2 、聚丙烯纖維混凝土的經濟性目前質量好的進口聚丙烯纖維網和聚丙烯纖維絲每千克價格在百元以上,國產高質量的改性聚丙烯纖維絲為50~65 元,按每立方米混凝土加入0. 9 kg 改性聚丙烯纖維絲計,每立方米混凝土單價增加50 元左右,這比鋼纖維混凝土的價格低得多。許多國內外文獻都指出聚丙烯纖維混凝土與鋼纖維、鋼筋網比較的經濟性。在我國的條件下,以橋梁、高速公路路面,采用厚65 mm 的耐磨、防寒、抗裂的鋪裝層為例,對聚丙烯纖維混凝土、鋼纖維混凝土和用鋼絲網加固的面層進行比較。則每平方米鋪裝層材料價格分別為人民幣9. 6 元、29. 3 元、26 元。說明聚丙烯纖維是最經濟的。這當中尚未涉及其他種材料在運輸、安裝過程所增加的費用和施工中增加的麻煩。用于噴射的聚丙烯纖維混凝土,其回彈損耗比噴射普通混凝土少得多。
3 、聚丙烯纖維混凝土的施工方法在混凝土中摻入聚丙烯纖維極為方便,無須改變原設計混凝土的配比,也不取代原設計的受力鋼筋。一般情況下每立方米現(xiàn)澆混凝土摻入量為0. 6 ~1.2 kg, 纖維長度為15~19 mm .聚丙烯纖維在加入干料(砂石、水泥等) 之后,加水之前投入。攪拌時間視攪拌方法、攪拌機種類而異,可以與不加聚丙烯纖維攪拌時間基本相同或稍稍延長。此外,聚丙烯纖維總表面積很大,它的表面要吸附水,因此聚丙烯纖維的加入會增加拌合料的粘稠度,降低塌落度。如果發(fā)現(xiàn)施工澆注有困難時,一般不宜增加用水量, 而應采用塑化劑或減水劑。由于聚丙烯纖維能保持水分,泌水速度減緩,因此收面工序宜適當推后,應比普通混凝土更接近終凝時再進行。此外,由于聚丙烯纖維混凝土具有較大的粘稠性,比普通混凝土更適合于滑模施工。對于預制混凝土制品施工時, 聚丙烯纖維混凝土也可減少搬運時的損壞。
4 、聚丙烯纖維混凝土在水利水電工程中的應用探討根據聚丙烯纖維混凝土的特性,它在水利水電工程中主要可以用于下列結構部位。
4. 1 主廠房水下部分在水電站主廠房的水下結構中,普通混凝土通常因微裂紋或開裂而降低了防滲能力,使主廠房下層十分潮濕,影響機電設備正常運行。而聚丙烯纖維混凝土因其抗?jié)B能力強,目前在上海等地高層建筑的地下室有大量成功應用經驗,可借鑒用以解決水電站主廠房下層潮濕問題。國外已經在許多諸如水池、水利工程及海岸工程等對抗裂防滲有較高要求的混凝土構筑物中,采用了聚丙烯纖維混凝土,既抑制了混凝土的塑性龜裂,又提高了抗?jié)B性能,對薄壁結構尤為適宜。
4. 2 板式混凝土結構聚丙烯纖維混凝土目前得到最廣泛應用的場合主要是面支承平板結構,水電站的消力池、護坦、船閘底板等都屬于面支承平板結構一類的底板混凝土。厚度大多較小,常和基巖直接接觸,混凝土澆筑后因基巖約束,容易發(fā)生裂縫。聚丙烯纖維混凝土因其干縮量小,初凝時的塑性收縮微裂紋得到抑制, 因此可以減輕這類底板混凝土開裂問題。在常規(guī)設計中,為了防止表面收縮裂縫,往往設置了表層分布鋼筋網。由于鋼筋網中間距一般為15~20 cm, 因各種原因,有時實際起不到防止混凝土表面裂縫的目的。采用一定摻量的聚丙烯纖維混凝土來替代鋼筋網可能是一個經濟有效的措施,也大大簡化了施工,加快了進度,很值得進行試驗研究。
滑模施工的堆石壩面板也是一種板式結構,而長度達數(shù)十米至一、二百米,易產生裂紋。堆石壩面板是擋水結構,過多的裂紋引起滲漏水量過大,對工程有害。聚丙烯纖維混凝土能減輕或防止開裂從而提高防滲性能,是特別適宜應用于面板。浙江白溪水庫工程,堆石壩壩高124 m, 在作了大量室內試驗和在現(xiàn)場工藝性試澆基礎上,在2000 年9~12 月份進行二期面板聚丙烯纖維混凝土的滑模施工,檢查發(fā)現(xiàn)裂縫較未摻聚丙烯纖維的一期面板少得多,而且寬度較細。蓄水至高水位后大壩實測滲漏量僅為5~6 L/ s .
