【摘要】改性聚丙烯纖維混凝土是在普通混凝土中摻入改性聚丙烯纖維，由于纖維的微加筋作用，使混凝土材料的抗裂、抗?jié)B和抗沖擊性能得到增強(qiáng)，提高了混凝土的抗凍能力，能夠保證高寒地區(qū)水利工程結(jié)構(gòu)的整體性。
【關(guān)鍵詞】改性聚丙烯纖維混凝土；高寒地區(qū)；水利工程；凍脹變形；加筋作用
【中圖分類號(hào)】TV431.3 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】Ｂ

　　黑龍江省冬季漫長，結(jié)冰期200天以上，嚴(yán)寒日也達(dá)100多天，凍土深度為1.5～3.0ｍ，最冷的１月份個(gè)別地區(qū)最低氣溫可達(dá)-40℃以下，是全國氣溫最低的省份。在如此高寒氣候環(huán)境下，如果建筑物的強(qiáng)度或其他指標(biāo)不足以抵抗凍脹力時(shí)，建筑物就會(huì)受凍脹影響而遭到破壞。以水工建筑物為例，其建筑材料主要為鋼筋混凝土，渠首工程和橋、涵、閘等工程結(jié)構(gòu)因凍脹而產(chǎn)生錯(cuò)位、裂縫、滑坡、剝蝕及滲漏等事故屢見不鮮。改性聚丙烯纖維混凝土的應(yīng)用，在一定程度上解決了這一難題。
　　改性聚丙烯纖維混凝土中的聚丙烯纖維是經(jīng)過特殊材料配方和生產(chǎn)工藝加工而成的，使其材料的防靜電性能和物理力學(xué)性能得到改善。普通混凝土材料因存在早期收縮裂縫問題而影響混凝土的抗?jié)B性能，摻加改性聚丙烯纖維的混凝土材料，由于纖維在混凝土材料內(nèi)部各方向上的隨機(jī)均勻分布，對(duì)材料整體產(chǎn)生微加筋作用，提高了混凝土材料的韌性，明顯改善了混凝土的抗裂、抗?jié)B和抗沖擊性能，從而抑制了混凝土塑性變形和收縮裂縫的形成，改善了混凝土的整體性，使水工建筑結(jié)構(gòu)更好地適應(yīng)凍脹變形，滿足高寒地區(qū)水利工程建設(shè)的需要。

１聚丙烯纖維混凝土的性能試驗(yàn)
１.１改性聚丙烯纖維的主要物理性能
　　目前用于混凝土的國產(chǎn)改性聚丙烯纖維的主要物理性能如下：
①防靜電性能良好，在水中易于分散；
②無吸水性；
③相對(duì)密度0.9；
④熔點(diǎn)160～170℃；
⑤燃點(diǎn)590℃；
⑥彈性模量大于0.3kg／mm2；
⑦導(dǎo)熱性能低；
⑧導(dǎo)電性低；
⑨抗酸堿性強(qiáng)；
⑩纖維長度15mm(或按用戶要求)。
1.2物理力學(xué)性能試驗(yàn)
改性聚丙烯纖維混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)，見表１。
1.３耐久性試驗(yàn)
改性纖維混凝土長期性和耐久性試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表２。
2 改性纖維混凝土在防滲工程中的應(yīng)用
2.1沉箱板墻滲漏修補(bǔ)
黑龍江省大慶采油廠松花江供水泵房的沉箱板墻，在1998年汛期水位上漲期間發(fā)現(xiàn)漏水和滲水點(diǎn)達(dá)百余處，汛后設(shè)計(jì)采用纖維防水砂漿進(jìn)行內(nèi)壁防水處理。纖維防水砂漿系摻配防水外加劑與聚丙烯纖維的高標(biāo)號(hào)普通硅酸鹽水泥砂漿，水泥采用425號(hào)普通硅酸鹽水泥，水泥砂漿配比為水∶水泥∶砂＝0.55∶1∶2.5，纖維摻量為1kg/m3，防水劑摻量按產(chǎn)品說明使用。處理方法如下：
(1)漏水點(diǎn)處理。漏水點(diǎn)鑿開深度大于3cm洗凈后抹壓防水凈漿一層，再用纖維防水砂漿搗壓密實(shí)與基面相平，注意水灰比控制接近干硬狀態(tài)以利于搗壓密實(shí)。
(2)防滲層處理。基層普遍打毛處理，噴水清洗后抹水泥凈漿結(jié)合層厚約0.5～1mm，隨后在其上壓抹底層纖維防水砂漿厚為1cm，收漿時(shí)進(jìn)行抹拉毛處理，初凝后再壓抹面層纖維防水砂漿，收漿后進(jìn)行壓光處理。經(jīng)上述防水處理后，防水層與基底結(jié)合牢固，表面無干縮裂紋，抗?jié)B效果優(yōu)于普通防水砂漿，達(dá)到不漏不滲與平整美觀的效果。

表1 改性聚丙烯纖維混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)
檢驗(yàn)項(xiàng)目 單位 基準(zhǔn)混凝土 纖維混凝土
拌合物容重 kN/m3 23.75 23.75
干混凝土吸水率 % 2.2 1.8
立方體抗壓強(qiáng)度 Mpa 7d 30.7 30.1
28d 44.6 43.9
軸心抗壓強(qiáng)度 Mpa 28d 30.9 29.8
劈裂抗壓強(qiáng)度 Mpa
7d 0.99 1.04
28d 2.47 2.61
抗折強(qiáng)度 Mpa 5.17 0.28% 5.61
0.90% 5.93
抗沖強(qiáng)度 KJ/m2 4.98 0.28% 8.52
0.90% 9.96
靜力抗壓彈性模量 Mpa­×10-4　 3.49 3.35

注：試驗(yàn)按GBJ81-85規(guī)范進(jìn)行


表2 改性纖維混凝土長期性能和耐久性試驗(yàn)數(shù)據(jù)
檢驗(yàn)項(xiàng)目 單位 基準(zhǔn)混凝土 纖維混凝土 參照規(guī)范
抗凍性D50 ％　 強(qiáng)度損失 8.5 0 按GBJ82-85規(guī)范進(jìn)行
——慢凍法
重量損失率 0.33 0
單項(xiàng)評(píng)定 合格 合格
抗?jié)B性 Cm　 滲透高度 13.8 10.6 按GBJ82-85規(guī)范進(jìn)行
標(biāo)號(hào) S14 S14
干縮 ×10-4 28d 3.12 2.92
60d 5.02 4.17
耐熱性 　Mpa 抗折強(qiáng)度 4.6 4.6 200℃，2h
抗壓強(qiáng)度 45.9 44.7
抗裂性
（初裂前變形） 　ε×10-6 　 205 0.28% 271 按GBJ81-85規(guī)范進(jìn)行
0.90% 384

2.2預(yù)制纖維混凝土Ｕ形槽渠道
　　黑龍江省木蘭縣香磨山灌區(qū)二分支一斗渠，原渠道斷面為無襯砌梯形結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)采用改性聚丙烯纖維混凝土制作D40薄壁Ｕ形槽，纖維摻量為1kg/m3，因混凝土中摻入了改性纖維，不但保持了無纖維時(shí)混凝土的抗壓強(qiáng)度，而且提高了纖維混凝土的抗裂及抗折等性能，使Ｕ形槽的厚度可減至2cm，減輕了Ｕ形槽的重量，也降低了預(yù)制Ｕ型槽的成本，更便于安裝。安裝預(yù)制Ｕ形槽時(shí)，在Ｕ形槽的接縫處也采用了改性聚丙烯