聚丙烯粗纤维增强混凝土应用研究进展--阳知乾
聚丙烯纤维改善混凝土力学性能研究与应用进展
聚丙烯纤维改善混凝土力学性能研究与应用进展王辉．陈武林(中南大学土木建筑学院，湖南长沙410075)强青要】本文综述了聚丙烯纤维对混凝土力学胜能的影响情况，得出聚丙烯纤维混凝土仍需深、研究的两个方面，然后对聚丙烯纤雏混凝土的应用情况出发，总结出其未采可推广应用的方向。
瞎冀惑翮混凝土；聚丙烯纤维；力学挂能混凝土是水泥最主要的应用形式，也是当代最重要的建筑材料之一。
水泥因原料来源广泛、工艺要求相对简单、在我国的工程材料工业中得到充分的发展，水泥产量也在不断提高。
水泥混凝土有适用范围广、价格便宜、易浇注成型等优点，然而其缺点也是显而易见的，虽然水泥混疑土有较高的抗压强度，但相对而言抗折则比较低，压折比较大，因此水泥混疑土路面有脆性大、弹性模量高、极限拉伸应变小、抗冲击能力弱等缺点。
为了克服混凝土抗拉强度低的缺点，近年来人们在水泥分散体中加入增强材料及其他材料，提高混凝土的抗拉强度及抗冻性、抗裂性等。
常见的纤维加强混凝土有钢纤维、聚丙烯纤维等。
本文就是根据聚丙烯纤维改性混凝土力学性能的研究和应用现状，总结出聚丙烯纤维仍需要研究的地方，与未来的应用进展。
1聚丙烯纤维混凝土改善力学性能研究情况1．1研究概况国外对聚丙烯纤维混凝土的研究，开始于20世纪60年代。
80年代以来，美国、欧洲、韩国以及台湾的一些企业，生产经过改性的聚丙烯纤维，在土木工程上得到了广泛的应用。
产品已打八我国大陆市场，在一些高速公路、民用建筑上应用较多。
我国于1992年开始，由原中国纺织大学(现东华大学)进行改性聚丙烯纤维的研制。
近rL年我国生产聚丙烯纤维的厂家逐年增多，聚丙烯纤维已隧来越多地在道路、建筑、水坝等工程建设中得到应用。
对聚丙雅私筐混凝土的研究也随着生产实践的进展在不断深入。
总的来说，聚丙烯纤维抑制了混凝土的塑性收缩微裂纹的产生，提高了混凝土的力学性能和使用寿命。
12聚丙烯纤维对混凝土力学性能的影响聚丙烯纤维被称为混凝土的“次要加强筋”，掺入纤维后对水泥混凝土力学性能的主要改善在于增强混凝土的韧性。
聚丙烯纤维在混凝土中的应用探讨
聚丙烯纤维在混凝土中的应用探讨一、前言混凝土是目前建筑工程中最常用的建筑材料之一，其性能对于建筑物的安全性和耐久性有着至关重要的影响。
而聚丙烯纤维作为一种具有优异性能的增强材料，其在混凝土中的应用越来越受到人们的关注。
本文将对聚丙烯纤维在混凝土中的应用进行探讨，从理论分析到实际应用，从优点到缺点，全面阐述聚丙烯纤维在混凝土中的具体应用情况。
二、聚丙烯纤维的特性和应用价值1、聚丙烯纤维的特性聚丙烯纤维是一种由聚丙烯单体制成的合成纤维，具有轻质、高强度、耐腐蚀、耐磨损、防潮等特性。
其化学性质稳定，不易被化学物质侵蚀，热稳定性好，能够承受高温和低温环境的影响，不受紫外线的照射而变质，具有较好的抗老化性能。
此外，聚丙烯纤维具有优异的耐碱性和抗紫外线能力，不会被混凝土中的水泥水化物侵蚀，不会与水泥反应，不会影响混凝土的强度和持久性。
2、聚丙烯纤维的应用价值聚丙烯纤维在混凝土中的应用主要体现在以下几个方面：（1）增强混凝土的抗拉强度和韧性，有效减少混凝土的裂缝和开裂；（2）提高混凝土的抗冲击和抗拉伸能力，增加混凝土的抗震性能；（3）增强混凝土的耐久性和抗风化性能，延长混凝土的使用寿命；（4）减少混凝土的收缩和变形，提高混凝土的稳定性和形状保持性。
三、聚丙烯纤维在混凝土中的应用方式聚丙烯纤维在混凝土中的应用主要有以下两种方式：1、直接加入混凝土将聚丙烯纤维与混凝土直接混合，可以有效地增强混凝土的强度和韧性，减少混凝土的裂缝和开裂。
在混凝土施工过程中，可以将聚丙烯纤维添加到混凝土中，与水泥、砂、石料等混合均匀后浇筑。
聚丙烯纤维的加入量一般为0.1%~0.5%（体积比），具体加入量应根据混凝土的使用环境和要求而定。
需要注意的是，聚丙烯纤维的加入应在混凝土中加水之前进行，以确保聚丙烯纤维能够与混凝土充分混合。
2、喷涂混凝土表面将聚丙烯纤维加入到涂料或涂料底漆中，涂抹在混凝土表面，可以有效地增强混凝土的表面硬度和耐久性。
聚丙烯纤维材料对混凝土性能的影响研究
聚丙烯纤维材料对混凝土性能的影响研究发布时间：2021-05-10T01:53:25.130Z 来源：《中国科技人才》2021年第7期作者：王楠周为快[导读] 聚丙烯纤维是一种新型的混凝土增强纤维，适用于路面桥面、地坪等工程部位，近几年在我国的市政、公路和建筑工程中已有较多应用。
天津渤化化工发展有限责任公司天津市滨海新区 300486摘要：聚丙烯纤维具有很好的化学稳定性和机械强度，广泛应用于混凝土材料的增强。
聚丙烯纤维混凝土在中国的研究开发和应用相对较晚,由于认识上的欠缺，使聚丙烯纤维这种新型材料的开发和推广应用受到严重的阻碍。
基于此，本文将针对聚丙烯纤维材料对混凝土性能的影响进行研究，希望能够为聚丙烯纤维混凝土的推广贡献绵薄之力。
关键词：聚丙烯纤维；混凝土；性能影响聚丙烯纤维是一种新型的混凝土增强纤维，适用于路面桥面、地坪等工程部位，近几年在我国的市政、公路和建筑工程中已有较多应用。
众所周知,在混凝土中掺入聚丙烯纤维，能有效控制混凝土由于塑性收缩和塑性沉降产生的塑性裂缝,同时提高混凝土的抗冲击韧性和耐磨性,对混凝土的抗渗性能和抗冻性能也有所改善。
1.聚丙烯纤维种类1.1表面改性聚丙烯纤维聚丙烯纤维本身具有憎水性的特点，直接使用的话，不能够与混凝土形成良好的界面结合效果，会导致复合材料的各项性能缺陷。
在聚丙烯纤维的改性中主要采用烷基磷酸盐或者硅氧烷，改性后的聚丙烯纤维与混凝土的界面结合性好，而且有利于纤维在混凝土基体内的分散。
