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摘 要：本篇文章主要将聚丙烯纤维网在大体积混凝土结构上进行应用作为分析背景，全面详细的对聚丙烯纤维网在大体积混凝土中使用后所产生的作用进行探讨，以及聚丙烯纤维在大体积混凝土在裂缝控制中所产生的实际效果进行了介绍，以期为其他大体积混凝土工程施工过程中提供参考。
关键词：大体积混凝土；聚丙烯纤维网；抗裂防渗性能；作用机理
大体积混凝土是部分工程结构所必不可少的一个关键因素，不仅仅是为了能够保持工程自身的整体性，还为了工程的质量。但是在实际进行大体积混凝土施工的过程中，如果不采取相应的措施，那么大体积混凝土在养护的过程中，其外部凝固的速度远大于内部凝固速度，而在这一过程中，就会由于内外应力不均而出现裂缝。现目前，要对大体积混凝土的裂缝进行控制，就应当在其中添加聚丙烯纤维，这能够使得混凝土自身的性能得到极大的加强。下文主要对聚丙烯纤维在大体积混凝土裂缝控制的应用进行了探讨。
1 工程概况
此文讨论的工程背景为一大体积混凝土基础，底边长17m、宽14.3m，台高2m，砼方量為743.3m3，设计强度等级为C40，属于大体积混凝土。大体积混凝土由于水泥水化过程中产生的水化热，浇注初期混凝土内部温度急剧上升引起混凝土膨胀变形，此时混凝土弹性模量很小，升温引起受基础约束的膨胀变形产生的抗压应力很小，但随着温度的逐渐降低、混凝土的收缩变形时弹性模量增大，降温引起受基础约束的变形产生相当大的拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生裂纹，对混凝土结构产生不同程度的危害。
2 原材料及混凝土配合比
（1）混凝土原材料。水泥：华新42.5级普通硅酸盐水泥；粉煤灰：Ⅱ级粉煤灰；细集料：中粗砂，细度模数Mx=2.6～2.8；粗集料：石灰岩碎石，规格5mm～31.5mm；外加剂：缓凝高效减水剂。（2）混凝土配合比。大体积混凝土基础采用和易性良好的泵送混凝土施工，设计强度为C40；经特殊的生产工艺及表面处理技术的聚丙烯纤维网在混凝土中具有极佳的分散性以及与水泥基体的握裹力；且抗老化性好，化学性质稳定，只依靠改变混凝土的物理结构而改善混凝土的性能，其本身不发生任何化学反应。
3 聚丙烯纤维网的作用机理
3.1 施工方法
纤维网自身的外包装是利用溶解物质来制造的纸袋，所以，在掺入混凝土的过程在中并不需要将纸袋打开。目前每袋纤维网的重量为0.9kg。其包装在搅拌机中被绞碎之后，会直接融化，而纤维网在这一过程中则与混凝土充分的拌合，使用方式极为便捷。此外，在将纤维网和砂石水泥进行拌和的时候，要直接加水进行搅拌，搅拌方式与一般混凝土搅拌相同，但是搅拌的时候应当适当的延长1-2分钟，只要纤维网在进行搅拌的过程中完全被绞碎成为单独的丝状即可。
3.2 作用机理
聚丙烯纤维与混凝土充分的拌和之后，能够极大的提升混凝土抗拉强度；避免基中原本存在的缺陷不断的扩展，从而最大限度的减少裂缝出现；加强基体自身的抗变形能力，切实有效的对混凝土自身的抗冲击性能以及韧性进行改善，混凝土中所存在的短纤维对于混凝土的性能提升来说，主要有以下两个方面的解释：
