聚丙烯纖維混凝土技術調研報告

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普通混凝土在澆筑后早期硬化階段，會因泌水和水分散失而產生塑性收縮，使混凝土產生細微龜裂；在硬化后期還會產生干縮裂縫，削弱其整體性。在溫度應力及其它外力作用下，裂縫將進一步發(fā)展甚至碎裂，從而影響到混凝土的耐久性和抗磨性能；而且因裂縫滲水，鋼筋容易銹蝕。這一問題在薄板型結構和需要快速硬化的情況下，尤其突出。1963年，Goldfein在給美國陸軍工程師兵團的報告中提出多種纖維產品可以改善混凝土的抗沖擊、破碎性能（29），其中特別推薦了聚丙烯纖維。80年代中期，美國陸軍工程師團的羅博特協(xié)會，為解決軍用工事的混凝土結構在炮彈、炸彈的轟擊下碎裂的問題，研究和開發(fā)了聚丙烯纖維網(wǎng)，并申請了專利，由美國纖維網(wǎng)公司投入生產，商標名稱為Fibermesh（1，4）。聚丙烯纖維作為一種次要的混凝土加強系統(tǒng)（即不代替受力鋼筋），成功地解決了普通混凝土的上述缺點，而且較為經(jīng)濟和容易施工。因此在公路及橋梁路面、機場跑道、停機坪、停車場、工業(yè)與民用建筑、水泥和混凝土制品、水池、化污池、港口碼頭、隧洞噴錨加固、基坑支護、水渠、水工建筑物抗?jié)B和抗沖刷等混凝土建筑工程中，迅速得到推廣使用，目前已在全球60多個國家和地區(qū)應用，效益顯著（1，4）。除上述Fibermesh 外，美國還有Amerisack、Bonifiber、Durafiber（8）和歐共體的 Eurofiber等產品，其中Bonifiber為聚酯纖維。
一、聚丙烯纖維的性能    聚丙烯纖維是由丙烯聚合物或共聚物制成的烯烴類纖維。根據(jù)其生產過程可以分為兩種。聚丙烯在熔融狀態(tài)下擠壓成薄片（flat sheet）或進行抽取為長絲（filament），再經(jīng)過牽伸使纖維分子定向。前者經(jīng)過破碎、切斷成為原纖化纖維（fibrillated fiber），其斷面一般為不規(guī)則、近似矩形，纖維之間互相關聯(lián)或成束狀；后者則切斷后成為圓形斷面的復絲或單絲纖維（22，，27，29）。
聚丙烯材料的優(yōu)點是強度較高，比重比一般聚合物低，完全不吸水，為中性材料，與酸堿不起作用，而且經(jīng)濟性好，這些特點使它特別適用于摻加在混凝土中。其中使用較普遍的纖維性質如下（8，11）：
纖維長度          5～51 mm（可根據(jù)用戶需要定）
比    重          0.91
燃    點          590℃
熔    點          160～170 ℃
抗拉強度          200-300MPa
拉伸          15%
吸 水 性          無
抗酸、抗堿能力    不受酸堿侵蝕
導 電 性          低
導 熱 性          低
楊氏彈性模量      3400-3500 Mpa
中國國家建材局蘇州混凝土水泥制品研究院和國內其它一些測試單位對上述技術指標進行了測試，結果良好。廣州、上海建委已分別頒發(fā)了推廣許可證。