提要 本文就目前對聚丙烯纖維在混凝土中阻裂效應的意義、聚(ju)丙(bing)烯(xi)纖(xian)維(wei)對(dui)混(hun)凝(ning)土(tu)強(qiang)度(du)和(he)耐(nai)外(wai)性(xing)的(de)影(ying)響(xiang)等(deng)模(mo)糊(hu)不(bu)清(qing)或(huo)沿(yan)存(cun)爭(zheng)議(yi)的(de)問(wen)題(ti)談(tan)了(le)幾(ji)點(dian)看(kan)法(fa)，並(bing)從(cong)作(zuo)用(yong)機(ji)理(li)上(shang)進(jin)行(xing)了(le)闡(chan)述(shu)。結(jie)論(lun)認(ren)為(wei)聚(ju)丙(bing)烯(xi)纖(xian)維(wei)對(dui)混(hun)凝(ning)土(tu)性(xing)能(neng)有(you)明(ming)顯(xian)的(de)改(gai)善(shan)作(zuo)用(yong)，但(dan)目(mu)前(qian)試(shi)驗(yan)評(ping)價(jia)方(fang)法(fa)尚(shang)不(bu)能(neng)有(you)效(xiao)展(zhan)示(shi)聚(ju)丙(bing)烯(xi)纖(xian)維(wei)的(de)效(xiao)應(ying)。
關鍵詞 聚丙烯纖維 混凝土 阻裂效應 強度
1 引言
聚丙烯纖維是一種新型的混凝土增強纖維，被稱為混凝土的“次要加強筋”，適用於路麵橋麵、襯裏護壁、地坪等工程部位，近幾年在我國的市政、公路和建築工程中已有較多應用。從1997年至今，僅在天津道路和橋麵工程中聚丙烯纖維混凝土的用量已達到十幾萬平方米，聚丙烯纖維的總用量近20噸，絕大部分工程應用效果也較好。
由於摻入聚丙烯纖維改善了混凝土的品質，使混凝土的綜合使用性能得到提高，美國聯邦公路戰略計劃（SHRP）通過大量試驗研究和工程經驗總結後認為可將聚丙烯纖維等有機纖維增強混凝土當作路麵高性能混凝土的一種。但作者通過和施工、shejirenyuandexianchangjiaoliu，faxianhenduogongchengjishurenyuanduijubingxixianweizaihunningtuzhongdexiaoyingrenshibuzu，renweijubingxixianweidegongnengjinshizuzhihunningtufashengsulie，erduiyinghuahunningtudexingnengwujijizuoyong，huozhejiangjubingxixianweihegangxianweidezengqiangxiaoguojinxingduibi，yichanruxianweiduihunningtukangzhe（抗拉）qiangdudetigaochengduzuoweipingjiabiaozhun。jingfenxihourenwei，youguanrenyuanduijubingxixianweigongnengrenshishangdepianmianxingzhuyaoyuanyuxianxinghunningtushiyanpingjiafangfadejuxianxinghechangqixingchengdeyiyinghuahunningtujingzaiqiangduweimubiaodesiweidingshi。benwenjiuyouguanwentijinxingtaolun，bingchanshuzuozhedekanfa。
2 聚丙烯纖維的阻裂效應
同常用的鋼纖維相比，聚丙烯纖維的特點是細度高（當量直徑0.02-0.1mm）、數量多（0.9kg/m3）的摻量充分分散可獲得700-3000萬根纖維單絲）、在混凝土中的纖維間距小。上述特點使聚丙烯纖維能有效限製早期（塑性期和硬化初期）混凝土由於離析、泌水、收(shou)縮(suo)等(deng)因(yin)素(su)形(xing)成(cheng)的(de)原(yuan)生(sheng)裂(lie)隙(xi)的(de)發(fa)生(sheng)和(he)發(fa)展(zhan)，減(jian)小(xiao)原(yuan)生(sheng)裂(lie)隙(xi)的(de)數(shu)量(liang)和(he)尺(chi)度(du)。而(er)原(yuan)生(sheng)裂(lie)隙(xi)通(tong)常(chang)是(shi)混(hun)凝(ning)土(tu)破(po)壞(huai)或(huo)性(xing)能(neng)劣(lie)化(hua)的(de)起(qi)源(yuan)。從(cong)此(ci)角(jiao)度(du)理(li)解(jie)，可(ke)認(ren)為(wei)聚(ju)丙(bing)烯(xi)纖(xian)維(wei)的(de)上(shang)述(shu)阻(zu)裂(lie)效(xiao)應(ying)的(de)意(yi)義(yi)不(bu)僅(jin)在(zai)於(yu)有(you)效(xiao)地(di)阻(zu)止(zhi)了(le)早(zao)期(qi)混(hun)凝(ning)土(tu)塑(su)性(xing)裂(lie)縫(feng)的(de)發(fa)生(sheng)和(he)發(fa)展(zhan)，其(qi)意(yi)義(yi)更(geng)在(zai)於(yu)通(tong)過(guo)提(ti)高(gao)材(cai)料(liao)介(jie)質(zhi)的(de)連(lian)續(xu)性(xing)，能(neng)使(shi)硬(ying)化(hua)後(hou)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)性(xing)能(neng)得(de)到(dao)顯(xian)著(zhu)改(gai)善(shan)。