普通混凝土在澆筑初期，會(huì)產(chǎn)生塑性收縮，使混凝土產(chǎn)生龜裂，影響其整體性。在溫度應(yīng)力及其它外力作用下，很容易發(fā)展成為裂縫或碎裂，從而影響到混凝土的耐外性，抗磨性能降低，鋼筋容易銹蝕。為解決這一問題，過去常在混凝土中摻加鋼纖維、玻璃纖維，或在混凝土表層鋪鋼絲網(wǎng)等方法予以解決。80年代中期，美國(guó)軍隊(duì)工程師團(tuán)，為解決其軍用工事的混凝土結(jié)構(gòu)在炮彈、炸彈的轟擊下不易破裂的問題，研制和開發(fā)了聚丙烯纖維網(wǎng)混凝土。纖維網(wǎng)作為一種次要的混凝土加強(qiáng)系統(tǒng)（即不代替受力鋼）筋，比較成功地解決了普通混凝土的上述缺點(diǎn)。因?qū)Ρ绕渌我庸檀胧容^經(jīng)濟(jì)和容易施工，因此在公路及橋梁路面、機(jī)場(chǎng)跑道、工業(yè)與民用建筑、港口碼頭、隧洞噴錨加固、水工建筑物等混凝土建筑工程中，迅速得到推廣使用，目前已在全球60多個(gè)國(guó)家和地區(qū)得到廣泛應(yīng)用、效益顯著。本文將簡(jiǎn)要介紹纖維網(wǎng)混凝土的有關(guān)性能、特性、使用方法及目前在工程中的應(yīng)用情況，供有關(guān)方面參考借鑒。
一、聚丙烯纖維網(wǎng)的物理性能
吸水性 無
比重 0.91
纖維長(zhǎng)度 12-51mm
熔點(diǎn) 160-170℃
燃點(diǎn) 590℃
導(dǎo)電性 低
導(dǎo)熱性 低
抗酸、堿腐蝕能力 高
抗拉強(qiáng)度 560-770MPa
楊氏彈性模量 350MPa
二、纖維網(wǎng)混凝土的特性
纖維網(wǎng)是由聚丙烯合成的束狀網(wǎng)形纖維，加入到混凝土原材料中，在攪拌機(jī)的攪拌下，受到水泥、砂石料的沖擊混和，成束的纖維會(huì)被撕裂成大量單獨(dú)的纖維（不會(huì)糾纏成團(tuán)），以三維方式均勻分布在混凝土中。例如，當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)摻量：用19mm長(zhǎng)的纖維，每m3混凝土摻0.9kg，經(jīng)攪拌機(jī)充分拌和，大約可以分散成710萬根獨(dú)立纖維，即平均每立方厘米有7根，這些纖維的存在將使混凝土的性能有較大的改善。主要表現(xiàn)在：
1. 纖維網(wǎng)抑制了混凝土的塑性收縮龜裂。混凝土澆筑初期呈流塑態(tài)時(shí)，其中比重大的物質(zhì)（砂、石等）會(huì)自然地因自重向下移動(dòng)，同時(shí)逼使比重較小的水向上運(yùn)動(dòng)，因而會(huì)形成條條微細(xì)裂紋，形成所謂“塑性收縮龜裂”（亦即混凝土的“凝縮”或“干縮”）。所以在普通混凝土中，這種塑性收縮龜裂，總是或多或少地早已潛伏在混凝土當(dāng)中，嚴(yán)重影響了混凝土的整體耐久性。摻入纖維網(wǎng)后，大量均勻分布的纖維網(wǎng)限制了混凝土澆筑初期不同比重物質(zhì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，首先抑制了毛細(xì)管的發(fā)展，進(jìn)而抑制了塑性龜裂裂紋的產(chǎn)生，提高了混凝土的整體性。美國(guó)圣荷西州大學(xué)等試驗(yàn)結(jié)果表明，纖維網(wǎng)對(duì)混凝土龜裂程度的控制效果，比普通混凝土高出90%-100%。這就保證了凝固后的混凝土，有較大的密度和發(fā)揮較高的強(qiáng)度。加上纖維網(wǎng)的約束作用，能夠更好地抵抗溫度變形和其他外力引起的裂縫發(fā)展。
2. 增強(qiáng)了混凝土的抗沖擊性和柔韌性。試驗(yàn)表明，由于纖維網(wǎng)在混凝土中的牽扯約束作用，混凝土破裂前聚丙烯纖維大約有15%的拉長(zhǎng)，承擔(dān)了部分破裂能量，從而使混凝土的柔韌性比普通混凝土大約提高40%，抗沖擊能力提高了一倍，抗疲勞性能也增加了三倍。
3.減少了混凝土的滲透性。試驗(yàn)表明摻量為1.186kg/m3的纖維網(wǎng)混凝土，由于抑制了微裂縫的發(fā)展，比普通混凝土可減少79%的滲水。從而也防止和延緩了滲水、潮濕氣體和氯化物等有害介質(zhì)對(duì)混凝土的侵蝕和對(duì)受力鋼筋的銹蝕，延長(zhǎng)了建筑物的使用壽命。這一特點(diǎn)對(duì)貯水工程、海岸工程特別重要。
4.增加了混凝土的耐磨損性能。根據(jù)挪威政府公路抗磨損試驗(yàn)，加纖維網(wǎng)的混凝土，抗磨損能力增加105%，并送減少材料損耗34.4%。
5.經(jīng)濟(jì)性。以橋梁、高速公路路面，采用厚65mm的耐磨、防震、抗裂的鋪裝層為例，分別用鋼纖維混凝土、聚丙烯纖維網(wǎng)混凝土和用鋼絲加固面層進(jìn)行比較。鋼纖維的摻量按“鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程（CECS38:92）”要求的體積率1-1.5%，取100kg/m3，單價(jià)4500元/t；纖維網(wǎng)以標(biāo)準(zhǔn)摻量0.9kg/m3，價(jià)格118元計(jì)；鋼絲網(wǎng)采用廣州市路面工程。 |