聚丙烯纖維混凝土阻裂機理探討
姜景， 錢玉林
（揚州大學水利與建筑工程學院，江蘇 揚州 225009）
【摘要】聚丙烯具有價格低、抗塑性干燥收縮及良好的裂后韌性等特點，常用作非結構性補強材料。針對聚丙烯纖維混凝土的研究現狀，對聚丙烯纖維的抗裂作用機理做了探討，為聚丙烯纖維的應用提供依據。
【關鍵詞】聚丙烯；混凝土；抗裂；增韌
【中圖分類好】 TV431.3 【文獻標識碼】B
聚丙烯具有價格低、物理力學性能好、抗早期塑性千燥收縮、抗爆、抗沖擊、抗疲勞、韌性好等特點，常用作非結構性補強材料。
早期混凝土中使用的聚丙烯纖維，大多是由聚丙烯薄膜經高倍拉伸后，再經針輥穿刺而成的束狀合成纖維，習慣上稱為聚丙烯膜裂纖維。目前生產方法是直接拉絲制成的單絲束狀集合體，每一束中有多根纖維單絲，在投人攪拌時自動分散。某些聚丙烯纖維生產過程中經過了特殊的表面處理，這樣保證了聚丙烯纖維與混凝土中水泥水化物之間較好的粘結。
目前工程中常用的是美國生產的DR纖維，其經過特別的工藝處理，可以保證纖維在混凝土中長期發揮功效，保持混凝土優良的性能。表1列出杜拉纖維主要技術參數。
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表1 杜拉纖維主要技術參數 |
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材料 |
纖維類型 |
密度 |
吸水性 |
熔點 |
導熱性 |
導電性 |
拉伸極限 |
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聚丙烯 |
束狀單絲 |
0.91g/cm3 |
無 |
168℃ |
極低 |
極低 |
15% |
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抗拉強度 |
安全性 |
吸濕率 |
抗酸堿性 |
燃點 |
旦尼爾 |
彈性模量 |
自分散性 |
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≥276MPa |
無毒材料 |
≤0.1% |
極高 |
580℃ |
15±2 |
3793MPa |
好 |
1研究狀況
與木材、鋼材等建筑材料相比，混凝土有著十分明顯的優點，但也存在著一些缺點。如抗拉強度低，通常其抗拉強度只是抗壓強度的1/8-1/6；極限拉伸率極小，僅為0.005%-0.05%，在受拉或受彎時的變形能力很差且呈脆性破壞，抗斷裂性、抗沖擊性相應較低。
早在20世紀60年代中期，Goldfein用合成纖維作為水泥混凝土增強的可能性，發現尼龍、聚丙烯、聚乙烯等纖維有助于提高混凝土的抗沖擊性能。而Zollo等的試驗結果表明，若在混凝土巾旅右0.1％-0.3％的聚丙烯纖堆，可使混凝土的塑性收縮減少12%-25%。Grzybowaki與Shah用圓環形試件測定不同纖維體積摻率的聚丙烯纖維混凝土的裂縫寬度，發現該值隨纖維摻率的提高呈現較大幅度的下降。Ramakrishnantan的研究結果表明，摻有0.1%-0.3%聚丙烯纖 |