聚丙烯纖維混凝土的防水屬於混凝土的剛性本體防水,在防水混凝土的抗滲和抗裂2個途徑中,聚丙烯纖維主要是通過抗裂達到防水目的。聚丙烯纖維抗裂防水的機理是建立在對混凝土的固結、收縮的微觀研究的基礎上。
從微觀的角度來看,任何密實的混凝土都存在微裂縫。這些微裂縫存在於相與相之間(石、砂、水泥膠體三相)heshuiniweikelizhijian,zhibuguozhengchangdeweiliefengrouyankanbudaoeryi。hunningtuzaiyinghuaxingchengqiangdudeguochengzhong,chuqiyouyushuiheshuinideyingxingchengjiejingti,zhezhongjingtihuahewudetijibiyuancailiaodetijiyaoxiao,yineryinqihunningtutijideshousuo;在zai後hou期qi又you由you於yu混hun凝ning土tu內nei自zi由you水shui分fen的de蒸zheng發fa而er引yin起qi幹gan縮suo。這zhe些xie應ying力li某mou個ge時shi期qi超chao出chu了le水shui泥ni機ji體ti的de抗kang拉la強qiang度du,於yu是shi在zai混hun凝ning土tu內nei部bu引yin起qi微wei裂lie縫feng。這zhe些xie微wei裂lie縫feng不bu可ke避bi免mian地di存cun在zai於yu混hun凝ning土tu內nei的de骨gu料liao和he水shui泥ni凝ning膠jiao體ti的de局ju部bu接jie觸chu麵mian處chu以yi及ji凝ning膠jiao體ti自zi身shen內nei部bu。混hun凝ning土tu在zai凝ning結jie和he硬ying化hua過guo程cheng中zhong,微wei裂lie縫feng經jing曆li了le出chu現xian和he發fa展zhan的de過guo程cheng。這zhe一yi過guo程cheng,宏hong觀guan上shang認ren為wei是shi混hun凝ning土tu在zai固gu結jie收shou縮suo,一yi般ban混hun凝ning土tu的de收shou縮suo率lv在zai8×10-4左右。混凝土的微裂縫在發展過程中,是從無到有,從小到大向最薄弱方向定向發展。微裂縫向細裂縫的發展大多數(約占70%)在3-7d凝膠期內完成,此時混凝土的抗拉強度小於1Mpa,如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)采(cai)取(qu)有(you)效(xiao)的(de)抗(kang)裂(lie)措(cuo)施(shi),混(hun)凝(ning)土(tu)固(gu)有(you)的(de)微(wei)裂(lie)縫(feng)在(zai)內(nei)外(wai)應(ying)力(li)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)將(jiang)會(hui)發(fa)展(zhan)為(wei)更(geng)大(da)的(de)裂(lie)縫(feng)以(yi)至(zhi)最(zui)終(zhong)形(xing)成(cheng)貫(guan)通(tong)的(de)毛(mao)細(xi)孔(kong)道(dao)及(ji)裂(lie)縫(feng),從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)防(fang)水(shui)失(shi)敗(bai),也(ye)造(zao)成(cheng)結(jie)構(gou)設(she)計(ji)強(qiang)度(du)遠(yuan)未(wei)能(neng)充(chong)分(fen)發(fa)揮(hui),嚴(yan)重(zhong)的(de)甚(shen)至(zhi)威(wei)脅(xie)到(dao)工(gong)程(cheng)的(de)安(an)全(quan)及(ji)使(shi)用(yong)。
在混凝土內摻入聚丙烯纖維,聚丙烯纖維與水泥集料有極強的結合力,可以迅速而輕易地與混凝土材料混合,分布均勻;同時由於細微,故比麵積大,每公斤聚丙烯纖維連起來的總長度可繞地球10多圈,若分布在1m3的混凝土中,則可使每1m3的混凝土中有近20條(tiao)纖(xian)維(wei)絲(si),故(gu)能(neng)在(zai)混(hun)凝(ning)土(tu)內(nei)部(bu)構(gou)成(cheng)一(yi)種(zhong)均(jun)勻(yun)的(de)亂(luan)向(xiang)支(zhi)撐(cheng)體(ti)係(xi)。當(dang)微(wei)裂(lie)縫(feng)在(zai)細(xi)裂(lie)縫(feng)發(fa)展(zhan)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong),必(bi)然(ran)碰(peng)到(dao)多(duo)條(tiao)不(bu)同(tong)向(xiang)的(de)微(wei)纖(xian)維(wei),由(you)於(yu)遭(zao)到(dao)纖(xian)維(wei)的(de)阻(zu)擋(dang),消(xiao)耗(hao)了(le)能(neng)量(liang),難(nan)以(yi)進(jin)一(yi)步(bu)發(fa)展(zhan)。因(yin)此(ci),聚(ju)丙(bing)烯(xi)纖(xian)維(wei)可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)地(di)抑(yi)製(zhi)混(hun)凝(ning)土(tu)早(zao)期(qi)幹(gan)縮(suo)微(wei)裂(lie)及(ji)離(li)析(xi)裂(lie)的(de)產(chan)生(sheng)和(he)發(fa)展(zhan),極(ji)大(da)地(di)減(jian)少(shao)了(le)混(hun)凝(ning)土(tu)收(shou)縮(suo)裂(lie)縫(feng),尤(you)其(qi)是(shi)有(you)效(xiao)地(di)抑(yi)製(zhi)了(le)連(lian)通(tong)裂(lie)縫(feng)的(de)產(chan)生(sheng)。從(cong)宏(hong)觀(guan)上(shang)解(jie)釋(shi),就(jiu)是(shi)微(wei)纖(xian)維(wei)分(fen)散(san)了(le)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)定(ding)向(xiang)拉(la)應(ying)力(li),從(cong)而(er)達(da)到(dao)抗(kang)裂(lie)的(de)效(xiao)果(guo)。試(shi)驗(yan)表(biao)明(ming),與(yu)普(pu)通(tong)混(hun)凝(ning)土(tu)相(xiang)比(bi),聚(ju)丙(bing)烯(xi)纖(xian)維(wei)體(ti)積(ji)摻(chan)量(liang)為(wei)0.05%(約0.5 kg/m3)的混凝土抗裂能力提高了近70%。
另外,均勻分布在混凝土中彼此相粘連的大量纖維起了“承托”骨料的作用,降低了混凝土表麵的析水與集料的離析,從而使混凝土中直徑為50-100nm和大於100nm的孔隙含量大大降低,由此可以極大提高混凝土的抗滲能力。試驗表明,0.05%體積摻量的聚丙烯纖維比普通混凝土的抗滲能力提高了60%-70%。 |