第一，“纤维间距机理”，依照线弹性断裂力学来说，纤维对于裂缝所产生的影响主要是发生在对于混凝土的约束上，之所以在混凝土进行拌和的过程中掺入一定的聚丙烯纤维，其主要目的就是为了减少混凝土中所存在的缺陷，以此来提升混凝土自身的强度，尽可能的避免重大质量问题出现，而聚丙烯纤维的掺入能够极大的提升混凝土韧性，这也就最大限度的降低了混凝土内部出现裂缝的概率，达到了对裂缝进行控制的目的。
第二，“复合材料机理”，该理论的出发带点就是新型复合材料构成的原理，把碳纤维能够对混凝土性能增强看做是纤维的强化体系，并且使用混合的原理来确定纤维混凝土所能够增加的抗弯强度以及抗拉强度，从而提出了将纤维网掺入混凝土的方向、长短、掺入量、粘接力等多个方面的关系。
依据以上两个方面的理论，能够明显的看出，纤维网在混凝土中所主要起到的作用有三个：避免混凝土中裂缝不断扩展，并且延缓裂缝的产生；加强混凝土自身的变形性能，从而对混凝土的抗冲击性能、韧性等性能指标进行明显的改善。
3.3 聚丙烯纤维网的主要功能。
提升抗裂性能：聚丙烯纤维网能够使得混凝土的内部形成无序的支撑系统，该支撑系统起到了对各个方面应力产生影响的作用，极为有效的阻碍了任何形式裂缝的不断发展；最大限度的对混凝土中所出现的裂缝进行控制，减少其存在的数量以及具体尺寸；极为有效的避免了混凝土骨料出现离析现象，为混凝土自身泌水均匀提供了极为良好的保障；阻碍沉降裂缝的形成。提高抗渗性能：聚丙烯纤维网可有效抑制混凝土的早期干裂缝及沉降裂缝，尤其可有效地抑制连通裂缝的产生，大大提高混凝土的密实性；从而提高混凝土的抗渗性能。
4 试验研究
防裂、抗渗性能的试验研究。用相同的材料和相同的配合比配制C40的高性能混凝土，分别制备空白混凝土试块（不掺聚丙烯纤维网，只掺粉煤灰）和粉煤灰+聚丙烯纤维网试块，检测其拌合物的坍落度及坍落度损失，抗渗以及硬化后的性能，对比试验结果如表3：掺聚丙烯纤维网的混凝土比不掺聚丙烯纤维网的拌合物坍落度减小14%，同时1小时后的坍落度损失也减小；掺聚丙烯纤维网后混凝土的抗压强度有明显的提高，弹性模量有明显的提高；当水压为1.5MPa时粉煤灰+聚丙烯纤维网拌合物的渗水高度下降63.3%；当水压为2.0MPa时粉煤灰+聚丙烯纤维网拌合物的渗水高度下降87.5%。同时，表明混凝土在搅拌时不仅消除了离析现象，而且消除了与容器和工具间的粘滞的现象，泵送时不粘泵管。
试验表明，掺入聚丙烯纤维网可有效的抑制混凝土的早期干缩微裂及离析微裂的产生和发展，极大地减少了混凝土的收缩裂纹，尤其有效的抑制了连通裂缝的产生。均匀分布在混凝土中彼此相粘连的大量纤维起到“承托”骨料的作用，降低了混凝土表面的析水和集料的离析，从而使混凝土中直径>50μm的孔隙的含量大大降低，可以极大的提高抗渗能力。
结束语
综上所述，可以极为明显的看出，混凝土在掺入了聚丙烯纤维网之后，其混凝土自身的得到了减小收缩性、加强韧性、增强抗裂性能、抗渗性能等多个方面的性能改善，从而能够极大避免大体积混凝土裂缝的出现，并且让混凝土自身的延性能够得到增强，这对于大体积混凝土的质量保障等多个方面的因素来说有着极其重要的作用。
参考文献
[1]韦志鹏，段振东，虞凌超.聚丙烯纤维网混凝土桥面铺装的性能研究[J].中国新技术新产品，2010（9）.