具有代表性的改性聚丙烯纤维包括美国歇尔兄弟公司的杜拉纤维、日本三菱公司改性纤维以及丹麦的克烈束纤维。
改性聚丙烯纤维可以与混凝土形成极好的结合，有效提高混凝土的抗冲击性能和抗裂性以及建筑的韧性。
1.2聚丙烯网状纤维聚丙烯网状纤维是由聚丙烯树脂经特殊加工和处理制成的一束束互相交织成网状的纤维。
它和水泥混凝土的基料有极强的结合力。
加入混凝土基料中，经搅拌后，因受到水泥、砂石等骨料的冲击，自动张开。
纳米材料在土木工程中的应用与发展前景
纳米材料在土木工程中的应用与发展前景摘要：纳米材料在尺寸上的量变使其各方面均表现出较常规材料更为特殊的性能,已在医学、信息科学等领域完成了产业化初探。
尽管如此,在这些新兴纳米产品中的消费中仅有6%用于工程建设领域。
为进一步概况总结纳米材料在土木工程材料改性应用方面的研究情况，在阐述纳米材料学科概念与性能的基础上，介绍了纳米材料的主要改性途径，以期为新型纳米改性复合材料在土木工程领域的进一步发展与应用提供参考。
关键词：纳米材料；改性优化；复合材料；应用现状；发展前景纳米材料广义上的定义是指在三维空间维度中至少在一维处于1nm～100nm 的纳米尺度范围内或由它们作为基本单元构成的材料，纳米材料的基本单元在空间维度上可以分为三类：一是在空间三维尺度均处在纳米尺度内称为零维，如纳米颗粒;二是在空间三维尺度有两维处在纳米尺度内称为一维，如纳米丝、纳米管等；三是指在空间三维尺度中有一维处于纳米尺度，如超薄膜等[2,3]。
1纳米材料在土木工程中的应用1.1纳米材料在水泥基材料中的应用对于水泥基材料，早期的研究表明，约有70%的水泥水化产物均具有纳米尺度，其中包括C-S-H凝胶、毛细孔、凝胶孔以及晶体水化物等，这些纳米尺度的物质能充分封堵水泥浆体孔隙，提升浆体的密实程度。
该现象也是纳米改性水泥基复合材料的理论依据。
同时纳米材料的掺入能明显提升比表面积、表面能以及需水量等，影响水泥基材料的水化过程和产物，并决定了最终的强度和耐久性。
阳知乾等将纳米SiO2掺入至聚丙烯纤维中制备获得改性纤维，并对该改性纤维的分散性、抗裂性等进行研究，同时分析了改性纤维在砂浆和混凝土中的应用情况。
结果表明，改性纤维的力学性能优良，纳米SiO2在纤维表面分布均匀，大幅提升了纤维的抗裂性，且一定程度上也提高了纤维增强砂浆和混凝土的抗折和抗压强度。
马保国等将纳米SiO2掺入至硫铝酸盐水泥中，研究发现改性水泥砂浆的初始强度显著增大，相比未加入纳米材料的对照组，改性组在56天后的抗折强度提升了约65%，并从微观层面分析揭示了纳米SiO2对于强度作用的影响机理。
纤维增强水泥基复合材料的研究进展
第36卷第10期 娃 酸盐 通 报Vol.36 No.10 2017 年 10 月________________BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY_________________October,2017纤维增强水泥基复合材料的研究进展关国英\赵文杰2(1.吉林建筑大学材料科学与工程学院，长春13〇118;2.长春工业大学化学工程学院，长春130012)摘要:综述了纤维增强水泥基复合材料（f i b e r r e i n f o r c e d cem e n t i t i o u s composites，FRCC)目前在国内外的研究进展。
简要介绍了F R C C的概念及其基本性能，详细介绍了超高性能F R C C的国内外研究进展，重点介绍了 F R C C的纤维 间距、复合材料以及多重裂缝等理论的研究情况以及F R C C工程应用情况，在此基础上，提出了当前F R C C研究中 存在的问题和今后需要进一步研究的方向。
关键词:纤维；增强；水泥基；复合材料；机理中图分类号:TU529.41 文献标识码:A 文章编号:1001-1625 (2017)10-3342-05 Research Development of Fiber Reinforced Cementitious MaterialsGUAN Guo-ying1,ZHA0 Wen-jie2(1. School of Materials Science and Engineering, Jilin Jianzhu University,Changchun 130118 ,China；2. Institute of Chemical Engineering,Changchun University of Technology,Changchun 130012,China)Abstract：The current research progress of the fiber reinforced cementitious composites(FRCC)at home and abroad is summarized.The concept and the related properties of FRCC are introduced briefly.The research progress of ultra-high performance of FRCC are especially introduced domestic and overseas.The engineering application of FRCC and the current theoretical research of the theory of composite,fiber