聚丙烯纤维在混凝土、砂浆中的抗裂作用

1.1 当前我国混凝土工程裂缝的问题及现状

近十多年来，随这建设规模的不断扩大，商品混凝土的用量也不断增加，尽管人们普遍认为商品混凝土和泵送混凝土的出现是现代混您图技术的重大发展，它以其高均执行、高效率、自动化、环保效果好、施工和运输编辑给我们的城市建设带来了快速的发展。但是商品混凝土和泵送混凝土的使用却使裂缝控制的技术难度大大增加了。

1.1.1 混凝土由干硬性、预制化转为泵送高流态整体现浇施工，水泥用量、水用量增加，加之水泥标准的修订使水泥的火星、吸毒和早期强度均有所增加，导致水泥水化热和混凝土的收缩变形显著增加，同时为满足泵送的要求，混凝土配合比中骨料粒径减小、砂率提高、塌落度加大等客观因素导致混凝土的体积稳定下降，裂缝产生的原因更加复杂，对设计和施工人员的要求更高；

1.1.2 混凝土及水泥向早强，高强发展，水泥强度不断提高，水化速率加快，水泥用量不断增加，抗压强度显著提高而抗拉强度滞后于抗压强度，拉压比降低，弹性模量增长迅速。胶凝材料用量增多，体积稳定性成比例地下降，温度收缩变形显著增加；

1.1.3 现浇混凝土结构，砖混结构刚度增加，抗震烈度提高，结构玉树较过去显著提高，榆树盈利增大，采用高强度钢筋代替中低强度钢筋，导致钢筋使用盈利显著增加，裂缝宽度也会相应增加。特别是在超长、超厚、超静定结构为常用结构形式的情况下，约束应力就更大；

1.1.4 结构设计中只重视承载力极限状态（结构不倒塌、不破坏、不失稳、无安全问题）而忽略了正常使用极限，忽略构造设计及构造配筋的作用，保护层偏厚；

1.1.5 施工工艺缺乏对温度收缩变形较大的混凝土的养护方法，经常采用一般的方法，养护时间不足与工期要求产生矛盾；

1.1.6 外加剂及掺合料品种繁多，针对具体工程进行选择存在困难，对于抗压强度试验多，但对于体积稳定性缺乏研究；

1.1.7 对矿物掺合料的品种，掺量的试验只注重抗压强度，但对其他性能的研究较少，特别是对高掺量矿物掺合料混凝土的使用范围和特性的研究就更少，造成使用中的误区，无形之中增加了裂缝出现的概率；

1.1.8 对混凝土的抗拉、昏度、收缩、徐变、疲劳、冻融、极限拉伸等长期性能以及大体积混凝土的抗裂性能研究较少；

1.1.9 现代建筑对工程质量的要求越来越高，但是对结构裂缝控制缺乏规范和统一的标准。设计软件及有限元程序也不包括变形效应的计算，有些虽然有计算，但脱离实际；

1.1.10 对高强高性能混凝土的研究较多，但对水泥标准修订后，量大面广的中低强度高性能混凝土却研究很少。

上述的诸多原因导致了设计混凝土裂缝问题的工程事故也不断增多，尽管在设计、施工过程中采用各种措施，小心谨慎，但在实际工程中混凝土裂缝仍时有发生，并且大多数发生在商品混凝土应用面较大的大中城市及大中型工程中，混凝土裂缝的问题也越来越亲戚各方的关注。

1.2 混凝土工程裂缝的分类

1.2.1 按裂缝产生的时间来划分

①.施工阶段产生的裂缝（0~30d）

②.早期裂缝（3~38d）

③.中期裂缝（28~180d）

④.后期裂缝（180~360、720d）

⑤.长期防止产生的裂缝和使用阶段产生的裂缝

1.2.2按裂缝产生的原因来划分

外荷载引起的裂缝

结构变形裂缝

地基变形、路基变形、桥基变形引起的裂缝

结构温差引起的裂缝

干燥收缩裂缝

温度收缩裂缝

裂缝产生的原因

收缩裂缝

自身收缩裂缝

水化收缩裂缝

碳化收缩裂缝

塑性干缩裂缝

无荷载变形裂缝

塑性裂缝

塑性沉降裂缝

施工产生的塑性裂缝

混凝土腐蚀裂缝

混凝土中钢筋锈蚀产生的裂缝

碱-骨料反映产生的裂缝

震动疲劳和惯性震动引起的剪切裂缝

1.3 聚丙烯纤维的抗裂作用

聚丙烯纤维是采用纯正的聚丙烯为原料，通过独特的工艺和设备，经过熔融-挤压-拉伸-表面处理-切断等工序精制而成，它具有突出的抗拉强度和良好的分散性，能够三维乱向立体分布在混凝土中，从而对混凝土起到抗裂拉附作用。

1.3.1聚丙烯纤维与水泥基体想复合的主要目的在于客服水泥基体的弱点，聚丙烯纤维在复合材料中主要其着一下几个方面的作用。

Ⅰ. 阻裂作用 聚丙烯纤维可阻止水泥基体中微裂缝的产生与发展。

Ⅱ. 增强作用 水泥基体不仅抗拉强度低，而且因存在内部缺陷而旺旺难于保证，加入聚丙烯纤维可使其抗拉强度有成风的保证。

Ⅲ. 增韧作用 在荷载作用下，及时水泥基体发生开裂，聚丙烯纤维可横跨裂缝承受拉应力并可使用复合材料具有一定的延性，这也意味着复合材料可具有一定的韧性。

1.3.2 在纤维增强水泥基体中，纤维能否同时起到以上三个方面的作用，或只起到其中两方面或者单一作用，就纤维本身而论，主要取决于一下五个因素。

Ⅰ. 纤维品种

Ⅱ. 纤维长度与长径比

Ⅲ. 纤维的提及率

Ⅳ. 纤维取向

Ⅴ. 纤维外形与表面状况

若以上5个因素能够达到国家体系标准，则表明着聚丙烯纤维在混凝土中其到的抗裂作用都能过同时发生。