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、钢纤维混凝土等，聚丙烯纤维混凝土耐腐蚀性更好、生产成本更低。聚丙烯纤维混凝土最早使用，是美国用于其军事工程中，以增强混凝土的坚固性。一九七零年，英国开始使用聚丙烯纤维混凝土，用于基桩的桩帽，防止打桩时桩帽的破坏。随后，Goldfein等人发现聚丙烯、尼龙等合成纤维能提高水泥砂浆的抗冲击能力。20世纪70年代，英美等发达国家已经逐步将聚丙烯单丝纤维用于混凝土制品中，并且美国还开发出聚丙烯膜裂纤维，不仅降低了聚丙烯单丝的直径，而且将纤维体积率降低0.1%-0.2%。80年代时，美国成功开发出直径为23-62μm的聚丙烯单丝纤维，应用于混凝土制品中有效提高了抗裂韧性。从此聚丙烯纤维广泛应用于西方发达国家的工程中，包括地下工程、工业民用建筑以及桥梁工程等。上世纪90年代，中国逐渐引进国外的合成纤维，使得聚丙烯纤维在国内得到发展。经数十年发展，目前国内应用聚丙烯纤维混凝土的工程已不计其数。 　　1.2 聚丙烯纤维对混凝土的力学性能的影响 　　1.2.1 聚丙烯纤维对混凝土抗压强度的影响 　　广东工业大学的苏健波和李士恩，对掺量小于0.1%的聚丙烯纤维混凝土研究发现，其立方体抗压强度没有明显提??，掺量大于0.1%时，立方体抗压强度反而降低。福州大学陈伟力、郑惠川等指出，低掺量的聚丙烯纤维混凝土对抗压强度影响有限。同济大学重点实验室的研究发现，0.4%掺量的聚丙烯纤维混凝土28天的抗压强度降低了18.2%。 　　大量实验结果和研究资料表明，低掺量的聚丙烯纤维对混凝土的抗压强度影响不大。 　　1.2.2 聚丙烯纤维对混凝土劈拉强度的影响 　　葛洲坝水利集团付华的实验结果阐述了在水灰比0.4的情况下，掺入3.0kg/m?的聚丙烯纤维，能使混凝土的劈拉强度有所提高。西北农林科技大学张慧莉的研究表明，聚丙烯纤维的掺入，混凝土的劈拉强度提高幅度最大达到72.09%，聚丙烯纤维延缓了劈拉试验中混凝土首条裂缝的出现。 　　1.2.3 聚丙烯纤维对混凝土抗折强度的影响 　　上海市政研究院的孙家瑛、孙建祥等人的试验结果表明，硅灰聚丙烯纤维混凝土在水灰比不变的情况下，聚丙烯纤维掺量由0增至0.15%时，混凝土的抗折强度提高达到27%。同济大学姚武、马一平的研究结果表明，水灰比为0.4的情况下，聚丙烯纤维混凝土的抗折强度有所降低，但其韧性指数比素混凝土高。 　　1.2.4 聚丙烯纤维对混凝土抗冲击性能的影响 　　东南大学的刘家彬的研究表明，聚丙烯纤维对混凝土的抗冲击性能影响显著，掺量为0.1%-0.2%时，混凝土的抗冲击性能提高达4-6倍。浙江大学王志钊、钱晓倩等人的试验表明，聚丙烯纤维使混凝土从初裂到破坏阶段吸收的能量提高27%，混凝土表现出的抗冲击韧性提高82%。因此，聚丙烯纤维表现出优越的抗冲击强度。 　　1.2.5 聚丙烯纤维对混凝土抗拉性能的影响 　　大连理工大学的王晓飞、丁一宁对聚丙烯粗纤维混凝土进行了轴拉性能的试验，结果表明聚丙烯粗纤维能有效提高混凝土的抗拉强度，提高幅度最大达到43%，但当纤维掺量过大时，抗拉强度降低，这是由于纤维影响了混凝土基体的密实度。由于聚丙烯纤维的抗拉强度较低且与混凝土基体粘结良好，因此试验中大部分聚丙烯纤维被拉断。 　　2 聚丙烯纤维在工程中的应用 　　由于聚丙烯纤维具有良好的力学性能，以及可以减少混凝土硬化过程中出现的微裂缝，能够改善混凝土的抗冻性、防渗、抗冲磨等性能，聚丙烯纤维被广泛应用于公路、桥梁、核反应堆外壳、隧道、飞机跑道等工程，在工业与民用建筑中，抗震框架节点部位和桩帽等，堤坝、涵洞的防水、补强等场合，都有使用聚丙烯纤维混凝土。 　　2.1 聚丙烯纤维在房屋建筑结构中的应用 　　陕西宝鸡法门寺合十舍利塔工程，工程为钢骨砼双向折线往复倾斜双塔体结构，塔的第四层设计为18m球冠状穹顶结构，穹顶壳体混凝土厚度0.2m，球冠上部由8根弧形工字