spacing theory and multiple fracture theory are recommended emphatically.On the basis of,the existing problems of researching FRCC are putted forward in the current and to come up with the direction for further study of FRCC in the future.Key words ：fiber；reinforced；cementitious；composite material；mechanism1引言在现代的建筑行业中，水泥基材料是一种应用范围广、用量大的建筑材料，它具有来源广泛、价格便宜、强度可控、及外形可塑等优点，但也存在抗裂性差、脆性大、抗拉强度低、极限延伸率小等不足之处。
聚丙烯纤维混凝土研究进展
聚丙烯纤维混凝土研究进展摘要:混凝土中掺入聚丙烯纤维能够抑制基体的早期收缩,有效防止裂缝的产生,提高它的抗冲击性、弯曲疲劳性能、抗渗性、耐久性能等。
利用这些优点,聚丙烯纤维混凝土在隧道衬砌、大体积混凝土、受力复杂的结构、道路与桥梁路面等工程中得到了广泛的应用。
关键词:聚丙烯纤维混凝土阻裂聚丙烯纤维混凝土是一种以混凝土为基体,将适量聚丙烯纤维掺入混凝土中的新型复合材料。
与普通混凝土相比,由于基体中乱向分布的纤维能够有效抑制混凝土早期收缩、阻止裂缝的产生与发展,因此它的抗冲击性、弯曲疲劳性能、抗渗性,耐久性能等都有不同幅度的提高[1]。
由于诸多优点,聚丙烯纤维混凝土在隧道衬砌、大体积混凝土、受力复杂的结构、道路与桥梁路面等工程中得到了广泛的应用。
1 聚丙烯纤维混凝土增强机理随机分布在混凝土中的聚丙烯纤维,能有效减少混凝土早期收缩;并能够抑制混凝土水化过程中由于内外温差等原因引起的微裂缝的产生与发展,提高混凝土抗裂能力,避免或减少混凝土表面产生裂纹;聚丙烯纤维的阻裂作用,使得基体混凝土的抗拉强度、韧性、后期变形性能都有不同程度的改善[2～3];另外混凝土拌合物的泌水、离析等现象也会随着聚丙烯纤维的掺入得到改善,使混凝土内部孔隙更加细化,阻碍了环境中各种有害介质的入侵,从而提高它的抗渗性、抗冻性、抗碳化性等耐久性能。
聚丙烯纤维对基体混凝土的增强具体体现在以下几点。
(1)减少与抑制混凝土的早期塑性收缩。
混凝土在水化的过程中,内部水分会蒸发,当内部水分蒸发不—致时就造成不均匀的体积收缩。
在混凝土中掺入聚丙烯纤维,由于它的抗拉强度高,能够与基体共同抑制收缩,减少混凝土早期的塑性收缩。
(2)减少与阻止水化过程中混凝土微裂缝的产生与发展。
混凝土是一种脆性材料,它的开裂问题始终困扰着工程界。
水化过程中混凝土微裂缝产生的原因有很多,主要是由于早期收缩与内外温差引起的。
早期收缩与内外温差都会在混凝土内部产生拉应力,由于混凝土水化还未完成,基体水泥石尚未硬化,因此抗拉强度较低,当拉应力超过抗拉强度时就会引起混凝土开裂。
聚丙烯纤维砂浆抗裂性能的定量图像分析
采用三星 H10 高清晰数码相机进行裂缝图像的采集。为了 保证裂缝测量的准确性，必须对每次采集的图像使用标尺进行 标定，选择平整的地面并保证光线充足，相机镜头正对裂缝进 行拍摄。采用 Image Pro-plus 图像分析软件处理裂缝图片，能够 准确地表征出裂缝的面积、宽度、长度、方向度、分形维数[8-9]等。 因为是在约束集中处产生裂缝，利于比较，选择开裂面积作为 抗裂性能评价的指标。图像分析技术计算出的裂缝面积是纤维 砂浆开裂的真实面积，比裂缝权值相加法更具有可比性。
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图 3 掺聚丙烯纤维的初始开裂时间 为 1.8 kg/m3 时出现了逆转现象。这是因为随着掺量的增加，纤 维与砂浆的接触面越多，抵抗拉应力的作用也就越强，抗裂性 能就会提高，但纤维掺量过大，易导致纤维在砂浆中的分散性 降低，出现团聚现象，反而在砂浆内部形成缺陷而产生不利影响。
另外，随着纤维长度的增加，裂缝面积明显降低，纤维的抗 裂效果提高。纤维长度的增加有利于裂缝处应力的有效传递， 减少应力集中[10]，从而提高砂浆的早期塑性抗裂性能。
在砂浆中掺入聚丙烯纤维后，可以分散毛细管收缩应力，防止 积出现了明显的下降，特别是 PP-20 纤维在 0.9 kg/m3 和 1.2 kg/m3
局部应力集中，减少不均匀收缩变形，且掺入聚丙烯纤维后，试 两种掺量下，裂缝面积分别降低了 61.3%和 85.8%，之后随着纤
件破坏所需的断裂能也有所增加，因此掺聚丙烯纤维砂浆试样 维掺量的增加，变化幅度不大，甚至 PP-10 和 PP-20 纤维在掺量
关键词： 图像分析；聚丙烯纤维；砂浆；抗裂性能
中图分类号： TU528.041
文献标志码： A
文章编号： 1002-3550（2009）08-0094-03
研究聚丙烯纤维材料对混凝土性能的影响
研究聚丙烯纤维材料对混凝土性能的影响摘要：本文通过试验分析对聚丙烯纤维材料在混凝土性能中的影响进行研究，结果显示在纤维混凝土中加入合成材料纤维丝，能够有效控制混凝土收缩裂缝，并最大程度降低相同强度状态下混凝土可出现裂缝的长度与宽度，提高混凝土的抗塑性沉陷裂缝作用，具有十分显著的指导意义。
关键词：聚丙烯纤维材料；混凝土；性能；影响；研究在工程技术不断发展以及工程建设对混凝土的性能要求不断提升下，进行更高强度与更好工作性能的混凝土配置，以实现混凝土耐久性改善提升基础上的混凝土抗裂性及其有关技术研究和发展，已经逐渐成为当前我国混凝土技术研究和发展的重要方向。
