摘 要: 本文分析了聚丙烯纖維混凝土的防水機理，並介紹了聚丙烯纖維在結構剛性自防水中的工程應用實例。

關鍵詞: 聚丙烯纖維；聚丙烯纖維混凝土；結構剛性自防水


0 引言

隨著建築技術的不斷進步，現代建築越來越向大型化和複雜發展，結構強度越來越高
，結構構件的長度
、建築立麵的變化也有不斷增大的趨勢

，隨之，新的問題也相繼出現。在我國，建築物的滲
、漏、裂問題已日益引起人們的關注，特別是大型地下室的滲漏，因其根治的難度較大
，所花的費用不小
，並且嚴重影響業主的正常使用。采用普通混凝土作為結構剛性自防水材料，其抗滲性差
，滲漏水問題十分嚴重。而采用纖維混凝土則可以改善混凝土的抗滲性能，提高混凝土結構的防水能力。在混凝土中摻入一定比例的聚丙烯纖維的纖維混凝土
，可以有效地解決混凝土滲裂問題的困擾。

聚(ju)丙(bing)烯(xi)纖(xian)維(wei)混(hun)凝(ning)土(tu)是(shi)在(zai)混(hun)凝(ning)土(tu)中(zhong)摻(chan)入(ru)適(shi)量(liang)的(de)聚(ju)丙(bing)烯(xi)微(wei)纖(xian)維(wei)，以(yi)改(gai)善(shan)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)脆(cui)性(xing)破(po)壞(huai)特(te)性(xing)，減(jian)少(shao)混(hun)凝(ning)土(tu)塑(su)性(xing)收(shou)縮(suo)裂(lie)縫(feng)
，提(ti)高(gao)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)韌(ren)性(xing)及(ji)抗(kang)衝(chong)擊(ji)性(xing)能(neng)
，其(qi)中(zhong)少(shao)量(liang)聚(ju)丙(bing)烯(xi)纖(xian)維(wei)加(jia)入(ru)到(dao)混(hun)凝(ning)土(tu)後(hou)可(ke)以(yi)明(ming)顯(xian)改(gai)善(shan)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)早(zao)期(qi)塑(su)性(xing)收(shou)縮(suo)及(ji)提(ti)高(gao)其(qi)抗(kang)滲(shen)性(xing)能(neng)的(de)特(te)性(xing)，已(yi)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)建築防水工程中
，並取得了良好的效果。

1 聚丙烯纖維混凝土的防水機理

聚(ju)丙(bing)烯(xi)纖(xian)維(wei)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)防(fang)水(shui)屬(shu)於(yu)剛(gang)性(xing)本(ben)體(ti)防(fang)水(shui)
，通(tong)過(guo)改(gai)善(shan)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)抗(kang)裂(lie)和(he)抗(kang)滲(shen)兩(liang)個(ge)途(tu)徑(jing)來(lai)提(ti)高(gao)防(fang)水(shui)性(xing)能(neng)。其(qi)防(fang)水(shui)機(ji)理(li)建(jian)立(li)在(zai)對(dui)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)固(gu)結(jie)
、收縮的微觀研究基礎上。

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，chuqiyouyushuiheshuinidefanyingxingchengjiejingti，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(zai)8×10-4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，故比表麵積大，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1m3dehunningtuzhongyoushuqianwantiaoxianweisi，gunengzaihunningtuneibugouchengyizhongjunyundeluanxiangzhichengtixi。dangweiliefengzaixiangxiliefengfazhandeguochengzhong
，biranpengdaoduotiaobutongxiangdeweixianwei，youyuzaodaoxianweidezudang
，xiaohaolenengliang，nanyijinyibufazhan。yinci
，jubingxixianweikeyiyouxiaodiyizhihunningtuzaoqigansuoweiliejilixiliedechanshenghefazhan
，jidadijianshaolehunningtushousuoliefeng，youqishiyouxiaodiyizhileliantongliefengdechansheng。conghongguanshangjieshi

，jiushiweixianweifensanlehunningtudedingxianglayingli
，congerdadaokangliedexiaoguo。shiyanbiaoming，yuputonghunningtuxiangbi
，jubingxixianweitijichanliangwei0．05％（約0．05kg／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50～100μm和大於100μm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％。

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、屋麵、貯水池、腐化池等工程中。

2 聚丙烯纖維混凝土的工程應用實例

福建JVC電子有限公司新工廠車間工程位於福州快安工業區
，為現澆鋼筋混凝土框架結構的單層廠房，建築麵積為14225m2
，屋麵麵積138m×99m，屋蓋采用混合配筋預應力梁板，屋麵板厚為l30mm

，屋麵主梁截麵為2m×0．5m
，最大跨度長達24m
，設計混凝土強度等級為C35P6。為滿足設計要求
，決定采用添加聚丙烯纖維的混凝土。實際情況表明
，整個大麵積的梁板未發現明顯的裂縫，無滲漏，效果良好。

上海瑞安廣場2層地下室麵積約為1100m2，基礎埋深-0．8m。因受地鐵影響
，地下室分兩期施工
，第1期外牆總長約250m

，采用普通防水混凝土C50
，數月後發現有數10條垂直細裂縫


，滲水嚴重。第2期外牆總長約70m，混凝土設計強度等級C50。采用寧國42．5 R普通矽酸鹽水泥、中砂、5～25mm連續級配碎石，摻加一定量的Ⅱ級粉煤灰和聚丙烯纖維及混凝土外加劑。實踐證明，纖維混凝土對防止牆體細裂縫的出現是有效的。後來又在汙水池
、水箱等結構中應用
，至今，這批纖維混凝土構築物均未發現因幹縮而引起的微細裂縫，無滲漏現象。


廣州50層高的中水廣場大廈，地下室每層麵積4500m2，平均厚度800mm的4層地下室的底板、側牆、樓板等大量采用C40聚丙烯纖維改性混凝土。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。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、重慶世界貿易中心地下停車場地坪工程和朝天門廣場l7000m2觀景台等工程中，聚丙烯纖維混凝土的使用都取得了成功。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
，重慶環衛糞碼頭糞池底板
、擋牆、池蓋及重慶積嘉大廈水池，北京中華民族園藍海洋工程的地下室樓板、坡道

、水池
、遊泳池等工程中亦成功應用了聚丙烯纖維混凝土作為剛性自防水材料。

3 聚丙烯纖維混凝土的施工技術要點

聚丙烯纖維摻入混凝土中，除不適宜采用人工攪拌外
，對攪拌及施工工藝無特別要求，隻要適當保證攪拌時間即可。攪拌時間以纖維能在混凝土中均勻分布為度

，一般為3～5min。攪拌時可先將砂
、石
、水泥與水在攪拌機內均勻拌合後再加入纖維
，亦可先將纖維與砂石、水泥幹拌後再加水濕拌，整個攪拌時間較拌製普通混凝土適當延長1～2min。為改善拌合物的和易性，可摻加適量的引氣劑、減水劑或高效減水劑，也可摻摻量不超過l0％的粉煤灰.若混凝土由攪拌站運至工地，時間不超過30min，可在攪拌站內預先將纖維加入到混凝土中；否則聚丙烯纖維宜在混凝土運到工地後再加入。

4 結束語

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，則可改善混凝土泵送性能的同時

，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。隨著聚丙烯纖維逐步國產化和建築技術的不斷進步


，在水利、工業與民用建築、道橋等領域的應用必將越來越廣泛。