改性聚丙烯纤维混凝土在高冻胀地区渠道护砌中的应用

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发布时间：2021-09-12

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改性聚丙烯纤维混凝土在高冻胀地区渠道护砌中的应用
李钟杰，王宇霆z，董建伟，
(1．吉林省和龙市水利局，吉林和龙133500：2．长春市绿园区财政局，
吉林长春130012；3．吉林省水利科学研究院，吉林长春130022)
[摘要】文章在介绍吉林省改性聚丙烯纤维混凝土渠道防渗护砌技术研究与应用的基础上，
提出了目前依靠改性聚丙烯纤维混凝土护砌在抗冻融实践中的误区。针对这种情况提出了
相应的建议。
[关键词]改性聚丙烯纤维混凝土；渠道冻胀；防渗护砌
[中图分类号]TV431~．3 [文献标识码]B
1 吉林省研究与应用概况
1)研究状况。吉林省在水利工程中应用改性
聚丙烯纤维混凝土技术始于1998年，当时在梅河
口市进行了改性聚丙烯纤维混凝土一复合防渗膜
渠道防渗工程试验，该渠道防渗工程也成为全国
水利行业首个采用改性聚丙烯纤维混凝土技术工
程，2001年通过了吉林省科技厅组织的科研成果
鉴定。
2)存在问题。改性聚丙烯纤维混凝土渠道防
渗技术在总体上获得了较好效果，但在土壤持水
性较强的梅河口地区，仍有多处依旧出现了冻胀
破坏的现象，表现为预制安装的混凝土板脱落，现
浇混凝土板在水位上方一定高度(浸润线受阻区
域)胀开。表明在这种应用条件下，改性聚丙烯纤
维混凝土护砌并未达到渠道抗冻效果。
2 应用误区
1)单纯采用改性聚丙烯纤维混凝土护砌，并不
能提高渠道的抗冻融能力。经特殊改性的聚丙烯
纤维掺入到混凝土中后，可提高混凝土的抗冻融
能力。但表面护砌材料抗冻融能力的提高，并不代
表着被保护土体抗冻能力也提高。吉林省渠道防
护材料均为非保温型，渠道冻胀发生在边坡土体
内，与采用的护砌材料关系不大。
也有人认为：改性聚丙烯纤维混凝土护坡面下
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的土体冻胀后，在春季回暖期可以复位。事实上，
土壤受冻融破坏后，自然坡比一般稳定在1：5～1：10
左右，而渠道边坡一般在1：1．5-1：2．5，故在春季回
暖后，必将发生含水率较高的融化冻土向下流动
现象，不会恢复到冻胀前的坡比，在边坡较高时，
常造成混凝土板块在渠道边坡浸润线出漏点，附
近上端因冻土的流动而掏空凹陷、下端被流土胀
起乃至脱落的现象。
2)纤维选择不当。①改性与非改性纤维的混
淆，这是由于一些单位不了解改性纤维技术特点
的缘故。改性聚丙烯纤维主要有以下技术特点：增
加了纤维韧性。改性纤维较非改性纤维挺直、无卷
曲、宜分散；增加了纤维容重。改性前的纤维容重
0．91 g／cm3，漂浮在水面：改性后容重不小于1．0 g／cm3
左右，外观光亮，在水中呈半悬浮状，易分散到混
凝土中：增加了纤维的物理力学性能。改性纤维抗
拉强度、弹性模量均较非改性纤维增加。②纤维普
遍较长，纤度较大，用量偏多，降低了应用效果。
纤维在混凝土中应当有较好的乱向分布，因
此以细、短为宜，用量一般在O．9～1．0 kg／m3。吉林省
最初试制并选择的纤维一般为纤度7—8dtex左右、
长度10 n1m。在混凝土中的分布密度达到12 500
万根／m 。但目前国内厂家提供的纤维普遍较长、
纤度较大、用量偏多，纤度9 dtex．长度普遍在19
nllTl，掺量往往达到1．2～2．0 kg／m3o