值得注意的使，混凝土施工中，导致其裂缝产生的原因相对较多，其中混凝土结构内部收缩变形导致的裂缝情况，在混凝土裂缝问题中最为常见，对混凝土结构稳定性以及工程质量的危害影响也十分突出。
通常情况下，针对高性能混凝土裂缝问题的控制措施，一般包含两种，即有效控制混凝土内部收缩应力，避免其超出混凝土自身的强度，或者是促进混凝土的早期抵抗收缩应力的能力提升。
根据上述两种混凝土裂缝控制途径，有研究显示，在混凝土中掺入纤维材料不仅能够有效提升混凝土的延性与韧性，促进混凝土抗裂性能提升，而且其对混凝土材料及工艺要求较低，整体成本增加不大。
为此，下文将对聚丙烯纤维材料在混凝土性能中的影响进行研究，以供参考。
1混凝土原材料与配比设计1.1原材料分析本文进行混凝土配制的原材料主要包含水泥（鼎鹿牌P?O32.5与P?O42.5水泥，该水泥的各项力学性能与技术指标均符合有关要求）/粉煤灰（某热电厂生产的Ⅰ级粉煤灰，细度为4.8%，进行混凝土配制应用的需水量为95%，28d试验检测显示其抗压强度比达到105.6%）/纤维（采用聚丙烯纤维材料，其各项性能指标如下表1所示）/细集料与粗集料等。
其中，进行混凝土配制使用的细集料为连续级配中砂，其细度模数达到2.6；粗集料为粒径在5至20mm的连续级配碎石。
聚丙烯纤维混凝土综合性能试验研究共3篇
聚丙烯纤维混凝土综合性能试验研究共3篇聚丙烯纤维混凝土综合性能试验研究1聚丙烯纤维混凝土是通过将聚丙烯纤维掺入混凝土中，加以掺和、振捣、浇注、养护而制成的一种新型复合材料。
它不同于传统混凝土材料，具有许多优异的性能。
为了探究聚丙烯纤维混凝土的综合性能，进行了一系列试验研究，结果如下。
1. 抗折强度：通过施加弯曲载荷来测试混凝土的抗弯强度。
试验结果表明，在相同的水泥质量下掺入聚丙烯纤维，混凝土抗折强度明显提高。
2. 抗压强度：采用标准试验方法来测试混凝土的抗压强度。
试验结果表明，掺入聚丙烯纤维的混凝土抗压强度比普通混凝土高。
3. 抗渗性能：混凝土的抗渗性能是评估其耐久性的一个重要指标。
试验结果显示，掺入聚丙烯纤维的混凝土抗渗能力比普通混凝土更好。
4. 抗冻性能：低温环境下混凝土的抗冻性能会受到很大的考验。
试验结果表明，掺入聚丙烯纤维的混凝土在低温环境下具有较好的抗冻性能。
5. 断裂韧性：混凝土的断裂韧性是一个评估其耐久性的重要指标。
试验结果表明，掺入聚丙烯纤维的混凝土具有更好的脆性断裂韧性。
6. 抗风化性能：混凝土的抗风化性能可以反映其耐久性表现。
试验结果显示，掺入聚丙烯纤维的混凝土具有更好的抗风化性能。
综上所述，掺入适量的聚丙烯纤维可以有效地提高混凝土的综合性能。
对于需要具有更好耐久性表现的混凝土结构，可以考虑使用聚丙烯纤维混凝土来提高其性能。
聚丙烯纤维混凝土综合性能试验研究2聚丙烯纤维混凝土是一种新型的混凝土材料，在现代建筑工程中应用越来越广泛。
本文将深入研究聚丙烯纤维混凝土的综合性能试验，探讨其在建筑工程中的应用优势。
一、试验目的本次试验旨在探究聚丙烯纤维混凝土的力学性能、耐久性、抗裂性、抗渗性以及施工性等综合性能，以试验数据为依据，评价聚丙烯纤维混凝土在实际工程中的应用价值。
二、试验方法1.制作试块根据试验要求，制作聚丙烯纤维混凝土试块，按照设计配合比要求配置混凝土原料，加入适量聚丙烯纤维，混凝土表面进行充分振捣，制作20*20*20cm的试块，并进行养护和标记。
聚丙烯纤维的掺入对混凝土力学性能的影响研究
聚丙烯纤维的掺入对混凝土力学性能的影响研究【摘要】通过对聚丙烯纤维混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度以及弹性模量的试验研究，得出掺入聚丙烯纤维对混凝土的抗压强度影响不显著，却能显著改善混凝土的劈裂抗拉强度和弹性模量。
【关键词】聚丙烯纤维；混凝土；力学性能前言在混凝土的使用性能规定中其普通物理力学方面的性能是最根本的，但也是最重要的，不但是混凝土结构设计时的直接依据，也是考察具体工程应用的重要对象。
诸如混凝土早期的抗压强度、抗拉强度以及弹性模量等，这些性能在混凝土结构设计中都是非常重要的参考指标，其在现阶段的混凝土规范中的取值已不能很好的适用于现代混凝土工程，这方面的试验研究尚有些欠缺，正因为如此，本文就聚丙烯纤维混凝土的物理力学方面的性能进行了一系列试验研究，为降低混凝土结构的早期裂缝提供有价值的参考[1～3]。
1、不同水胶比条件下聚丙烯纤维对混凝土抗压强度的影响1.1试验方法试验用试件为100mm×100mm×100mm的三联立方体试件，在试验过程中应采取措施以保证能达到连续均匀加载，根据现行《建筑材料试验手册》，考虑尺寸效应的影响，当试验采用100mm×100mm ×100mm的立方体试件时，混凝土抗压强度的实测值需要乘以数值为0.95的系数以进行折减，计算结果取三个试件的算数平均值作为该组试件的抗压强度值。
根据图1-1，在0.35水胶比时掺聚丙烯纤维混凝土的抗压强度在3d龄期时，基准试验组混凝土的抗压强度实测值最高，掺入聚丙烯纤维的各个试验组呈现出十分不明显的规律，但所有抗压强度实测值均略小于KB1试验组。
伴随着龄期的发展，混凝土试件的抗压强度值不断增长，7d龄期时，1p15试验组抗压强度实测值最高达到了48.14MPa，14d龄期时1p10试验组强度实测值最高，28d龄期时，掺入聚丙烯纤维的各试验组抗压强度实测值都比基准试验组混凝土抗压强度实测值高，抗压强度实测值随聚丙烯纤维掺入量的变化尚无一致的趋势，并没有伴随掺量的增加而呈现出严格的递增趋势，这中间在聚丙烯纤维掺量为1.0kg/m3时抗压强度值最高。