4. 3 噴射混凝土工程的應用聚丙烯混凝土有較高的粘稠性,很適宜用于噴射混凝土。噴射聚丙烯纖維混凝土與噴射普通混凝土比較,能顯著減少回彈損失,增加一次噴射厚度,提高生產能力,降低總成本,并能防止產生裂紋。可用于隧道支護、護坡工程、建筑物穹頂和拱橋底部修補噴漿、水池及筒倉結構的預應力繞絲噴漿護面等。1985 年瑞典國家研究院對摻加鋼纖維、聚丙烯纖維的噴射混凝土和普通噴射混凝土作了對比試驗。結果加纖維的噴射混凝土比不加的抗壓強度高34 %,抗彎強度高46 % .在礦山加固等工程應用中實際回彈量為:沒加纖維為25 %,加鋼纖維為10 % .加聚丙烯纖維為4%~5% .Morgan 等人的試驗, 在工程應用方面,美國亞利桑那州的運河防洪工程加固所用的噴射混凝土,全部用聚丙烯纖維取代金屬絲網,噴射厚度為100~150 mm .香港新隧道工程出于環(huán)保、電力和商業(yè)要求,用聚丙烯纖維取代鋼纖維,噴射混凝土厚度75 mm, 效果非常好。菲律賓的某隧道用聚丙烯纖維混凝土加固洞門仰坡和作洞內初期支護,都很成功。我國的引黃工程和鐵道工程中采用了噴射聚丙烯纖維混凝土作為邊坡防護。根據他們的經驗,聚丙烯纖維混凝土在邊坡穩(wěn)定的效果上優(yōu)于噴射普通混凝土。
噴射聚丙烯纖維混凝土施工時宜用濕噴法,可以較準確的控制水灰比,提高噴射混凝土質量和減少回彈損失,并使聚丙烯纖維在混凝土中得到充分分散。濕噴機械過去完全要靠進口,主要是有日本、美國研制的擠壓泵型、英國的Compernass 型和德國的BSM -903 型濕噴機,價格十分昂貴。近年來,我國鐵道科學研究院西南分院已研究出TK-961 型濕噴混凝土噴射機,比進口產品便宜甚多,每小時可噴射混凝土5 立方米,最大水平和垂直輸運距離分別達到40 m 和20 m, 但自動化程度低,操作人員需精心控制噴射參數(shù)。
4. 4 高速水流作用的部位水利水電工程的溢流面、泄洪洞、消力池、溢洪道泄流槽、閘門門槽以及排沙孔道都有高速水流沖刷、磨損和氣蝕問題,特別當水流中摻有泥沙時,問題更為突出。為提高這些部位的混凝土抗沖蝕磨損能力, 以往的工程措施是采用高強度混凝土、硅粉混凝土和鋼纖維混凝土等。不但工程造價高,而且高強度混凝土、鋼纖維混凝土和硅粉混凝土施工都較困難。利用聚丙烯纖維混凝土良好的抗沖磨性能用于上述工程部位是合理的選擇,還可以不必提高混凝土標號。
4. 5 工地路面和橋梁工程國內外在公路工程中采用聚丙烯纖維混凝土已有大量成功實例,工程建設實踐證明聚丙烯纖維混凝土有良好的抗磨損和抗沖擊疲勞特點,在高速公路上應用比普通混凝土路面使用壽命增加5~10 年。大中型水利水電工程往往要裝備重型或超重型汽車,對現(xiàn)場施工道路路面要求抗磨、抗裂、抗沖擊。普通混凝土路面耐久性差,而鋼纖維混凝土路面造價甚高,而且還有磨損輪胎問題。用聚丙烯纖維混凝土鋪設路面,可以滿足大中型水利水電工程在施工期的施工運輸要求。天荒坪抽水蓄能電站后期用聚丙烯纖維混凝土澆筑了數(shù)千平方米的廠區(qū)道路, 至今未發(fā)現(xiàn)開裂。小灣水電站也已開始大量用于混溫驟降到-8 ℃,過后檢查和通車運行后檢查未發(fā)凝土路面工程中?,F(xiàn)任何開裂。三峽大壩120 棧橋鋪墊層已用聚丙烯用聚丙烯纖維混凝土作橋梁工程橋面鋪裝層可纖維混凝土代替鋼纖維混凝土,節(jié)省了投資。有效地抑制和減少裂縫,增強橋面的防水性和抗破國際上合成纖維混凝土已有20 多年的發(fā)展歷碎能力,減緩鋼筋銹蝕和延長結構的壽命。山東濟史。除了聚丙烯纖維外,還有高模量聚乙烯、丙烯酸青高速公路一橋面混凝土出現(xiàn)嚴重破碎,1996 年用纖維、聚酯纖維等,有些試驗證明這些纖維在相同摻聚丙烯纖維混凝土修復。