[2]冯承哲.聚丙烯纤维网混凝土的路用性能研究[J].黑龙江交通科技，2009（5）.
[3]张皓.陈园聚丙烯纤维网混凝土的路用性能研究[J].北方交通，2009（1）.
关键词：大体积混凝土；聚丙烯纤维网；抗裂防渗性能；作用机理
大体积混凝土是部分工程结构所必不可少的一个关键因素，不仅仅是为了能够保持工程自身的整体性，还为了工程的质量。但是在实际进行大体积混凝土施工的过程中，如果不采取相应的措施，那么大体积混凝土在养护的过程中，其外部凝固的速度远大于内部凝固速度，而在这一过程中，就会由于内外应力不均而出现裂缝。现目前，要对大体积混凝土的裂缝进行控制，就应当在其中添加聚丙烯纤维，这能够使得混凝土自身的性能得到极大的加强。下文主要对聚丙烯纤维在大体积混凝土裂缝控制的应用进行了探讨。
1 工程概况
此文讨论的工程背景为一大体积混凝土基础，底边长17m、宽14.3m，台高2m，砼方量為743.3m3，设计强度等级为C40，属于大体积混凝土。大体积混凝土由于水泥水化过程中产生的水化热，浇注初期混凝土内部温度急剧上升引起混凝土膨胀变形，此时混凝土弹性模量很小，升温引起受基础约束的膨胀变形产生的抗压应力很小，但随着温度的逐渐降低、混凝土的收缩变形时弹性模量增大，降温引起受基础约束的变形产生相当大的拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生裂纹，对混凝土结构产生不同程度的危害。
2 原材料及混凝土配合比
（1）混凝土原材料。水泥：华新42.5级普通硅酸盐水泥；粉煤灰：Ⅱ级粉煤灰；细集料：中粗砂，细度模数Mx=2.6～2.8；粗集料：石灰岩碎石，规格5mm～31.5mm；外加剂：缓凝高效减水剂。（2）混凝土配合比。大体积混凝土基础采用和易性良好的泵送混凝土施工，设计强度为C40；经特殊的生产工艺及表面处理技术的聚丙烯纤维网在混凝土中具有极佳的分散性以及与水泥基体的握裹力；且抗老化性好，化学性质稳定，只依靠改变混凝土的物理结构而改善混凝土的性能，其本身不发生任何化学反应。
3 聚丙烯纤维网的作用机理
3.1 施工方法
纤维网自身的外包装是利用溶解物质来制造的纸袋，所以，在掺入混凝土的过程在中并不需要将纸袋打开。目前每袋纤维网的重量为0.9kg。其包装在搅拌机中被绞碎之后，会直接融化，而纤维网在这一过程中则与混凝土充分的拌合，使用方式极为便捷。此外，在将纤维网和砂石水泥进行拌和的时候，要直接加水进行搅拌，搅拌方式与一般混凝土搅拌相同，但是搅拌的时候应当适当的延长1-2分钟，只要纤维网在进行搅拌的过程中完全被绞碎成为单独的丝状即可。
3.2 作用机理
聚丙烯纤维与混凝土充分的拌和之后，能够极大的提升混凝土抗拉强度；避免基中原本存在的缺陷不断的扩展，从而最大限度的减少裂缝出现；加强基体自身的抗变形能力，切实有效的对混凝土自身的抗冲击性能以及韧性进行改善，混凝土中所存在的短纤维对于混凝土的性能提升来说，主要有以下两个方面的解释：
第一，“纤维间距机理”，依照线弹性断裂力学来说，纤维对于裂缝所产生的影响主要是发生在对于混凝土的约束上，之所以在混凝土进行拌和的过程中掺入一定的聚丙烯纤维，其主要目的就是为了减少混凝土中所存在的缺陷，以此来提升混凝土自身的强度，尽可能的避免重大质量问题出现，而聚丙烯纤维的掺入能够极大的提升混凝土韧性，这也就最大限度的降低了混凝土内部出现裂缝的概率，达到了对裂缝进行控制的目的。