聚丙烯纤维对高性能混凝土抗折、抗冲击性能影响研究
聚丙烯纤维对高性能混凝土抗折、抗冲击性能影响研究摘要：本文研究了不同掺量聚丙烯纤维高性能混凝土的抗折强度、脆性和抗冲击性能。
综合论述了掺纤维对高性能混凝土抗折强度、脆性、抗冲击性能和影响，探讨和分析了高性能水泥基纤维复合材料脆性下降、抗冲击性能提高的机理。
试验证明：高性能混凝土中掺纤维能显著降低混凝土的脆性和提高混凝土抗折强度。
关键词：高性能混凝土、聚丙烯纤维网、抗折强度、脆性、抗冲击性。
一、前言高性能混凝土不仅要有良好的强度性能，还应有优异的耐久性能和适宜的工作性能，以满足目前和未来的大规模重混凝土工程的施工需要，经过大量的试验研究，我们应用硅灰和粉煤灰配制出高性能混凝土，这种混凝土不仅具有很高的强度，而且工作性好，硬化混凝土的抗冻融性能、抗渗透性能和抗侵蚀性能优异。
但脆性大、抗冲击性差是影响高性能混凝土实际应用的一个重耍因素。
有研究认为，自收缩开裂，湿胀开裂和脆性是目前高性能混凝土亟待解决的重耍问题。
本文将采用聚丙烯纤维来改善高性能混凝土脆性和抗冲击性能。
二、实验方法1.原材料1.1水泥采用三航局小野田水泥有限公司525#普硅水泥，其化学成分及力学性能列于表1和表2中。
表 1 水泥的化学成分(Table 1. Chenical Composition of cement)Chemical Composition Si02Fe203AL203Ca0 MgO Percentage Composition by mass 22. 50 2. 91 4. 46 64. 74 1. 47表2水泥的物理力学性能（Table2. Physical and mechanicalproperties of cement)Setting time/h:min Flexual Strength(Mpa) Compressive Stength(Mpa)initial setting Final Setting 3d 28d 3d 28d1:106.06 8. 50 36. 9 63. 4表2水泥的物理力学性能（Table2. Physical and mechanicalproperties of cement)1. 2掺合料试验采用化联外加剂厂提供的硅灰、化学成分列于表3中。
钢-聚丙烯纤维对超高性能混凝土扩展度影响研究
钢-聚丙烯纤维对超高性能混凝土扩展度影响研究摘要：针对钢-聚丙烯纤维超高性能混凝土愈发广阔的应用现状，探究掺入不同体积掺量钢纤维、聚丙烯纤维对于超高性能混凝土扩展度的影响。
研究发现，随着钢纤维与聚丙烯纤维体积掺量的升高，超高性能混凝土的扩展度出现了下降的趋势，且相同体积掺量的钢纤维与聚丙烯纤维对于超高性能混凝土扩展度的影响大致相同。
关键词：超高性能混凝土；扩展度；纤维混凝土中图分类号：TU528.31 文献标识码：A0 引言[1]随着我国的土木工程材料向轻量化、高精度化发展，超高性能混凝土（UHPC）的应用随之也越来越广泛。
UHPC基体存在着脆性相对较低、韧性相对较差的特性，而掺加适量的纤维可以弥补此类缺点，纤维又以钢纤维和聚丙烯纤维应用最为广泛。
两种纤维的掺入对于UHPC拌合物的流动性有着一定的影响，也会影响纤维分布的均匀性，从而会导致性能产生不同的差异[5]。
对于钢纤维与聚丙烯纤维，不同的体积掺量会对超高性能混凝土工作性产生极大的影响，而超高性能混凝土的工作性通常用扩展度进行表征。
因而，可以通过设置不同体积掺量的钢纤维，对钢-聚丙烯纤维超高性能混凝土的扩展度进行验证。
1试验过程1.1 试验原料UHPC粉料来源于宏日宝通（重庆）公司所生产的T120超高性能混凝土。
钢纤维来源于宏日宝通（重庆）公司所生产的特种镀铜钢纤维。
水采用实验室纯净水。
聚丙烯纤维由山东泰安泰昌纤维厂所生产。
1.2 试验过程搅拌机采用传统的单轴卧式搅拌机，投料方式采用预拌法。
首先将粉料投入搅拌机中，开机搅拌2min，随后倒入纯净水，继续搅拌8min以上，至基体呈流状。
最后倒入纤维至搅拌机中，搅拌10min以上，至纤维均匀地混合到基体之中。
1.3 试验指标根据TCECS 864-2021《超高性能混凝土试验方法标准》，扩展度试验采用钢直尺量测展开扩展面的最大直径L0以及垂直方向的最大直径L1，取平均值作为实验结果，如式（1）。
(1)并且两个直径的差值不能超过50mm，若超出则需要重新试验。
聚丙烯工程纤维在建筑混凝土中的应用
聚丙烯工程纤维在建筑混凝土中的应用1. 引言1.1 背景介绍聚丙烯工程纤维是一种由聚丙烯树脂为原料制成的细长纤维，具有优异的耐碱性、耐腐蚀性和抗拉强度，能有效提高混凝土的抗裂性和抗冲击性。
在建筑混凝土中添加适量的聚丙烯工程纤维，可以有效改善混凝土的抗拉强度、抗冲击性和耐久性，提高混凝土结构的整体性能。
随着建筑工程的不断发展和混凝土技术的不断完善，聚丙烯工程纤维在建筑混凝土中的应用也得到了越来越广泛的推广和应用。
通过对聚丙烯工程纤维在建筑混凝土中的作用机制和影响因素进行研究，可以更好地指导工程实践，提高混凝土结构的质量和安全性。
1.2 研究目的本文旨在探讨聚丙烯工程纤维在建筑混凝土中的应用，着重分析其在混凝土中的作用、对混凝土性能的影响以及与传统钢筋混凝土的比较等方面。
通过对聚丙烯工程纤维的添加方法和优势进行详细阐述，旨在为建筑混凝土施工提供更多的选择和技术支持。
本研究还将展望聚丙烯工程纤维在建筑混凝土中的未来应用前景，为相关领域的研究和实践提供有益参考。
