改性聚丙烯纤维混凝土在桥巩水电站船闸中的应用

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发布时间：2021-09-12

资料介绍

改性聚丙烯纤维混凝土在桥巩水电站船闸中的应用
陶建福，詹义2，刘华强3
(1．广西电力工业勘察设计研究院，广西南宁530023；2．重庆市水利电力建筑勘测设计研究院，重庆400020
3．江苏省水利科学研究院，江苏扬州225002)
【摘要】分析了混凝土中掺入少量改性聚丙烯纤维对混凝土的抗裂、抗渗、抗冲耐磨等各种性能的影响。为了解
决桥巩水电站船闸输水廊道由于高速水流及泥沙冲刷、磨损、侵蚀而出现的问题，设计过程中在输水廊道周边混凝
土中掺入少量改性聚丙烯纤维，低掺率的改性聚丙烯纤维能有效提高混凝土的抗裂、抗渗和抗冲刷等能力。
[关键词】聚丙烯纤维混凝土；船闸；输水系统；桥巩水电站
[中图分类号】TV431．4 [文献标识码】B 【文章编号】1003—1510(2011)01—0005—03
1 聚丙烯纤维混凝土的性能
目前国内在土建、交通和水利水电等行业应用
较多的混凝土材料为钢纤维混凝土，钢纤维混凝土
强度高、抗裂好、耐冲刷、抗侵蚀，其性能指标非常优
越，是一种较为实用的材料，但因其在混凝土单位体
积中的造价较高且对混凝土级配要求更严格，应用
范围受到限制。而改性聚丙烯纤维除了具有与钢纤
维一样好的性能指标外，造价更低廉，掺人工艺更简
单，已受到越来越多的行业广泛应用。钢纤维与改
性聚丙烯纤维在混凝土中的单位体积用量及单价比
较详见表1。
表1 钢纤维与改性聚丙烯纤维在
混凝土中的单位体积用量及单价比较
从表1可知，虽然改性聚丙烯纤维单价高于钢
纤维，但是由于单位体积用量改性聚丙烯纤维远比钢
纤维少，因此单位体积造价比钢纤维要少，成本要低。
1．1 改性聚丙烯纤维在混凝土中的使用方法
改性聚丙烯纤维在混凝土中起物理加筋作用，
纤维本身为惰性材料，不与其它混凝土成分及外加
剂发生反应，纤维的掺加不改变原混凝土的配合比，
对各种骨料的性能指标无特殊要求，但应保证混凝
土充分振实。使用时纤维与砂、石等骨料同时加入，
加水后湿拌即可。
1．2 改性聚丙烯纤维对混凝土性能的影响
根据大量实验和实际工程应用表明，在混凝土
中加入少量的改性聚丙烯纤维对混凝土的抗压强度
改变不大，而对混凝土的抗裂性、抗渗性、抗冲耐磨
性、抗腐蚀性等有明显提高。
(1) 改性聚丙烯纤维对混凝土抗压性能的影
响：改性聚丙烯纤维抗拉强度大、弹性模量低的特
点，是由其分子结构所决定的，可通过改变聚丙烯纤
维结晶方式能使聚丙烯纤维的刚性增加，并能有限
地提高纤维的弹性模量，但弹模比Ef／Ec仍小于1，
且改性聚丙烯纤维自身性能稳定，掺入少量不会改
变混凝土自身的物理、化学性能，对提高混凝土抗压
强度的作用不大【l’2 J。
(2) 改性聚丙烯纤维对混凝土抗裂性的影响：
由于改性聚丙烯纤维是一种较低弹性模量纤维，纤
维自身柔韧性很好，且掺人混凝土中能很好地分布
在混凝土中形成一种三维乱向支撑网。在单体与单
体内部形成一种桥梁结构，它既能很好地增大混凝
土形成过程中单体之间的吸附力，又能很好地吸收
基底、模板和钢筋在成型过程中产生的拉应力。所
以在混凝土中掺人少量的改性聚丙烯纤维能很好地
阻止在混凝土浇捣成型过程中裂缝的产生，从而对
混凝土的抗裂性有很好的效果【3，