高性能聚丙烯长纤维混凝土性能研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇高性能聚丙烯长纤维混凝土性能研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：随着建筑行业的迅猛发展，建筑材料也得到一定程度的开发与研究。聚丙烯长纤维混凝土因其优良的性能现在逐渐被应用到工程当中。聚丙烯长纤维混凝土就是在原有混凝土成分的基础上添加了聚丙烯纤维以使混凝土材料具有优越的性能。聚丙烯长纤维混凝土对改善建筑工程质量、提高建筑工程中混凝土的耐久性具有很高的成效。本文将对聚丙烯长纤维混凝土进行简单的介绍。

关键词：混凝土；聚丙烯长纤维；性能

中图分类号： TV331 文献标识码： A

引言：建筑行业的发展，也加大了对建筑材料的研究。这是因为建筑材料是建筑结构的物质基础。混凝土材料因其原料丰富、价格低廉等性能已经被建筑行业广泛应用到建筑工程当中。伴随着建筑业的发展，对混凝土材料也逐渐进行了改良。通过在混凝土中添加聚丙烯长纤维发现复合混凝土材料表现出优良的性能。推广其应用到建筑行业中具有很大的意义。

1聚丙烯长纤维混凝土的特点及研究现状

聚丙烯纤维多为长度在19到50毫米之间的单丝或网形状的纤维。聚丙烯纤维无毒不溶于水，具有很好的弹性模量和抗拉强度。因此，经过简单的改性处理其可以应用到很多领域当中。聚丙烯纤维的化学性质比较稳定，在混凝土当中，不与混凝土当中的其他材料发生化学反应，只需要通过改变混凝土的物理性能来改变混凝土的性能。同时，聚丙烯纤维对于混凝土的搅拌设备也没有特殊的要求。在施工过程当中，只需要提高一下搅拌时间，就能使混凝土的粘聚性能增强。聚丙烯长纤维能够抑制混凝土的塑性收缩引起的裂缝提高混凝土的抗裂能力。聚丙烯长纤维优良的不溶于水的性能,能在一定程度上提高混凝土的抗水能力。混凝土当中，加入一定量的聚丙烯纤维，同时能在一定程度上提高混凝土的抗冻能力和抗摩擦能力。自1985年开始 美国的军事工程当中就开始使用了聚丙烯长纤维混凝土来保障混凝土的强度。经过不断的研发改进，美国聚丙烯长纤维混凝土已经开始运用到了民用工程及地下防水工作当中。在我国，纤维混凝土是从玻璃纤维上演变而来。直到20世纪90年代初，我国才从外国进口有机聚丙烯长纤维运用于制备聚丙烯长纤维混凝土，才开始得到推广运用到工程建筑中。

2聚丙烯长纤维混凝土的工作机理

2.1纤维间距理论

在1963年外国学者最初提出了纤维间距理论，这一理论是建立在弹性断裂力学的基础之上的。当材料结构不均性时，在受到外力作用的情况下，会出现裂缝，随着压力的增大，裂缝会逐渐变大，直到裂缝使材料的物理表面结构破坏。如果在材料当中加入了聚丙烯长纤维之后，纤维的存在会改变材料的结构，约束材料在外界压力的条件下裂缝的形成。材料受到拉力之时，聚丙烯长纤维会产生反向应力场，降低裂缝处所受到的拉力，使材料的强度和韧性增强。同时纤维产生的反向应力场与纤维之间的距离和纤维的数量有一定的关系。聚丙烯长纤维之间的距离越短和聚丙烯长纤维的数量越多，这种作用力越大。

2.2复合材料理论

复合材料理论最初也是由外国专家先提出来的。这一理论主要是表明复合材料的混合率能够把复合材料的性能视为各个部分之间性能之和。聚丙烯长纤维混凝土多为纤维及混凝土二种相结构，复合材料的性能就是把这些相结构的性能进行叠加。纤维的不同又可以把复合材料理论分为定向连续纤维复合材料混合定律和乱向非连续纤维复合材料混合定律。定向连续纤维复合材料是纤维在混凝土中均匀排列，并且与混凝土的荷载方向是一致的。乱向短纤维复合材料对其进行分析研究时，要考虑到纤维的乱向分布对反向应力场的影响与混凝土当中其他材料之间的影响。

