摘  要：聚丙烯阻裂纖維在大型地下室砼中的應(yīng)用已經(jīng)比較普及，但如何正確的使用、如何通過加強各個環(huán)節(jié)的試驗比對、過程管控，把添加適量聚丙烯阻裂纖維的抗?jié)B砼質(zhì)量提高上去，確是個難點。該論文通過介紹聚丙烯纖維混凝土在杭州市方家塘村綜合樓地下室結(jié)構(gòu)工程中實際的應(yīng)用和管理情況，從理論分析、原材料試驗及選擇、配合比的確定等，闡述了聚丙烯阻裂纖維砼在大型地下室工程中的應(yīng)用和管理經(jīng)驗，供工程施工參考。

　　關(guān)鍵詞：聚丙烯纖維砼  配合比  密實性  抗裂性  混凝土養(yǎng)護

　　Abstract: the polypropylene fiber in large crack resistance in the basement of the application of the concrete has been more popular, but how to correctly use, how to strengthen the test by each link alignment, process control, adding proper polypropylene fiber crack resistance of impermeable concrete quality raise up, it is a difficulty. This paper, through the introduction of the polypropylene fiber concrete in hangzhou pond village basement structure building a verification of actual application in engineering and management, from theory analysis, raw materials, mixing ratio test and choose to determine the, this paper expounds the polypropylene fiber concrete crack resistance in large basement project of the application and the management experience, for engineering construction.

　　Keywords: polypropylene fiber concrete mixing density of resistance to concrete curing

　　一、工程概括

　　杭州市方家塘村綜合樓工程位于杭州市拱墅區(qū)方家塘村，豐譚路東側(cè)，南臨城市支路，北鄰規(guī)劃方家北路。本工程自北向南，共分為C、B、A三個區(qū)，C區(qū)包括一幢21層獨立酒店建筑及5層附屬裙房、B區(qū)4幢辦公樓(3#、4#、5#、6#樓）及5層街區(qū)式商業(yè)綜合體（裙房）、A區(qū)2幢辦公樓（1#、2#樓）及5層商場；以及3層的整體地下室組成，總建筑面積144096 m2，其中地下室近似長方形，占地面積約為19500平方米，地下室建筑面積44533方米。本工程±0.000標高相當(dāng)于絕對高程5.000。

　　地下室結(jié)構(gòu)底板底標高分為-12.3m和-14.6m，相應(yīng)底板厚度分為700mm和900mm兩種；地下室頂板面結(jié)構(gòu)標高-1.80m~-0.05m，板厚分為250mm和200mm兩種；地下室外墻厚300mm~600mm；地下室底板、外墻防水做法：（從里往外依次為）現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻板（摻加聚丙烯阻裂纖維）→20厚1：2防水水泥砂漿找平層→1.5厚FJS防水涂料(2.5Kg/m2 ) 中夾聚酯無紡布一道→40厚聚苯乙烯泡沫板保護層。

　　本工程地下室呈長方形，長邊約300m，短邊約65m，所以地下室結(jié)構(gòu)在平行短邊方向設(shè)置了7條后澆帶，在平行長邊方設(shè)置了1條后澆帶，以適應(yīng)大體積混凝土的應(yīng)力變化和收縮變形的影響。

　　地下室混凝土強度等級為C40，抗?jié)B等級為P8～P10，地下室底板、頂板、外墻板摻加聚丙烯阻裂纖維，摻量1.2kg/m3，同時對工程聚丙烯阻裂纖維主要技術(shù)參數(shù)做了如下規(guī)定：

　　密  度直  徑長  度截面形狀纖維類型

　　0.91g/cm3≤48μm12mmY形束狀單絲

　　抗拉強度摻  量抗堿性斷裂伸長率（%）彈性模量

　　580MPa±40MPa1.2kg/m3極強≥15%≥3500MPa

　　二、地下室結(jié)構(gòu)的抗?jié)B防水情況

　　本工程地下室混凝土采用流動性較大的泵送商品混凝土，坍落度140±20mm，混凝土中水泥含量450kg/m3，混凝土凝結(jié)收縮量大，收縮應(yīng)力增大，裂縫增多；同時該地下室外墻高度較高、長度較大，平面形狀為300m×60m的巨大長方形，產(chǎn)生的應(yīng)力變化和收縮變形大而復(fù)雜，勢必造成裂縫數(shù)量增加。盡管采用高強、大流動的混凝土其密實性能滿足混凝土的抗?jié)B等級要求，但從超長地下室的底板、外墻、頂板防水角度來看，我們應(yīng)從注重混凝土的密實性轉(zhuǎn)向注重混凝土的抗裂性問題上。