第二，“复合材料机理”，该理论的出发带点就是新型复合材料构成的原理，把碳纤维能够对混凝土性能增强看做是纤维的强化体系，并且使用混合的原理来确定纤维混凝土所能够增加的抗弯强度以及抗拉强度，从而提出了将纤维网掺入混凝土的方向、长短、掺入量、粘接力等多个方面的关系。
依据以上两个方面的理论，能够明显的看出，纤维网在混凝土中所主要起到的作用有三个：避免混凝土中裂缝不断扩展，并且延缓裂缝的产生；加强混凝土自身的变形性能，从而对混凝土的抗冲击性能、韧性等性能指标进行明显的改善。
3.3 聚丙烯纤维网的主要功能。
提升抗裂性能：聚丙烯纤维网能够使得混凝土的内部形成无序的支撑系统，该支撑系统起到了对各个方面应力产生影响的作用，极为有效的阻碍了任何形式裂缝的不断发展；最大限度的对混凝土中所出现的裂缝进行控制，减少其存在的数量以及具体尺寸；极为有效的避免了混凝土骨料出现离析现象，为混凝土自身泌水均匀提供了极为良好的保障；阻碍沉降裂缝的形成。提高抗渗性能：聚丙烯纤维网可有效抑制混凝土的早期干裂缝及沉降裂缝，尤其可有效地抑制连通裂缝的产生，大大提高混凝土的密实性；从而提高混凝土的抗渗性能。
4 试验研究
防裂、抗渗性能的试验研究。用相同的材料和相同的配合比配制C40的高性能混凝土，分别制备空白混凝土试块（不掺聚丙烯纤维网，只掺粉煤灰）和粉煤灰+聚丙烯纤维网试块，检测其拌合物的坍落度及坍落度损失，抗渗以及硬化后的性能，对比试验结果如表3：掺聚丙烯纤维网的混凝土比不掺聚丙烯纤维网的拌合物坍落度减小14%，同时1小时后的坍落度损失也减小；掺聚丙烯纤维网后混凝土的抗压强度有明显的提高，弹性模量有明显的提高；当水压为1.5MPa时粉煤灰+聚丙烯纤维网拌合物的渗水高度下降63.3%；当水压为2.0MPa时粉煤灰+聚丙烯纤维网拌合物的渗水高度下降87.5%。同时，表明混凝土在搅拌时不仅消除了离析现象，而且消除了与容器和工具间的粘滞的现象，泵送时不粘泵管。
试验表明，掺入聚丙烯纤维网可有效的抑制混凝土的早期干缩微裂及离析微裂的产生和发展，极大地减少了混凝土的收缩裂纹，尤其有效的抑制了连通裂缝的产生。均匀分布在混凝土中彼此相粘连的大量纤维起到“承托”骨料的作用，降低了混凝土表面的析水和集料的离析，从而使混凝土中直径>50μm的孔隙的含量大大降低，可以极大的提高抗渗能力。
结束语
综上所述，可以极为明显的看出，混凝土在掺入了聚丙烯纤维网之后，其混凝土自身的得到了减小收缩性、加强韧性、增强抗裂性能、抗渗性能等多个方面的性能改善，从而能够极大避免大体积混凝土裂缝的出现，并且让混凝土自身的延性能够得到增强，这对于大体积混凝土的质量保障等多个方面的因素来说有着极其重要的作用。
参考文献
[1]韦志鹏，段振东，虞凌超.聚丙烯纤维网混凝土桥面铺装的性能研究[J].中国新技术新产品，2010（9）.
[2]冯承哲.聚丙烯纤维网混凝土的路用性能研究[J].黑龙江交通科技，2009（5）.
[3]张皓.陈园聚丙烯纤维网混凝土的路用性能研究[J].北方交通，2009（1）.