聚丙烯纤维改性混凝土的制备与性能研究_毕业论文.docVIP

- PAGE 15 - 摘要 混凝土材料是耐用性最好的传统材料之一，但由于混凝土是一种多孔性的脆性材料，抗拉强度差，对冲击、开裂、疲劳的抵抗能力差等缺点限制了其使用的范围。随着社会需要和科学技术的发展，混凝土的高性能化逐渐成为混凝土材料发展的总趋势。而聚丙烯纤维具有强度大、耐腐蚀、价格低等优点，可以改善混凝土的各方面性能，对延长混凝土的耐久性具有重大意义。 本文对聚丙烯纤维和纤维混凝土的概况以及聚丙烯纤维混凝土的性能研究和应用进行了综述研究。并通过实验制备聚丙烯纤维混凝土，研究聚丙烯纤维的掺量和长度对混凝土坍落度和抗压强度的影响；最后对聚丙烯纤维混凝土性能的发展方向进行展望。 研究表明：（1）目前纤维混凝土的主要品种有钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土及碳纤维混凝土等，其中聚丙烯纤维混凝土抗冲击性能好、劈裂抗拉性能好以及抗渗水性能好等优点广范应用于水利工程中。（2）0.9kg/m3的聚丙烯纤维掺量对混凝土的力学性能提升最为显著。（3）聚丙烯纤维有效地提高了混凝土的抗渗性能和抗冻性能，同时降低了其脆性，提升其耐久性。试验表明：（1）当纤维的长度一定，掺量越多时，坍落度会呈现出逐渐下降的趋势，每增加0.3kg/m3的纤维掺量，坍落度会下降6%～26%；当纤维的掺量一定，纤维越长时，坍落度会呈现下降的趋势但下降的很慢。每增加3mm的纤维长度，坍落度会下降5.2%～9%。（2）聚丙烯纤维的长度和掺量会影响混凝土的抗压强度，当纤维的长度一定，掺量越多时，抗压强度呈先上升在下降的趋势，0.9kg/m3的纤维掺量相较于其他的纤维掺量提高了1.6%～9.4%；当纤维掺量一定，纤维长度越长时，抗压强度呈先上升在下降的趋势，12mm的聚丙烯纤维掺入混凝土中相较于其他长度的纤维，其抗压强度提升了2%～16.8%。（3）与普通混凝土相比，聚丙烯纤维混凝土的坍落度了10%～90%。抗压强度提高了2%～24%。 关键词：聚丙烯纤维 纤维混凝土 坍落度 抗压强度 第一章 绪论 1.1 聚丙烯纤维 聚丙烯纤维是丙烯单体在一定条件下聚合而成的结构规整的结晶型聚合物，属于合成纤维的一种，聚丙烯纤维的商品名是丙纶。基本特性是：乳白色、无味、无溴、无毒、质轻、不吸湿、不溶于水、耐腐蚀、抗拉强度高。聚丙烯纤维相对其他合成纤维，如尼龙、芳纶等纤维具有强度高、弹性好、耐腐蚀、价格低等优点，同混凝土的骨料、外加剂、掺合料和水泥都不会有任何化学作用，故与混凝土材料有良好的亲和性[1]。 图1-1 聚丙烯纤维 美国希尔兄弟化工公司于20世纪90年代初开始生产以聚丙烯为原料、以独特工艺制造的高强聚丙烯单丝纤维,又称杜拉纤维，除此之外,土建工程中常用的经表面改性的束状单丝聚丙烯纤维，还有丹麦的克裂速纤维，有三维结构的网状纤维如美国纤维网公司生产的束状网式纤维，有微孔纤维如中国吉林水利实业公司产的改性聚丙烯纤维，另外还有采用膜裂工艺生产出的原纤化的膜列纤维[2]。 1.2 纤维混凝土的概述 混凝土是当代最主要的土木工程材料之一，具有价格低廉，生产工艺简单的优点，这使得混凝土不仅在土木过程中使用，在地热工程、海洋开发等混凝土也是重要的材料。（百度文库）随着三峡大坝、杭州湾跨海大桥、南水北调、西气东输等为代表的大型工程的实施，我国基础设施建设已经迈入了新一轮的快速发展阶段。混凝土的高性能化逐渐成为混凝土发展的趋势。受古代建筑土墙中掺入稻草的启发，人们发现掺入纤维可提高混凝土的抗拉强度、抗冲击性能、刚度等，采用纤维增强混凝土是目前国际上公认的提高混凝土抗裂性和韧性的有效方法之一[1]。 纤维混凝土，主要是在以水泥浆、砂浆或混凝土作为基材中加入纤维作为增强材料所组成的水泥基复合材料。目前纤维混凝土的主要品种有钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土及碳纤维混凝土等。 （1）钢纤维混凝土 钢纤维混凝土具有良好的材料性能，与普通混凝土相比，其抗压强度提高15～25%；抗拉强度提高20～50%；劈裂抗拉强度提高20～40%[3]；耐磨性能提高40%左右，其物理性能完全可以满足城市道路工程及检查井盖等配套构件需求技术指标。此外，高强钢纤维混凝土在铁路铁轨预制、高速公路伸缩缝、水泥砼道路等预制、现浇、生产施工等方面均已得到大量应用。 但钢纤维混凝土也有其缺点： = 1 \* GB3 ①钢纤维混凝土再搅拌过程中容易结团，混凝土的和易性差，施工困难而且容易生锈腐蚀。 = 2 \* GB3 ②钢纤维混凝土在制造方面使用了大量的钢材，加大了对钢材的消耗，增加的成本较多。目前解决的主要方法是改善水泥基体对钢纤维的粘结性能；增加纤维的粘结长度；增加纤维与基体间的摩阻和咬合力；改善纤维的形状（如平直形钢纤维、弯钩形钢纤维等）[3]。 图1-2为不同外形的钢纤维：平直形钢纤维（a）、压棱