通过本文的研究，旨在全面了解聚丙烯工程纤维在建筑混凝土中的应用情况，为建筑领域的工程实践提供有效的技术支撑和借鉴。
2. 正文2.1 聚丙烯工程纤维在混凝土中的作用聚丙烯工程纤维可以提高混凝土的抗冻融性能。
在寒冷地区，混凝土易受到冻融循环的影响，容易发生裂缝和破坏。
添加聚丙烯工程纤维可以有效地增加混凝土的韧性和抗冻融性能，延长混凝土的使用寿命。
聚丙烯工程纤维在混凝土中发挥着非常重要的作用，可以有效地改善混凝土的性能，提高混凝土的耐久性和安全性。
在建筑混凝土中广泛应用聚丙烯工程纤维将是未来发展的重要趋势。
2.2 聚丙烯工程纤维对混凝土性能的影响聚丙烯工程纤维对混凝土性能的影响是非常显著的。
聚丙烯工程纤维可以有效地增强混凝土的抗拉强度和抗裂性能。
由于混凝土是一个脆性材料，容易在受力时发生龟裂和裂缝，而添加聚丙烯工程纤维可以有效地将这些裂缝控制在微观尺度，延缓龟裂的发展，提高混凝土的整体性能。
聚丙烯纤维增强混凝土梁变形性能的试验研究
收稿日期：2019-10-08 修回日期：2020-02-06 网络首发日期：2020-03-12
基金项目：四川省科研计划（2019YFG0001，2019YJ0219）；教育部产学合作协同育人项目（201801098032）
第一作者：李福海（1979—），男，副教授，博士，研究方向为混凝土材料及其耐久性，E-mail：lifuhai2007@
聚丙烯纤维增强混凝土梁变形性能的试验研究
李福海 ，何肖云峰 ，吴昊南 ，姜怡林 ，王奕彬 ，胡丁涵
（西南交通大学土木工程学院，四川 成都 610031）
摘 要：为探究 PP-ECC 梁与 RC 梁变形发展规律的区别，通过逐级加载和循环加载两种加载制度对 4 根 PPECC 梁和 4 根 RC 梁进行抗弯试验；同时，基于有效惯性矩法推导出适用于短期荷载作用下 PP-ECC 梁的最大变 形计算公式. 研究结果表明：逐级加载下，PP-ECC 梁呈现出更为明显的塑性变形阶段，与 RC 梁相比，PP-ECC 梁 经过 5 次循环加载后的循环荷载变形曲线与原曲线拟合度较好；循环加载过程中，PP-ECC 梁在基准荷载下的加 载变形增长率和卸载变形增长率均小于相同配筋率的 RC 梁，呈现出更好的抗损伤变形能力和变形恢复能力；基 于有效惯性矩法推导出的变形修正模型计算结果与试验结果拟合度较好，可应用于实际工程对 PP-ECC 梁在短 期荷载作用下最大变形的计算. 关键词：PP-ECC 梁；变形性能；加载制度；有效惯性矩法 中图分类号：TU528.41 文献标志码：A
引文格式：李福海，何肖云峰，吴昊南，等. 聚丙烯纤维增强混凝土梁变形性能的试验研究[J]. 西南交通大学学报，2021，56(4)： 853-863． LI Fuhai， HE Xiaoyunfeng， WU Haonan， et al. Experimental study on deformation behavior of polypropylene fiber reinforced concrete beams[J]. Journal of Southwest Jiaotong University， 2021， 56(4)： 853-863．
聚丙烯纤维在混凝土工程中的应用探析
聚丙烯纤维在混凝土工程中的应用探析当前,我国的建筑工程在数量和质量上均得到明显地提高和改善,但同时也暴露出许多问题,其中以裂缝问题最为普遍。
而在混凝土或砂浆中掺加聚丙烯纤维,能够减少混凝土及砂浆的收缩裂缝,并能提高耐久性,因此使用聚丙烯纤维是提高混凝土工程质量的一个有效途径,拟就此进行探讨。
标签：聚丙烯纤维;混凝土;施工随着我国国民经济持续稳定的快速发展,人民的居住水平和生活环境也得到了很大程度的改善,建筑工程在数量和质量上均得到明显的提高和改善,人们对建筑质量的关注日益增多。
混凝土是结构工程中用量最多、应用最广的建筑材料,在人们的传统观念中,总认为混凝土是极为耐久的,因此,对混凝土结构的使用寿命期望值很高。
然而事实上,随着使用时间的延长和使用环境的变化,混凝土结构也往往表现出“早损坏,短寿命”的特征,混凝土结构的耐久性问题已成为结构工程领域不容忽视的重要问题。
据中国消协有关统计数据和调查结果的汇总统计分析,2004-2006年,我国住宅工程质量问题统计表中,墙面、地面、屋面等处出现裂缝,屋面、外墙、卫生间或厨房地面渗漏排在前二位,且从反映趋势来看,消费者在此方面的投诉在未来一段时间内有增无减。
据多年的施工实践表明,在混凝土中掺入微盈的聚丙烯纤维,使聚丙烯纤维通过搅拌均匀地乱向分布在混凝土中的,可以使混凝土的抗拉强度、变形能力、耐动荷能力大大提高,从而提高混凝土工程的使用寿命,增强建筑工程的质量。
1 聚丙烯纤维性能聚丙烯纤维是由丙烯聚合物或共聚物制成的烯类纤维,呈丝状或网状细纤维。
它是一种新型的混凝土增强纤维,被称为混凝土的“次要增强筋”,其强度较高(抗拉强度200-300Mpa),比重比一般聚合物低(0.91),完全不吸水,为中性材料,与酸碱不起作用,抗老化性能好。
燃点为590℃,熔点160-170℃,极限拉伸15%,导电、导热性能低,弹性模量不低于3000Mpa,在混凝土中拌和时有良好的分散性,具有能改善混凝土的抗裂性、抗渗性,提高混凝土的抗冲击韧性、抗冻性能,改善高性能混凝土高温爆裂性能等优点。
聚丙烯纤维在高性能混凝土中的应用
聚丙烯纤维在高性能混凝土中的应用【摘要】对聚丙烯纤维技术性及作用原理、聚丙烯纤维混凝土设计进行了探索，并对聚丙烯纤维混凝土现场施工进行总结。
京沪高速铁路是我国第一条时速350公里且最长的高速铁路，从北京到上海，直接连接两在经济区，举世瞩目。
