聚丙烯纤维预应力混凝土管的研发

资料大小：150KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-09-27

资料介绍

聚丙烯纤维预应力混凝土管的研发
倪志权，倪靖珂，谈永泉
(1．浙江巨龙管业股份有限公司，金华 321025；2．苏州混凝土水泥制品研究院，215004)
摘要：聚丙烯纤维混凝土能改善混凝土性能，增强混凝土的韧性和抗冲击能力，提高混凝土的抗压、抗折、抗拉强度和抗渗
性。采用掺聚丙烯合成纤维生产预应力混凝土管，可提高管材的抗渗和抗裂性能，同时减少管内壁的早期干缩裂缝。
关键词：聚丙烯纤维；预应力混凝土管；抗渗；抗裂
中图分类号：TU525 文献标识码：B 文章编号：1000-4637(2010)02-42—02
O 前言
聚丙烯纤维混凝土目前已在桥梁、地铁、机场跑
道、高等级公路、水利工程、军工工程等工业与民用建
筑以及建筑预制构件中广泛应用，其目的是在普通混
凝土中掺入一定量的聚丙烯纤维，使其均匀分布于混
凝土中，利用纤维的拉应力，改善混凝土的性能，从而
提高混凝土的韧性和抗冲击能力，提高混凝土的抗压
强度、抗折强度、抗拉强度和抗渗性。
我们在聚丙烯纤维混凝土性能研究的基础上，对
聚丙烯合成纤维在预应力混凝土管中的应用进行了研
发，并将成型的预应力混凝土管后期干缩裂缝和管材
的抗渗、抗裂性能进行检测、试验对比情况予以介绍，
旨在抛砖引玉，开拓行业内对传统产品创新的思路。
1 聚丙烯纤维混凝土原材料、掺量、配合比的选用
1．1 聚丙烯纤维的选用
聚丙烯合成纤维质量和性能应符合 GB厂r21120—
2007(水泥混凝土和砂浆用合成纤维》的要求，选用绍
兴某公司生产的单丝细纤维，其主要性能见表 1。
表 1 聚丙烯合成纤维的主要性能指标
1．2 聚丙烯纤维掺量的优选
从合成纤维的材料性能来看，由于其耐碱性以及
物理性的增韧和增强，只要添加合成纤维必然会不同
程度地解决混凝土脆性的先天缺陷，一般来说对混凝
土是有益而无害的。但从设计、施工和经济角度来考
虑，必须要有个量化的指标。因此，我们分别选用了每
m 混凝土聚丙烯单丝细纤维掺量为 800g、1000g、
1200g三种进行抗压强度、抗折强度、抗拉强度和抗渗
性等项指标试验检测，并通过工艺操作的验证，优选了
掺量为 1000~m 进行管材的应用试验。
一 42 —
1-3 混凝土的原材料优选
水泥：浙江产，P·O 42．5级。
砂：兰溪产天然河砂，含泥量 1％-1．2％，细度模数
2．3-3．1。
石：兰溪河卵石加工的碎石，最大粒径 20mm。
外加剂：江山产 ZD脂肪族高效减水剂。
水：符合 JGJ63{混凝土用水标准》的天然水。
聚丙烯纤维：绍兴某公司产单丝聚丙烯合成纤维，
技术参数见表 1。
1．4 混凝土配合比设计的优选
对离心工艺的预应力混凝土管(三阶段管)，所需
的混凝土根据其工艺要求和抗渗性要求进行配合比设
计，并通过试验验证，最后优选的配比为：水泥：水：砂：
石：减水剂：纤维=1：0．39：1．22：1．76：0．015：0．0018，对应的
材料用量为水泥 551k~m ，水 215k~m ，砂 674k~m。，
石 970k~m。，减水剂 8．3k咖。，纤维 1．0k~m。，坍落度
50～60mm。
1．5 聚丙烯纤维预应力混凝土管成本测算
采用钢丝纤维混凝土固然有较多优越性，但成本
较高。聚丙烯单丝纤维现行市场价格为 18-20元／kg，
按每 m 混凝土掺人量 lkg计算，如 0600x5000mm预
应力混凝土管，管芯混凝土体积为 0．537m ，纤维掺入
量为 0．54kg，增加成本为 20元x0．54=10．80元，管子市
场销售价为 1250元／根，增加成本仅占销售价的 0．8％。
2 聚丙烯纤维预应力混凝土管工艺条件及控制
2．1 试件的工况条件
600x5000mm 的预应力混凝土管 (管芯缠丝工
艺 )，设计工作压力 Pw=0．8MPa，管项覆土深度 H=
2．0m，管壁厚度为 43mm，混凝土设计强度等级 C40，砂
浆保护层净厚度为 20mm，砂浆设计强度45MPa，采用
4mm预应力冷拉钢丝，环向螺距 28．6mm，钢丝的标
准强度为 1570MPa，环向预应力钢丝的控制应力为