　　三、聚丙烯阻裂纖維在混凝土中工作機理

　　聚丙烯（polypropylene）纖維，又被稱為pp纖維，丙綸纖維。混凝土專用聚丙烯纖維的物理性能如下：密度0.91g/cm3；抗拉強度276Mpa;彈性模量3793 Mpa；極限拉伸15%；無毒；耐酸堿性極高；熔點165oC；燃點593 oC；導(dǎo)電、導(dǎo)熱性極低；水中分散性好。工程上又被稱為混凝土及砂漿抗裂合成纖維（微纖維）。攪拌過程中微纖維能均勻地擴散到混凝土中，每立方米混凝土中含有數(shù)千萬條的高抗拉強度的微纖維，由于微纖維與混凝土有極強的結(jié)合力和抗拉強度，從而產(chǎn)生了全方位的增強效果，消弱了混凝土的收縮應(yīng)力，減少了混凝土收縮裂縫，堵塞了混凝土中的滲水通路，從而能達到很好的防水效果。

　　工程用纖維還要求具有斷裂強度高、伸長率小的特點，為了保證纖維在水泥基材中的分散性，纖維必須保持一定的剛度，具有一定的長徑比。同時為了使纖維能充分地與水泥基材接觸，一般賦予纖維特殊的截面形狀，使它具有更大的比表面積。

　　聚丙烯纖維在混凝土中作用機理：

　　在混凝土硬化過程中，由于水化反應(yīng)形成的結(jié)晶體產(chǎn)生體積收縮以及自由水分蒸發(fā)而引起的干縮會在某個時期內(nèi)應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度，引起混凝土內(nèi)部產(chǎn)生裂縫。在混凝土中摻入聚丙烯纖維，當(dāng)其體積摻量為0.1%時，在1M3混凝土中可以有700萬至3000萬根纖維呈三維亂向分布，形成一個亂向的支撐體系。同時聚丙烯纖維可以通過大量吸收能量,控制水泥基體內(nèi)部微裂的生成及發(fā)展,大幅度提高混凝土抗裂能力,并能大幅度提高混凝土抗折強度降低其脆性,避免或減少了混凝土裂縫的產(chǎn)生，使混凝土耐久性大大增強。

　　聚丙烯纖維混凝土的防水性能及機理:

　　聚丙烯纖維混凝土的防水屬于剛性本體防水，通過控制混凝土的抗裂和抗?jié)B兩個途徑來提高防水性能。其防水機理建立在對混凝土的固結(jié)、收縮的微觀研究基礎(chǔ)上。

　　聚丙烯纖維阻滯混凝土塑性收縮裂縫的產(chǎn)生和限制裂縫的發(fā)展。混凝土的塑性開裂主要發(fā)生在混凝土硬化前，特別是在混凝土澆筑后4~5小時內(nèi)，此階段由于水分的蒸發(fā)和轉(zhuǎn)移，混凝土內(nèi)部的抗拉應(yīng)變能力低于塑性收縮產(chǎn)生的應(yīng)變，因而引起混凝土內(nèi)部塑性裂縫。摻入聚丙烯纖維后，均勻分布在混凝土中彼此相粘連的大量纖維起到了"承托"骨料的作用，降低了混凝土表面的析水與集料的沉降，從而使混凝土中直徑為50~100nm和大于100nm的孔隙含量大大降低，由于其分布均勻，起到類似篩網(wǎng)的作用，減緩了由于粗粒料的快速失水所產(chǎn)生的裂縫，延緩了第1條塑性裂縫出現(xiàn)的時間。同時，在混凝土開裂后，纖維的抗拉作用阻止了裂縫的進一步發(fā)展。試驗表明，混凝土塑性裂縫面積、裂縫最大寬度及失水速率均隨著纖維體積含量的增大而降低，說明聚丙烯纖維有效地提高了混凝土的抗裂性能。

