聚 丙 烯 纤维 混 凝 土 在 桥 面 连 续 及 伸 缩 缝 中的应 用 王 黎 明 (东北 林 业大学 ，哈尔滨 ，I50040) 唐 维 中 (解放 军 6541I部 队后 勤部 ) 郭 浩 (东 北 林 业 大 学 ) 摘 要 探 讨聚 丙烯 短 纤维掺 加 于 普通 混 凝 土 中改善 混凝 土 抗 冲击 、抗 冻等性 能 的 作 用机 理 ，结 合 实例 介 绍 了聚 丙烯 纤 维混凝 土在桥 面连 续及 伸 缩缝 中的应 用。 关键 词 聚 丙烯纤 维混 凝土 ；抗 冲 击性 ；抗 冻性 ；桥 面连 续 ；伸 缩缝 分 类 号 U443．3l Application ofPolypropylene FiberReinforced Concreteto theJoin tofContinuousSlab —deck and theExpansion JointofBridge／WangLiming(NortheastForestry University，Harbin150040，P．R．China)；TangWeizhong(TheChi· nesePLA 654llTroops)：GuoHao(NortheastForestry University)／／JournalofNortheastForestry University．一2003，3l (1)．一49—5O Charactersofconcrete such as im pactresistance and frost resistance can be im proved if the polypropylene fiber is m ixed into the plain concrete． Com bined with the concrete exam ple，the applicationsofpolypropylene fiberreinforced con— cretetotheiointofcontinuousslab—deckand theexpansionjointofbridgewasintroduced． K ey words Polypropylenefiberreinforced concrete；Impactresistance；Frostresistance；Jointofcontinuousslab— deck；Expansionjoint 2O世纪 8O年 代 以 来 随着 化 学 工 业 的发 展 ，大 批 的合 成 纤 维纷 纷 出现 ，它 们 即能 起 到传 统 金 属纤 维 增 强 混 凝 土 韧性 和 抗疲 劳 性 的作用 ，同 时又 有施 工简 单 、耐 腐 蚀 的特 点 ，使 它 们 特别 适 合应 用 于 暴 露 在 外 且 受 到 反 复 荷 载 冲击 作 用 的 路 面 、桥面 等处 。文 中对 典型 的聚 丙烯 纤 维 混凝 土 (Polypropyl— eneFiberReinforcedConcrete，以下 简 称 PFRC)进 行 了 研 究 ， 同时 介绍 了其 在 桥梁 伸缩 缝及桥 面连 续 中 的应 用 实例 。 1 PFRC的 特 性 1．1 聚 丙烯 纤维 的 主要 性能和 作 用机理 聚丙 烯 纤维 是一 种典 型的 聚烯 烃 类 结 晶 聚合 物 ，分 为 单 丝 和 网状 ，其 物理 、化 学性 能基 本相 同 ，其物 化 特 征见 表 1(短 纤 维 )。 表 1 纤维 的主要 物化特 征 注 ：数据 取 自美 国 GoodRoad牌 网状聚丙 烯纤 维说 明书 。 与传 统 的钢 纤维相 比较 ，聚丙 烯 纤 维耐 腐 蚀 、无 磁 性 ，施 工简便 易 行 且价 格便 宜 。而碳纤 维 、石棉 纤 维 、玻璃 属 于高 弹 纤维 (F／E，>1)，其 中碳 纤维 性能 全面 胜过 钢材 ，但是 价格 昂 贵 ，而 石棉 和玻 璃纤 维 对环境 有 一定污 染 。 低 弹纤 维 ( ／E，≤1)，如 聚 丙 烯 、尼 龙 ，其 价格 低 、强 度 大 ，无 污染 ，近年 来发 展 较 快 。其 中聚 丙 烯 的性 价 比 、加 工 工 艺等 相 对又 较尼 龙 等纤 维 有 一定 的优 势 。与 混 凝 土 比 较 ．其 容 质量 约 为 混 凝 土 的 0．004倍 ，弹 性 模 量 约 为 0．05—0．15 倍 。抗 拉强 度约 为 100倍 。可 以看 出聚丙 烯纤 维是 一 种 高强 低 弹 的材 料 ，混 凝土若 发生 变形 ，则 在纤 维 发生 较大 的约 束应 第 一作 者 简介 ：王 黎 明 、男 ，1975年 11月生 ，东 北 林 业 大学 土 木 ：L程 学 院 ，助 教 。 收 稿 日期 ：2002年 7月 173日。 责任 编辑 ：戴芳 天。 力前 即 已破裂 。所 以掺人 聚丙 烯不 会 显著提 高 混凝 土 的抗 拉 强度 和 抗压 强度 。 试 验和研 究 证 明掺 人适 量 聚丙 烯 的混凝 土 的性能 将 得到 明 显 改 善 。 1．2 聚丙 烯纤 维 混凝 土性 能 的研 究 聚丙烯 具 有足 够 的强度 和 乱 向分 布使得 掺 人 聚丙烯 纤 维 的砼 可 以抑 制 裂缝 发展 。 由于减 少 裂缝 和 空 洞结 构 ，使 得 混凝 土 获 得 了以 下 性 能 的 改 善 。 ① 裂缝 的减少 和 聚丙 烯纤 维 相对 较低 的 弹性模 量 使混 凝 土可 具有 一定 的 韧性 ，从 而 具 有更 强 的抗 冲 击 能 力 。表 2数 据表 明 ，掺有 聚丙 烯 纤 维 的 混 凝 土试 件 的抗 冲 击 次数 较 不 掺 纤维 的成倍 提 高 ，并 随着 纤 维 掺量 的增 加而 增加 ，这一 性 能对 于受 反 复 冲击 作 用 的路 面 ，桥 面是 十 分有 利 的。 表 2 抗冲 击落重 试验 ② 提 高 了混凝 土 的抗渗 性 东 北 林业 大学 土 木 工程 学 院 所 做 的 试 验结 果 表 明 ，干 混 凝土 吸水 率 比普通 混 凝土 减少 23．95％ 。 ③ 提 高 了混凝 土 的抗 冻性 由于 混凝 土渗 透水 降低 而 减 少 了混凝 土 内部 水 分 ，又 由 于加入 纤 维后 ，可 以缓解 温 度 变 化 引 起 的 混凝 土 内部 应 力 的 作用 ，从 而 提高 了混 凝 土 的抗 冻性 。 按 混 凝 土 抗 冻 试 验 法 ，经 25次 冻 融 循 环 ，PFRC 无 龟 裂 现 象产 生 ，经 100次 循 环后 强度 符合 要 求 。 1．3 聚 丙烯 纤维 改 善 混凝 上 的抗疲 劳特 性 试验 混 凝 土 掺 人 聚 丙 烯 纤 维 后 ，其 静 力 弹 性 模 量 低 于 普 通 混 凝 土 j、聚 丙 烯 纤 维 网 掺 量 0．9kg／m 时 ，经 试 验 得 到 了 如 表 3的 混凝 土理 论抗 疲 劳寿命 结 果 。这 说 明纤 维 网 混凝 土 在 动 力 荷载 作用下 具 有优 良的抗 弯 曲疲劳 性能 。

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