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摘 要：試驗采用P.P.Kraai提出的砂漿及混凝土幹燥收縮裂縫測試方法、混凝土力學性能試驗、抗kang凍dong等deng耐nai久jiu性xing能neng試shi驗yan方fang法fa，研yan究jiu了le改gai性xing聚ju丙bing烯xi纖xian維wei對dui砂sha漿jiang和he混hun凝ning土tu性xing能neng的de影ying響xiang。結jie果guo表biao明ming，在zai混hun凝ning土tu中zhong摻chan入ru一yi定ding量liang的de改gai性xing聚ju丙bing烯xi纖xian維wei，混hun凝ning土tu的de抗kang壓ya強qiang度du略lve有you下xia降jiang；纖維在混凝土中形成的亂向支撐體係，產生了有效的增強效果，減少了裂縫的產生，提高了混凝土的抗折、抗拉強度，從而改善了混凝土抗裂、抗滲、抗衝擊和抗凍等性能。
關鍵詞：聚丙烯纖維 改性 混凝土 砂漿
中圖分類號；ＴＵ528.572 文獻標識碼；Ａ 文章編號；1671-7643(2004)02-0058-04
混凝土作為十分廣泛的建築材料，種類繁多，其性能得到不斷改善，但由於混凝土材料本身的缺陷，如易塑性開裂、抗拉強度低、韌性差等，限製了其在工程中更廣泛的使用[1]。在混凝土中摻入一定量的非連續的短纖維，由於纖維隨機地分布於混凝土中，起到了配筋和約束裂縫發展的作用，達到增強的目的。
纖維混凝土一般分為鋼纖維、玻璃纖維和聚合物纖維混凝土等幾種類型。鋼纖維攪拌時易結團，分散均勻性差，不易施工，且摻量大，成本增加較高；而玻璃纖維由於在混凝土堿性介質中與堿起化學反應，其耐久性差[2]。國內目前在混凝土中使用的普通聚丙烯纖維多是切割後的短而細的纖維，或將纖維編織成網狀，它們與混凝土的握裹力較弱[3]。
改性聚丙烯纖維是在紡絲過程中添加聚丙烯晶係成核劑，產生不穩定的β晶，並在拉伸時發生β晶向α晶(jing)轉(zhuan)變(bian)，導(dao)致(zhi)體(ti)積(ji)縮(suo)小(xiao)而(er)產(chan)生(sheng)微(wei)孔(kong)，這(zhe)些(xie)孔(kong)隙(xi)使(shi)得(de)原(yuan)來(lai)光(guang)滑(hua)表(biao)麵(mian)變(bian)得(de)粗(cu)糙(cao)。改(gai)性(xing)聚(ju)丙(bing)烯(xi)纖(xian)維(wei)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)化(hua)學(xue)穩(wen)定(ding)性(xing)，耐(nai)腐(fu)蝕(shi)，表(biao)麵(mian)疏(shu)水(shui)，攪(jiao)拌(ban)時(shi)不(bu)易(yi)成(cheng)團(tuan)，與(yu)水(shui)泥(ni)混(hun)凝(ning)土(tu)之(zhi)間(jian)的(de)粘(zhan)著(zhe)力(li)較(jiao)強(qiang)。本(ben)文(wen)通(tong)過(guo)兩(liang)種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)改(gai)性(xing)聚(ju)丙(bing)烯(xi)纖(xian)維(wei)，在(zai)不(bu)同(tong)摻(chan)量(liang)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，對(dui)混(hun)凝(ning)土(tu)和(he)砂(sha)漿(jiang)的(de)性(xing)能(neng)影(ying)響(xiang)進(jin)行(xing)研(yan)究(jiu)。
1 實 驗
1.1 主要原料：水泥；江蘇龍潭水泥廠生產的42.5級普通矽酸鹽水泥。
粗集料：5～31 5ｍｍ級配的碎石，其表觀密度為2 70 g/cm3。
細集料：河砂，其表觀密度為2 65g/cm3，細度模數2 78。
