摘要： 通tong過guo分fen析xi聚ju丙bing烯xi纖xian維wei混hun凝ning土tu的de防fang水shui機ji理li，說shuo明ming在zai混hun凝ning土tu中zhong摻chan加jia適shi量liang的de聚ju丙bing烯xi纖xian維wei能neng有you效xiao地di提ti高gao混hun凝ning土tu材cai料liao的de抗kang裂lie防fang滲shen性xing能neng。文wen中zhong還hai介jie紹shao了le聚ju丙bing烯xi纖xian維wei混hun凝ning土tu在zai各ge類lei防水工程中的應用實例。 

1 引言 

　　現代高新混凝土工程中，混凝土的應用向著高強度
、大da流liu動dong度du方fang向xiang發fa展zhan。隨sui著zhe混hun凝ning土tu強qiang度du和he坍tan落luo度du的de提ti高gao

，水shui泥ni的de和he用yong量liang不bu斷duan增zeng加jia，由you此ci帶dai來lai的de副fu作zuo用yong是shi水shui化hua熱re加jia劇ju
，混hun凝ning土tu的de凝ning固gu收shou縮suo量liang加jia大da
，收shou縮suo應ying力li增zeng大da

，裂lie縫feng數shu量liang增zeng多duo。此ci外wai，隨sui著zhe建jian築zhu構gou件jian向xiang大da體ti積ji、大麵積

、xingzhuangfuzaduoyangdefangxiangfazhan，xiangdixiakongjiandefazhan
，hunningtuneideyinglidaerfuza，liefengdechuxianyijiaoyiwangduodeduo。yinci，conghunningtufangshuidejiaodukan，chulezhuzhonghunningtukangshenxing（密實度）外
，更注意由於混凝土抗裂性不足而引起的滲漏
，特別是高標號的混凝土。 

　　近年來，國外發展了應用微纖維混凝土進行抗裂防水的新技術。美國於90年nian代dai初chu研yan製zhi出chu微wei纖xian維wei混hun凝ning土tu，在zai隨sui後hou的de幾ji年nian中zhong得de到dao迅xun速su的de發fa展zhan，其qi中zhong應ying用yong最zui多duo的de是shi聚ju丙bing烯xi纖xian維wei混hun凝ning土tu。如ru今jin，在zai美mei國guo新xin建jian築zhu物wu中zhong的de地di下xia室shi和he屋wu麵mian混hun凝ning土tu中zhong大da多duo采cai用yong了le聚ju丙bing烯xi纖xian維wei混hun凝ning土tu，國guo內nei亦yi開kai始shi在zai防水工程中得到成功應用。本文主要以美國希爾兄弟化工公司生產的聚丙烯纖維為例，介紹聚丙烯纖維混凝土的防水性能及其工程應用。 

2 聚丙烯纖維混凝土的防水性及機理 

2．1 聚丙烯纖維的物理性能 

聚丙烯纖維的物理性能如下： 

材 料 聚丙烯 耐酸堿性 極高 

相對密度 0.91 安 全 性 無毒材料 

熔 點 165℃ 拉伸極限 15％ 

燃 點 593℃ 抗拉強度 275MPa 

含 濕 量 ＜0.1% 彈性模量 3793Mpa 

吸 水 性 無 導 熱 低 

細度 0.048mm 

2．2 聚丙烯纖維混凝土的防水機理 

　　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）和he水shui泥ni微wei顆ke粒li之zhi間jian，隻zhi不bu過guo正zheng常chang的de微wei裂lie縫feng肉rou眼yan看kan不bu到dao而er已yi。混hun凝ning土tu在zai硬ying化hua形xing成cheng強qiang度du的de過guo程cheng中zhong，初chu期qi由you於yu水shui和he水shui泥ni的de應ying形xing成cheng結jie晶jing體ti

，這zhe種zhong晶jing體ti化hua合he物wu的de體ti積ji比bi原yuan材cai料liao的de體ti積ji要yao小xiao，因yin而er引yin起qi混hun凝ning土tu體ti積ji的de收shou縮suo；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％。 

3 聚丙烯纖維混凝土在防水工程中的應用 

　　由以上分析可知，聚丙烯纖維可以大大增強混凝土的抗裂、抗滲能力

，作為混凝土剛體自防水材料的效果顯著
，可以有效地解決混凝土滲裂問題的困擾。聚丙烯纖維加高效減水劑的防水方案
，目前已為國內外眾多防水專家所肯定，是防水效果較為可靠、施工最為便易
、機理較完整的防水方案
，可廣泛應用於地下室工程、層麵、貯水池、腐化池等工程中。以下介紹聚丙烯纖維混凝土應用於防水工程的實例。 