對(dui)於(yu)路(lu)麵(mian)和(he)橋(qiao)麵(mian)混(hun)凝(ning)土(tu)，由(you)於(yu)所(suo)承(cheng)受(shou)的(de)彎(wan)拉(la)荷(he)載(zai)和(he)反(fan)複(fu)衝(chong)擊(ji)荷(he)載(zai)對(dui)混(hun)凝(ning)土(tu)內(nei)原(yuan)生(sheng)裂(lie)隙(xi)數(shu)量(liang)和(he)尺(chi)度(du)的(de)敏(min)感(gan)性(xing)較(jiao)高(gao)，原(yuan)生(sheng)裂(lie)隙(xi)在(zai)數(shu)量(liang)和(he)尺(chi)度(du)上(shang)的(de)減(jian)小(xiao)對(dui)提(ti)高(gao)其(qi)使(shi)用(yong)性(xing)能(neng)是(shi)非(fei)常(chang)有(you)利(li)的(de)。
存在的問題是：（1）聚ju丙bing烯xi纖xian維wei的de阻zu裂lie效xiao應ying得de以yi發fa揮hui的de必bi要yao條tiao件jian是shi混hun凝ning土tu在zai硬ying化hua早zao期qi同tong時shi處chu於yu變bian形xing受shou限xian和he失shi水shui收shou縮suo狀zhuang態tai，而er這zhe樣yang的de條tiao件jian室shi內nei或huo現xian場chang製zhi作zuo的de小xiao試shi件jian並bing不bu具ju備bei。這zhe種zhong差cha異yi實shi際ji上shang體ti現xian了le用yong小xiao試shi件jian評ping定ding實shi際ji結jie構gou物wu中zhong混hun凝ning土tu強qiang度du或huo耐nai外wai性xing的de不bu足zu之zhi處chu，對dui聚ju丙bing烯xi纖xian維wei混hun凝ning土tu，這zhe種zhong傾qing向xiang性xing更geng為wei明ming顯xian。其qi結jie果guo造zao成cheng了le對dui聚ju丙bing烯xi纖xian維wei在zai混hun凝ning土tu中zhong作zuo用yong的de低di估gu。（2）聚(ju)丙(bing)烯(xi)纖(xian)維(wei)的(de)阻(zu)裂(lie)效(xiao)應(ying)尚(shang)很(hen)難(nan)通(tong)過(guo)試(shi)驗(yan)進(jin)行(xing)宣(xuan)的(de)評(ping)價(jia)。雖(sui)然(ran)有(you)關(guan)人(ren)員(yuan)模(mo)擬(ni)現(xian)場(chang)條(tiao)件(jian)製(zhi)作(zuo)了(le)各(ge)種(zhong)試(shi)驗(yan)裝(zhuang)置(zhi)進(jin)行(xing)聚(ju)丙(bing)烯(xi)纖(xian)維(wei)阻(zu)裂(lie)效(xiao)應(ying)的(de)研(yan)究(jiu)，但(dan)受(shou)各(ge)種(zhong)偶(ou)然(ran)因(yin)素(su)的(de)作(zuo)用(yong)，試(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)的(de)再(zai)現(xian)性(xing)不(bu)佳(jia)。以(yi)上(shang)因(yin)素(su)造(zao)成(cheng)了(le)對(dui)聚(ju)丙(bing)烯(xi)纖(xian)維(wei)使(shi)用(yong)效(xiao)果(guo)的(de)低(di)估(gu)和(he)認(ren)識(shi)上(shang)的(de)模(mo)糊(hu)。
在zai混hun凝ning土tu中zhong摻chan入ru纖xian維wei材cai料liao最zui初chu的de目mu的de就jiu是shi針zhen對dui因yin混hun凝ning土tu抗kang拉la強qiang度du不bu足zu造zao成cheng的de易yi裂lie問wen題ti，纖xian維wei在zai混hun凝ning土tu中zhong的de阻zu裂lie效xiao應ying實shi際ji上shang正zheng是shi提ti高gao了le混hun凝ning土tu抗kang拉la強qiang度du的de表biao現xian，但dan不bu同tong品pin種zhong因yin彈dan性xing模mo量liang、抗拉強度、長徑比、摻(chan)量(liang)等(deng)不(bu)同(tong)，在(zai)混(hun)凝(ning)土(tu)中(zhong)阻(zu)裂(lie)效(xiao)應(ying)的(de)作(zuo)用(yong)機(ji)理(li)和(he)效(xiao)果(guo)也(ye)不(bu)相(xiang)同(tong)。