2.3聚丙烯纤维的作用机理

首先要对混凝土早期微裂缝的形成机理进行简单的叙述。混凝土在早期形成裂缝多是在其硬化期间和承载期间产生的。混凝土在硬化期间产生的裂缝是比较复杂的，在这时期的裂缝也是后期能够用肉眼看到巨大裂缝的开始。加入高弹性模量的聚丙烯长纤维能够提高混凝土的弹性模量，依靠纤维与混凝土材料之间的作用力，能大大增大材料抗拉强度，降低材料表面的裂缝的形成。纤维加到混凝土当中，在混凝土硬化之间就能够制止住微裂缝的形成。聚丙烯长纤维的低密度性，能使其加入到混凝土当中，减小混凝土当中孔隙的大小，增强混凝土的密实度,提高混凝土的耐久性。聚丙烯纤维经过特殊处理之后，能与混凝土当中其他的材料之间形成强的粘结力，能有效的抑制裂缝的产生。另外,聚丙烯长纤维均匀分布在混凝土中起到“承托”骨料的作用。总之，聚丙烯纤维通过其自身及与混凝土其他材料之间形成优良的作用保障了聚丙烯长纤维混凝土优异性能。

3聚丙烯长纤维混凝土性能研究

3.1聚丙烯长纤维混凝土拌合物性能研究

高性能混凝土中需要保障混凝土具有高的流动性、稳定性及易密性性能。这样就能保障混凝土在搅拌下能与施工方法相适应。流动性是混凝土的一个主要指标。国内外主要是通过坍落度试验对其性能进行研究。通过研究发现，随着聚丙烯长纤维的添加量的增大，混凝土坍落度降低。当纤维添加量大于1.5kg/m3时，纤维对坍落度影响最大。因此，可以通过控制纤维的添加量来调控混凝土满足工作性能的需要。混凝土的保水性主要是指在施工过程中保证混凝土有一定的保水能力，不致产生严重泌水现象。可以通过对混凝土测试其泌水率来测定其保水性。随着聚丙烯长纤维量的增大，混凝土的泌水率有所降低，同时也能够保障了混凝土的流动性。

3.2聚丙烯长纤维混凝土力学性能研究

混凝土的重要性能是力学性能，在实际应用中也是主要考察的性能。混凝土的抗压指标是结构设计中主要考虑的指标。因此，聚丙烯长纤维混凝土考察的性能指标也是抗压强度。可以通过研究聚丙烯纤维的增加量来研究混凝土的抗压强度变化。改善混凝土抗拉、弯曲韧性、抗冲击性能。因此，高性能聚丙烯纤维混凝土的抗拉强度、弯曲韧性和抗冲击性能成为体现其优越性的主要性能。研究发现，在混凝土当中添加适量比例的聚丙烯纤维，能保障混凝土的这些优异性能。

3.3聚丙烯长纤维混凝土耐久性能研究

混凝土的耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素的作用，长期保持强度和外观完整性的能力。其影响因素包含着物理因素和化学因素。混凝土的耐久性实质上就是抵抗这种劣化作用的能力，产生劣化作用的内部潜在因素是混凝土中的化学成份,外部条件是环境中侵蚀介质和水的存在,必要条件是外部侵蚀性介质和水能逐渐浸入混凝土的内部。混凝土中掺入聚丙烯纤维, 减少混凝土的收缩裂缝,降低了混凝土的孔隙率,大大提高了混凝土的抗渗性能。聚丙烯纤维的添加阻碍了混凝土搅拌和成型过程中的内部空气的溢出,使混凝土的含气量增加, 有益于混凝土低温环境下的强度增长和抗冻融耐久性的提高。

结论：

聚丙烯长纤维混凝土就是在原有混凝土成分的基础上添加了聚丙烯纤维以使混凝土材料具有优越的性能。聚丙烯长纤维混凝土对改善建筑工程质量、提高建筑工程中混凝土的耐久性具有很高的成效。本文介绍了聚丙烯纤维增添对混凝土性能的影响,为高性能聚丙烯纤维混凝土在工程中的应用提供了有效价值。

参考文献：

[1]刘旭晨,覃维祖等.环形约束试验方法研究较凝材料体系对早期收缩开裂的影响[J].高强

高性能混凝土及其应用专题研讨会论文集.福州.2002

[2]马丽媛等.国内外混凝土的收缩性能及抗裂性能试验研究方法评述[J].中国建材科技.2001 年第 1 期

[3]马一平等.纤维参数对水泥砂浆塑性收缩开裂性能的影响[J].建筑材料学报.2002 年第 3期.220~224