3．1 實例1：廣州新中國大廈地下室工程 

　　廣州新中國大廈是一座集商業、娛樂、辦公
、旅遊業於一體的麵積約為17萬m2的綜合大廈，結構總層數為56層，其中地下室為5層。地下室底板麵相對標高為－17.65m
，是國內高層建築中較深的地下室之一，地下室每層麵積均為104m×76m。另外
，由於大廈主樓之下離地表約40m處有人防坑道和擬建的地下纜車通道通過，為確保坑道的和大廈的安全，設計上采用了600mm厚的大麵積底板，麵積近8000m2，並在核心筒下設置了麵積為33m×27m、厚度為2.8m的厚筏板與短樁共同工作，厚筏板體積達2500m3。設計中考慮到底板作為地下室防水的重要構件，有必要形成剛性自防水體係。為了克服地下室底板因混凝土澆築長度較長
、體積較大所引起的收縮變形和溫度變形而形成的裂縫問題，設計中比較了目前應用得最多的地下室底板防裂防滲的處理方法：微膨脹防水混凝土、聚丙烯纖維混凝土及在混凝土中加設鋼網的方案。最後選用了在C60混凝土摻加0.08％dejubingxiweixixianweidefangan，bingzhenduijubingxixianweihunningtudetedian
，shigongzhongquandibanjuncaiyonglezhezhonghunningtu。shijiqingkuangbiaoming

，zhenggedamianjidedibanweifaxianmingxiandeliefeng
、效果良好。 

3．2 實例2：廣州南方房產實業大廈地下工程 

　　該大廈地下室底板及壁板混凝土均為C40S8，添加聚丙烯纖維，底板混凝土約為3000m3
，分南、北bei兩liang段duan施shi工gong。混hun凝ning土tu在zai攪jiao拌ban出chu槽cao後hou纖xian維wei分fen散san均jun勻yun，沒mei有you絮xu凝ning成cheng團tuan現xian象xiang，拌ban和he物wu表biao現xian出chu良liang好hao的de保bao水shui性xing和he粘zhan聚ju性xing
，混hun凝ning土tu泵beng送song性xing能neng優you良liang
，在zai整zheng個ge澆jiao築zhu過guo程cheng中zhong幾ji乎hu未wei發fa生sheng過guo一yi次ci堵du塞sai。該gai工gong程cheng地di下xia底di板ban屬shu大da麵mian積ji、大體積混凝土構件，聚丙烯纖維混凝土的使用取得了令人滿意的效果。 

3．3 其它實例 

　　廣州50層高的中水廣場大廈
，每層地下室麵積4500m2，平均厚度800mm的4層地下室底板、側牆、樓板等大量采用C40聚丙烯纖維混凝土。地下室完工後，極少發現明顯裂縫及滲漏，取得了良好的效果。在廣州棠下安居工程8000m2的地下室（底板厚300mm，C35混凝土）
、西安市南大街地下商業街

、重慶市重點項目重慶世界貿易中心地下停車場地坪和朝天門廣場17000m2觀景台工程等眾多工程中
，聚丙烯纖維混凝土的使用都取得了成功。另外
，聚丙烯纖維混凝土在屋麵防水工程中應用的有：廣州花園酒店保齡球館屋麵、深圳怡寶蒸餾水廠約7000m2廠房屋麵防水、重慶嘉陵江黃花園大橋綜合樓屋麵防水等工程。 

4 結 語 

　　在zai混hun凝ning土tu中zhong添tian加jia適shi量liang的de聚ju丙bing烯xi纖xian維wei是shi克ke服fu混hun凝ning土tu開kai裂lie的de有you效xiao途tu徑jing。纖xian維wei在zai混hun凝ning土tu中zhong形xing成cheng的de亂luan向xiang支zhi撐cheng體ti係xi
，產chan生sheng了le一yi種zhong有you效xiao的de二er級ji加jia強qiang效xiao果guo，能neng夠gou有you效xiao地di減jian少shao混hun凝ning土tu的de早zao期qi泌mi水shui，降jiang低di混hun凝ning土tu中zhong的de孔kong隙xi率lv
，並bing且qie減jian少shao混hun凝ning土tu的de早zao期qi幹gan縮suo
、塑性裂縫，阻止混凝土發生沉降裂縫，因而能較大幅度地提高混凝土的抗滲性、抗裂性。從確保工程質量
，施工便利，兼顧成本及長短期效益等諸方麵考慮，采用聚丙烯纖維混凝土不失為一種較好的剛性本體防水方案。若在其中再摻用高效減水劑及粉煤灰，則可改善混凝土泵磅性能的同時，大大提高混凝土的抗滲防水性能。若需要可配合其它防水材料及手段一同使用
，以期達到最佳的防水效果