为此严格要求质量，混凝土全都采用高性能混凝土，设计耐久性为100年。
桥面系采用聚丙烯纤维混凝土，保护桥面防止开裂。
混凝土是一种多孔脆性材料，其抗拉强度远远低于抗压强度，韧性差，对冲击、开裂、疲劳的抵抗能力差，由于裂纹的存在可使水渗入，而影响混凝土抵抗水渗透和抵抗冻的能力。
若在普通混凝土中掺入聚丙烯纤维网即纤维混凝土，不仅具有普通混凝土的性能，还有较高的抗拉强度、抗弯强度、抗冲击性、抗疲劳强度、耐磨性、良好的韧性及抗裂能力，聚丙烯纤维网混凝土是一种近年来兴起的新型高性能混凝土。
京沪高速铁路是我国第一条高速铁路试验线，对桥梁的各项性能均有较高的要求，首次在混凝土防水层（保护层）采用了C40聚丙烯纤维混凝土，并结合京沪高速铁路有关设计文件进行混凝土配合比设计和配制研究。
1 聚丙烯纤维混凝土性能技术要求（见表1）聚丙烯纤维抗酸碱性好、抗老化性好、化学稳定性好、安全无毒，用于工程上的聚丙烯纤维同时又具有以下特点：（1）、高强高模。
较高的强度和弹性模量有利于混凝土的力学性能。
（2）、与水泥表面握裹力强。
通过改性、表面处理和亲水性处理,真正做到与混凝土协同工作。
（3）、更好的分散性。
独特的改性母料和特殊的设计使其在混凝土中良好分散，真正充当次要加强筋。
以下是山东砼拌纤维有限公司生产的聚丙烯工程纤维的相关理化性能指标：2、聚丙烯纤维作用机理聚丙烯纤维掺加在混凝土中，纯粹是物理作用，同时化学稳定性好。
聚丙烯单丝纤维细度高（平均纤维直径30～60um），单根长度19mm，每立方米混凝土中掺入少量（0.9-1.0kg）聚丙烯工程纤维，每立方米混凝土中就有约定2000万根的纤维不定向分布在其中。
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径比越大的纤维，减少塑性收缩裂缝面积与裂缝宽
产品特点与应用目的因地制宜地应用。
度的效果越好。
1 PP 粗纤维在水泥基复合材料中 的作用
1.3 对力学性能的影响 1.3.1 抗压与抗折强度
王伯昕 [8] 通过实验得出结论：掺加了 PP 粗
1.1 对新拌混凝土的影响
纤维的混凝土的立方体抗压强度和抗折强度都大大
图 1 典型 PP 粗纤维 （左边三种） 与钢纤维 （右边两种） (从左至右依次为：Synmix55，Enduro, Barchip，Dramix RC-65/35BN，Novotex 0730)
Strux R 90/40 的外形尺寸
ReoShore 45
シムロック的外观
シムロック的截面
图 2 部分 PP 粗纤维的形态
裂缝宽度，即使在较低的体积掺量下，裂缝宽度也
力大、模量高，这与材料的制备方法相关。从产品
能下降 50 %。H Najm [11] 使用了三种纤维来考察
的推荐体积掺量看，范围在 0.1 %~2.2 %，远高于
粗纤维对早期塑性收缩及干缩裂缝的影响，发现长
细纤维的常规掺量 （0.1 %），具体工程中需要根据
提高混凝土的抗弯韧性是粗合成纤维的主要
优势之一。在机场等刚性路面用纤维增强混凝土
中 ， 当 PP 粗 纤 维 的 体 积 掺 量 分 别 为 0.32 % 与 0.48 %时，混凝土平板的载荷比纯混凝土分别提高 了 25 %与 32 % [16]。在增强喷射混凝土韧性方面， 5 kg/m3 的 PP 粗纤维质量掺量能达到钢纤维质量掺 量为 35 kg/m3 时的效果 。 [17]
F Papworth 通过圆板实验结果表明，在低挠度
区域，钢纤维有优势；而在高挠度区，PP 粗纤维
逐渐被认为是更经济且容易接受的钢纤维替代 品 [2]。Lars Malmgren 在圆板测试 （0~25 mm 的挠
度范围） 与柱状体测试 （0~20 mm 的挠度范围）
中，PP 粗纤维与钢纤维增强的喷射混凝土具有相 同的能量吸收能力 [18,19]。在挠度较大时，质量掺量 为 4.6 kg/m3 的 Strux 90/40 能 达 到 质 量 掺 量 为 39 kg/m3 钢纤维的增强效果 。 [20]
王伯昕 [8] 的平面薄板开裂实验结果表明，掺
部分集中在 0.5~1.0 mm 区间；纤维形态主要以波
加了 PP 粗纤维的混凝土早期抗裂能力是纯混凝土
浪形、表面刻痕、“X”形截面或矩形膜状居多， 的 7.5 倍，是钢纤维增强混凝土的 3 倍，使混凝土
均是为了赋予粗纤维非光滑表面，从而增加纤维与
的早期裂缝数量减少、长度减小、宽度细化。
PP 粗纤维将具有更广阔的前景。 何兆益 [22] 认为在增韧路用混凝土中，HPP 粗
纤维的最佳质量掺量为 4 kg/m3，且聚丙烯纤维对
低强度混凝土的增韧效果好于对高强度混凝土。 在深井软岩巷道用喷射混凝土中使用了中纺纤
建的 CTA PP 粗纤维，纤维混凝土的弯曲韧度指数 与纯混凝土比较，最多提高 7.58 倍。随着深井巷 道对混凝土增强增韧要求工程的增加，改性 PP 粗 纤维混凝土的应用也将增加，应用的前景将更加广 泛 。 [12,23] 1.3.3 抗蠕变性能
与其他形式的增强材料如焊接纤维网、钢纤
维相比，PP 粗纤维具有价格优势。除此之外，吸
引澳大利亚采矿工业去使用粗合成纤维的另一个因
素是其应变硬化特点。在澳大利亚西部的
Perseverence 镍矿中，使用了多种纤维增强喷射混
凝土来保持矿井巷道的稳定性，ASTM C 1550 现
场的实验结果见表 2。
表 2 不同 PP 纤维增强喷射混凝土圆板实验结果
