聚丙烯纖維混凝土在水利水電工程上的應用探討

摘 要:20 世界80 年代中期以來聚丙烯纖維混凝土在我國土建和交通行業(yè)逐漸得到應用,如高層建筑的地下室、污水處理廠的污水池、游泳池、糧食倉儲庫、大型停車場、高速公路路面、高架路路面、橋梁路面鋪裝層、機場停機坪、碼頭貨物料場,以及在地下洞室、護坡等工程應用噴射聚丙烯纖維混凝土。由于其良好的性能價格比以及和常規(guī)混凝土相同的施工方法,使聚丙烯纖維混凝土得到廣泛應用。

關(guān)鍵詞:纖維混凝土 水利 工程

中圖分類號:F407.9 文獻標識碼: A 文章編號:1673-0534(2007)05(b)-0071-01

1 聚丙烯纖維混凝土的性能

　　聚丙烯纖維作為一種次要的混凝土加強系統(tǒng)(即不代替受力鋼筋),對混凝土的性能產(chǎn)生如下影響: 聚丙烯纖維抑制了混凝土的塑性收縮微裂紋的產(chǎn)生, 提高了建筑物的整體性、耐久性和使用壽命; 強度和韌性是混凝土的兩大主要性能;提高了混凝土的抗?jié)B性;提高混凝土的抗凍融次數(shù);提高海水環(huán)境下的耐腐蝕性;聚丙烯纖維混凝土的彎曲強度;提高了混凝土的耐磨損性能;

2 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(shè)計混凝土的配比,也不取代原設(shè)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。

3 聚丙烯纖維混凝土在水利水電工程中的應用探討　　

　　根據(jù)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(jié)構(gòu)部位。

3.1 主廠房水下部分　　

　　在水電站主廠房的水下結(jié)構(gòu)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(shè)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(jīng)驗,可借鑒用以解決水電站主廠房下層潮濕問題。國外已經(jīng)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(gòu)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(jié)構(gòu)尤為適宜。

3.2 板式混凝土結(jié)構(gòu)

　　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(jié)構(gòu),水電站的消力池、護坦、船閘底板等都屬于面支承平板結(jié)構(gòu)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(shè)計中,為了防止表面收縮裂縫,往往設(shè)置了表層分布鋼筋網(wǎng)。由于鋼筋網(wǎng)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(wǎng)可能是一個經(jīng)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。

3.3 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(chǎn)能力, 降低總成本,并能防止產(chǎn)生裂紋?？捎糜谒淼乐ёo、護坡工程、建筑物穹頂和拱橋底部修補噴漿、水池及筒倉結(jié)構(gòu)的預應力繞絲噴漿護面等。

　　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(zhì)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(chǎn)品