【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，提高了混凝土的抗凍能力，能夠保證高寒地區(qū)水利工程結構的整體性。
【關鍵詞】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】TV431.3 【文獻標識碼】Ｂ
黑龍江省冬季漫長，結冰期200天以上，嚴寒日也達100多天，凍土深度為1.5～3.0ｍ，最冷的１月份個別地區(qū)最低氣溫可達-40℃以下，是全國氣溫最低的省份。在如此高寒氣候環(huán)境下，如果建筑物的強度或其他指標不足以抵抗凍脹力時，建筑物就會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、閘等工程結構因凍脹而產生錯位、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工藝加工而成的，使其材料的防靜電性能和物理力學性能得到改善。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部各方向上的隨機均勻分布，對材料整體產生微加筋作用，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，使水工建筑結構更好地適應凍脹變形，滿足高寒地區(qū)水利工程建設的需要。
１聚丙烯纖維混凝土的性能試驗
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相對密度0.9；
④熔點160～170℃；
⑤燃點590℃；
⑥彈性模量大于0.3kg／mm2；
⑦導熱性能低；
⑧導電性低；
⑨抗酸堿性強；
⑩纖維長度15mm(或按用戶要求)。
1.2物理力學性能試驗
改性聚丙烯纖維混凝土物理力學性能試驗數(shù)據(jù)，見表１。
1.３耐久性試驗
改性纖維混凝土長期性和耐久性試驗數(shù)據(jù)見表２。
2 改性纖維混凝土在防滲工程中的應用
2.1沉箱板墻滲漏修補
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)漏水和滲水點達百余處，汛后設計采用纖維防水砂漿進行內壁防水處理。纖維防水砂漿系摻配防水外加劑與聚丙烯纖維的高標號普通硅酸鹽水泥砂漿，水泥采用425號普通硅酸鹽水泥，水泥砂漿配比為水∶水泥∶砂＝0.55∶1∶2.5，纖維摻量為1kg/m3，防水劑摻量按產品說明使用。處理方法如下：
(1)漏水點處理。漏水點鑿開深度大于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。
(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，收漿時進行抹拉毛處理，初凝后再壓抹面層纖維防水砂漿，收漿后進行壓光處理。經(jīng)上述防水處理后，防水層與基底結合牢固，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性能試驗數(shù)據(jù)
檢驗項目 單位 基準混凝土 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
立方體抗壓強度 Mpa 7d 30.7 30.1
28d 44.6 43.9
軸心抗壓強度 Mpa 28d 30.9 29.8
劈裂抗壓強度 Mpa
7d 0.99 1.04
28d 2.47 2.61
抗折強度 Mpa 5.17 0.28% 5.61
0.90% 5.93
抗沖強度 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：試驗按GBJ81-85規(guī)范進行
表2 改性纖維混凝土長期性能和耐久性試驗數(shù)據(jù)
檢驗項目 單位 基準混凝土 纖維混凝土 參照規(guī)范
抗凍性D50 ％ 強度損失 8.5 0 按GBJ82-85規(guī)范進行
——慢凍法
重量損失率 0.33 0
單項評定 合格 合格
抗?jié)B性 Cm 滲透高度 13.8 10.6 按GBJ82-85規(guī)范進行
標號 S14 S14
干縮 ×10-4 28d 3.12 2.92
60d 5.02 4.17
耐熱性 Mpa 抗折強度 4.6 4.6 200℃，2h
抗壓強度 45.9 44.7
抗裂性
（初裂前變形） ε×10-6 205 0.28% 271 按GBJ81-85規(guī)范進行
0.90% 384
2.2預制纖維混凝土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構。設計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混凝土的抗壓強度，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，也降低了預制Ｕ型槽的成本，更便于安裝。安裝預制Ｕ形槽時，在Ｕ形槽的接縫處也采用了改性聚丙烯 |