悉尼大学 [24] 评价了合成纤维与钢纤维增强混 凝土试件的长期耐久性，发现混凝土中的 Barchip 纤维跨接裂缝而保持载荷的能力赋予了比钢纤维混 凝土更多的优点：长期的耐久性与混凝土结构的一 致性。 1.4.2 抗氯盐腐蚀性
关键词：聚丙烯粗纤维；加工方法；纤维混凝土；混杂
中图分类号：TQ342.62
文献标识码：A
文章编号：1001-7054 （2009） 06-0010-05
合成纤维在水泥基复合材料中的应用已经有 数十年的历史，根据其在水泥基复合材料中的作用 分为两种：阻裂纤维与增韧纤维。其中后者的直径 较 粗 （0.1 ~1.0 mm）， 常 称 为 “ 粗 合 成 纤 维 ” （macro synthetic fibe）r ，有文献 [1] 称之为有机仿钢 丝纤维，也有部分文献 [2] 称之为“结构合成纤维” （structural synthetic fiber）。
0.50~1.50 0.40，0.72
断裂强度/MPa 模量/GPa 推荐质量掺量/kg·m-3
550
10
2.0~20.0
620~758
1.8~18.0
3.5
3.0~8.4
5.0~9.0
620
9.5
2 500
600~650
5.0
1.8~12.0
620~758
130~690 3.4~4.8
6.5~11.5
聚丙烯粗纤维在国外已经成功应用于大量工 程 中 。 主 要 产 品 有 Grace 公 司 的 Strux90/40 与 Strux85/40 纤维、日本的 Barchip 系列纤维、Forta 公司的 Forta FERRO 纤维、Propex Concrete Systems 的 ENDURO R 600 纤维等。国内的产品主要有北京 中纺纤建科技有限公司的凯泰 （CTA） 有机仿钢丝
抗压强 度 为 35 ~40 MPa 的 柱 体 ，PP 粗 纤 维 Strux 90/40 的质量掺量为 2.0 kg/m3，而 60 mm 长端 钩型钢纤维的质量掺量为 20 kg/m3 时，两种纤维的 增强复合材料 （FRC） 表现出相似的长期蠕变性 能。由于 Strux 具有较高的模量，其蠕变系数要远 小于低弹性模量的粗纤维，Strux 90/40 粗纤维增强 的 FRC，载荷为剩余弯曲强度的 50 %时，其蠕变 行为与钢纤维 FRC 相似 。 [20] 1.4 对耐久性的影响 1.4.1 自然老化
专题综述
Comprehensive Review
聚丙烯粗纤维增强混凝土应用研究进展
阳知乾 （江苏博特新材料有限公司，江苏 南京 210008）
摘 要：聚丙烯粗纤维是一种新型的混凝土增强材料。主要综述了它的特点、加工方法、主要产品种
类，并对它在混凝土中的作用，主要的应用方式及具体工程进行了概述，最后展望了其应用前景。
南京派尼尔科技实业有限公司
12，50
波形增强纤维
泰安现代塑料有限公司
19，40，50
注：a 为矩形截面，b 为截面积 （mm）2 。
直径/mm
0.90 0.70 a 0.11×1.40 1.10 0.69 0.69 0.50-1.00 0.68 b 0.75 0.80，0.89
0.80~1.00 0.91
30，40，50
ENDURO R 600
Propex Concrete Systems
50
STRUX R 90/40
Grace Construction Products
40
Durus
Anglo-Danish
50
TUF-STRAND SFTM
The Euclid Chemical Company
51
收稿日期：2008-12-17 修回日期：2009-02-16 作者简介：阳知乾 (1981~)，男，工程师，研究方向为砂浆与混凝土 用工程纤维的开发及应用。
10 合成纤维 S FC 2009 No.6
纤维与宁波大成新材料股份有限公司的 DC 增韧纤 维。图 1、2 为部分产品的形态。表 1 列举了国内 外主要的聚丙烯粗纤维产品及其性能。
Dramix RC65/35 （钢纤维） 35
52
0.62 522 623
从表 2 可见，PP 粗纤维在圆板试验中，变形
小 （40 mm） 时吸收的能量与钢纤维相当 （Barchip Xtreme 的能量吸收值较高）；当变形达到 100 mm 时，吸收的能量要远大于钢纤维。作者 [21] 有理由
相信，如果纤维增强技术以目前的速度不断进步，
ReoShore45 R 、58 R
ReoCo Performance Fibres
45，58
MAC100
BASF
38
Sika Fiber MS 10
Sika Corporation
38，54
CTA 帛强纤维
北京中纺纤建科技有限公司
24，38
大成 （DC） 粗纤维
宁波大成新材料股份有限公司
RimixTM
水泥复合材料基质的接触面积，是改善纤维与基材
Byung Hwan Oh [9] 已经证实在多种粗合成纤维中，
界面性能的物理改性方法。由于粗合成纤维增强水
波浪形的粗纤维能最有效地提高混凝土的早期抗开
泥基复合材料的破坏模式以纤维拔出为主 [6]，粗糙
裂性。Thomas Voigt [10] 等人系统考察了不同纤维
Ruredil X Fiber 54
RUREDIL S.P.A.
54
Rocstay CXO 50/40 SS
Betafence South Africa (Pty) Ltd
40
シムロック
宇部日东化成株式会社
40
MEYCO R FIB SP 530/540/550 BASF Construction Chemicals (India) 30，40，50
纤维品种牌号
吸收能量/J 长度/ 质量掺 体积掺
变形 变形 mm 量/ kg·m-3 量/%