纖維：(1)通盛纖維，江蘇中銀公司生產的白色短切纖維，相對密度0 9，抗拉強度295ＭＰａ，長度為19ｍｍ；(2)杜拉纖維，美國杜拉公司生產的白色短切纖維，相對密度0 91，抗拉強度276ＭPa，長度為19mm。
水：自來水。
1.2 砂漿抗裂性能試驗方法試驗按照P.P.Kraai教授所提出的砂漿及混凝土幹燥收縮裂縫測試方法進行[4]。實驗采用914mm×610mm×19mm的木模；木模四周釘有用於限製收縮的鐵絲網；在砂漿中加入通盛和杜拉兩種改性聚丙烯纖維，加入量分別為0.45k g/cm3、0 68 k g/cm3，編號及配合比見表1；將砂漿沿木模邊緣螺旋式向試模中心進行澆注，直至拌和料自動流滿整個木模，即用長木條刮平試件表麵。成型後即打開風速為5m/s的電風扇。連續吹24ｈ後，采用直筒顯微鏡測量裂縫的寬度，按裂縫寬度分段測量裂縫的長度。
1.3 混凝土配合比和測試方法混凝土設計相應的配合比為ｍ(水泥)∶ｍ(砂)∶(ｍ)石∶ｍ(水)=352∶732∶1146∶190，纖維的摻量為(1)0.68 k g/cm3 (2)0.90 k g/cm3。試驗前先測定砂、石的含水率，並從總用水量中扣除，采用強製式攪拌機。采用幹拌法，攪拌時先將水泥、砂、石shi一yi起qi投tou入ru攪jiao拌ban機ji內nei開kai始shi幹gan拌ban，再zai將jiang纖xian維wei用yong手shou撚nian開kai，逐zhu漸jian撒sa到dao攪jiao拌ban機ji內nei，以yi保bao證zheng纖xian維wei在zai混hun凝ning土tu中zhong分fen散san得de均jun勻yun，最zui後hou加jia入ru拌ban合he水shui，攪jiao拌ban均jun勻yun後hou出chu料liao，測ce定ding混hun凝ning土tu的de坍tan落luo度du，裝zhuang模mo成cheng型xing，養yang護hu。測ce試shi混hun凝ning土tu試shi驗yan的de各ge種zhong性xing能neng按anGBJ81-85，GBJ82-85規範進行。用光學顯微鏡觀察混凝土試樣斷裂後的微觀結構。
表1 試驗配合比
Table 1 Experimental mix proportions
試件編號 m（水泥）：m（砂） 水灰比（w/c） 纖維摻量（kgm－3）
S1 1：1.5 0.5 0
S2 1：1.5 0.5 0.45（通盛）
S3 1：1.5 0.5 0.45（杜拉）
S4 1：1.5 0.5 0.68（通盛）
S5 1：1.5 0.5 0.68（杜拉）
2 試驗結果與分析
2 1 改性聚丙烯纖維對砂漿抗裂性能的影響改性聚丙烯纖維砂漿抗裂性能采用開裂指數，據此評價其開裂程度。試驗采用Kraai關於計算開裂指數的方法，把裂縫寬度分為4級，分別有對應的代表值，見表2[4]；開裂指數為每級寬度的裂縫長度分別乘以其相應的代表值。
表2 本試驗采用的代表值【4】
Table 2 The typical value in the study
裂縫寬度d（mm） 代表值
d≥3 3
3＞d≥2 2
2＞d≥1 1
d＜1 0.50
試驗中發現，纖維砂漿的試件表麵的塑性收縮裂縫分布廣而微細，而素砂漿的裂縫比較寬，而且較長，其結果見表3。由表3可見，砂漿的抗裂性能有了明顯的改善，其裂縫減少分別達到60%，62%和83%，82%；隨sui著zhe纖xian維wei量liang的de增zeng加jia，開kai裂lie指zhi數shu大da幅fu度du下xia降jiang，其qi裂lie縫feng的de趨qu勢shi是shi由you寬kuan到dao窄zhai，由you大da到dao小xiao，即ji大da裂lie縫feng逐zhu漸jian減jian少shao，小xiao裂lie縫feng逐zhu漸jian增zeng多duo。可ke見jian改gai性xing聚ju丙bing烯xi纖xian維wei在zai低di含han量liang的de範fan圍wei內nei可ke有you效xiao地di控kong製zhi砂sha漿jiang塑su性xing裂lie縫feng的de產chan生sheng，降jiang低di裂lie縫feng的de寬kuan度du。
表3 纖維砂漿的塑性收縮
Table 3 Plastic shrinkage of mortar wi |