鋼(gang)纖(xian)維(wei)的(de)阻(zu)裂(lie)效(xiao)應(ying)體(ti)現(xian)在(zai)阻(zu)止(zhi)硬(ying)化(hua)混(hun)凝(ning)土(tu)破(po)壞(huai)時(shi)的(de)裂(lie)縫(feng)擴(kuo)展(zhan)上(shang)，是(shi)通(tong)過(guo)使(shi)硬(ying)化(hua)混(hun)凝(ning)土(tu)在(zai)裂(lie)後(hou)仍(reng)能(neng)保(bao)持(chi)一(yi)定(ding)的(de)抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)實(shi)現(xian)的(de)，阻(zu)裂(lie)效(xiao)應(ying)作(zuo)用(yong)的(de)結(jie)果(guo)是(shi)提(ti)高(gao)了(le)硬(ying)化(hua)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)變(bian)形(xing)能(neng)力(li)，使(shi)混(hun)凝(ning)土(tu)基(ji)材(cai)在(zai)破(po)壞(huai)後(hou)仍(reng)保(bao)持(chi)一(yi)定(ding)的(de)延(yan)性(xing)（假延性），因此，鋼纖維的阻裂能力和纖維彈性模量、界(jie)麵(mian)粘(zhan)結(jie)強(qiang)度(du)和(he)自(zi)身(shen)抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)有(you)關(guan)。而(er)聚(ju)丙(bing)烯(xi)纖(xian)維(wei)的(de)阻(zu)裂(lie)效(xiao)應(ying)主(zhu)要(yao)體(ti)現(xian)在(zai)消(xiao)除(chu)或(huo)減(jian)輕(qing)了(le)早(zao)期(qi)混(hun)凝(ning)土(tu)中(zhong)原(yuan)生(sheng)裂(lie)隙(xi)的(de)發(fa)生(sheng)和(he)發(fa)展(zhan)，簡(jian)單(dan)的(de)理(li)解(jie)可(ke)認(ren)為(wei)是(shi)通(tong)過(guo)聚(ju)丙(bing)烯(xi)纖(xian)維(wei)提(ti)高(gao)早(zao)期(qi)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)實(shi)現(xian)的(de)，進(jin)一(yi)步(bu)分(fen)析(xi)結(jie)果(guo)是(shi)聚(ju)丙(bing)烯(xi)纖(xian)維(wei)鈍(dun)化(hua)了(le)原(yuan)生(sheng)裂(lie)隙(xi)尖(jian)端(duan)的(de)應(ying)力(li)集(ji)中(zhong)、使介質內的應力場更加連續和均勻所至。由於早期混凝土自身的抗拉強度很低，因此，聚丙烯纖維的阻裂能力和纖維的抗拉強度、彈性模量等指標並不明顯相關，而隨纖維細度的增大，混凝土中纖維間距的減小而增強。
通(tong)過(guo)以(yi)上(shang)分(fen)析(xi)可(ke)見(jian)，聚(ju)丙(bing)烯(xi)纖(xian)維(wei)和(he)鋼(gang)纖(xian)維(wei)的(de)阻(zu)裂(lie)效(xiao)應(ying)不(bu)可(ke)相(xiang)互(hu)替(ti)代(dai)，因(yin)分(fen)別(bie)改(gai)善(shan)了(le)不(bu)同(tong)時(shi)期(qi)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)性(xing)能(neng)。對(dui)於(yu)路(lu)麵(mian)橋(qiao)麵(mian)混(hun)凝(ning)土(tu)，鋼(gang)纖(xian)維(wei)在(zai)混(hun)凝(ning)土(tu)裂(lie)後(hou)方(fang)能(neng)發(fa)揮(hui)的(de)阻(zu)裂(lie)效(xiao)應(ying)並(bing)無(wu)實(shi)際(ji)的(de)意(yi)義(yi)，而(er)混(hun)凝(ning)土(tu)在(zai)早(zao)期(qi)易(yi)發(fa)生(sheng)塑(su)性(xing)開(kai)裂(lie)的(de)性(xing)能(neng)缺(que)陷(xian)卻(que)可(ke)通(tong)過(guo)摻(chan)入(ru)聚(ju)丙(bing)烯(xi)纖(xian)維(wei)加(jia)以(yi)解(jie)決(jue)或(huo)改(gai)善(shan)。
3 聚丙烯纖維對混凝土強度的影響
聚丙烯纖維的彈性模量低（約為混凝土的1/10）、具有一定的增稠作用和弱界麵效應都是對混凝土強度不利的因素，但由於聚丙烯纖維在混凝土中常用 |