　　四、聚丙烯阻裂纖維原材料的質(zhì)量控制及配合比的確定

　　1、原材料質(zhì)量控制：

　　在選擇合格供應(yīng)商后，需提供如下質(zhì)量控制資料：

　　（1）、《產(chǎn)品認證書》；（2）、《纖維的物理性能檢驗報告》；（3）、《纖維的安全性能檢驗報告》；（4）、《纖維的抗堿性能報告》；（5）、《纖維的應(yīng)用測試報告》（纖維混凝土抗裂、抗?jié)B、抗拉抗折）。

　　2、通過試驗確定配合比：

　　本工程地下室結(jié)構(gòu)抗?jié)B混凝土考慮聚丙烯纖維材料的綜合性能，根據(jù)設(shè)計的要求：纖維含量為1.2kg/m3，同時進行了抗壓、抗折、抗拉性能試驗，同時進行了分散性試驗，均滿足設(shè)計要求，最終確定該C40、P10纖維混凝土配合比（單位Kg）為：

　　水泥（P.O42.5）   中砂    碎石   水    外加劑     礦粉     膨脹劑     纖維

　　383            723     881   146     11.67      51       44        1.2

　　得出了以1.2kg/m3為最佳摻量的聚丙烯纖維混凝土。

　　五、聚丙烯阻裂纖維混凝土的澆搗和養(yǎng)護

　　聚丙烯纖維混凝土澆筑過程中，必須做到混凝土的振搗密實，并進行基礎(chǔ)底板、外墻板、頂板的帶模澆水養(yǎng)護，以確保整個纖維混凝土的施工質(zhì)量。

　　在澆筑混凝土前，應(yīng)清理墊層、模板上的垃圾，并用清水沖洗干凈。混凝土的澆搗盡可能根據(jù)后澆帶的位置，劃分為多個施工段進行施工，這樣可以避免一次性澆搗混凝土的體量，從而減小混凝土自身水化熱和收縮變形，減小混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力。混凝土在澆搗過程中，可采用梅花點陣或分段振搗法，快插慢拔，確保混凝土振搗密實。

　　混凝土澆筑完畢后應(yīng)立即進行養(yǎng)護，可以在底板面層覆蓋一層薄膜和二層草包，并根據(jù)測溫情況適當(dāng)增加草包層數(shù)，且派專人每天進行澆水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于14天。

　　六、聚丙烯纖維混凝土的施工要點及注意事項

　　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殊要求，只要適當(dāng)保證攪拌時間即可，一般為3~5min。攪拌時可先將砂、石、水泥與水在攪拌機內(nèi)均勻拌合后再加入纖維，亦可先將纖維與砂、石、水泥干拌后再加水濕拌。整個攪拌時間較拌制普通混凝土適當(dāng)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，也可摻入不超過10%的粉煤灰。拌合好的纖維混凝土由攪拌站運至工地，時間不應(yīng)超過30min；否則應(yīng)在混凝土運到工地后再加入聚丙烯纖維。

　　七、結(jié)語

　　本工程地下室抗?jié)B混凝土在使用聚丙烯抗裂纖維過程中，主要從原材料的選用和質(zhì)量控制、聚丙烯纖維混凝土配合比的試驗確定、混凝土澆搗的施工組織和過程管理、混凝土的養(yǎng)護等方面下功夫，加之對后續(xù)防水工程的重視，地下室抗?jié)B防水效果達到了設(shè)計的要求，節(jié)約了大量為止水補漏二花費的人力、物力和財力。

　　參考文獻：

　　JGJ/T221-2010《纖維混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》

　　建筑施工手冊第四版縮印本.中國建筑工業(yè)出版社

　　作者簡介：

　　姓名（出生年月）：劉勇（1980.10）

　　性別：男  工作單位：浙江省長城建設(shè)集團股份有限公司  郵政編碼：310012

　　職稱：工程師     職務(wù)：主任工程師

　　學(xué)歷：研究生 工程管理