试论聚丙烯纤维混凝土在水利工程中的应用

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  摘要:如今随着社会经济的不断发展,城镇建设成为城镇发展的重要标准。这期间,混凝土成为建设的必备材料。通过相关的研究,聚丙烯纤维混凝土跟传统的混凝土相比,它的特点是能够更好的防止裂缝,防止雨水的渗漏,具有很好的防冻性能和耐磨性能。本文首先介绍的是聚丙烯纤维混凝土的性能,然后探讨聚丙烯纤维混凝土在水利工程中的应用。
  关键词:聚丙烯;纤维;混凝土;水利工程;应用
  序言:混凝土是一种使用非常广泛的建筑材料,从传统的混凝土到现在不断发展的过程中出现了很多的品种,很多性能也得到了很大的改善。但是因为混凝土材料本身存在很多的缺陷,虽然改良后的混凝土在各种性能上有很大的改善,但是因为受到传统混凝土材料缺陷的制约,所以目前混凝土的各项性能还有待提高。为了能够跟现代建设的需要,混凝土的各项性能需要作出改进,提高混凝土的性能。
  一、聚丙烯纤维的性能
  1.聚丙烯纤维的性能
  在上个世纪七十年代,合成纤维开始应用于混凝土中,到了一九七五年,聚丙烯纤维混凝土无论是在研究上还是在实际应用中都达到了相对成熟的阶段。到了八十年代,一些欧美国家的混凝土企业也开始改良聚丙烯纤维,并且在建筑业开始广泛的使用,而中国使用聚丙烯纤维混凝土是在八十年代中期。聚丙烯纤维的物理性能较好,耐酸碱性好,密度是0.91,并且属于无毒材料之一,它的熔点是160-170度之间,能够有百分之十五的拉伸度,燃点很高,接近六百度。
  2.聚丙烯纤维混凝土的改良性能
  聚丙烯纤维在混凝土中的使用加强了混凝土的抗裂性能,混凝土产生裂缝的主要原因有两个,外荷载直接应力引起裂缝和变形引起的裂缝。变形是因为热胀冷缩或者是因为不均匀沉降等等原因引起的裂缝【1】。裂缝的产生不光是由一种原因而产生的,通常是因为很多种因素而导致混凝土产生裂缝,但是在众多的原因当中,以变形为主的,占百分之八十以上。在传统混凝土中,防止裂缝一般采用的是钢筋网,但是在聚丙烯纤维混凝土中,纤维网得到了广泛的应用,所以代替了传统的钢筋网。钢筋网的分布很稀疏,抑制裂缝的能力较弱,但是纤维混凝土的纤维网分布比较密实,所以它抑制裂缝的能力比较高,在施工进度上也做了很大的贡献。
  聚丙烯纤维混凝土的另一个性能是抗冲击性和柔韧性比较好。在混凝土中,强度和柔韧度是非常重要的两大性能,相关的实验表明,纤维混凝土能够很大程度上增强混凝土的冲击性和柔韧性,比一般混凝土的相关性能提高了一倍,柔韧性比普通的混凝土提高了百分之四十左右,并且纤维混凝土的抗疲劳性能也比普通混凝土的高出三倍左右。
  聚丙烯纤维提高了混凝土的抗渗漏性能,混凝土作为建筑材料,抗渗漏性能是硬性指标,聚丙烯纤维混凝土的抗渗漏性能要比传统混凝土的性能好。另外聚丙烯纤维混凝土具有很高的经济性,国产改良之后的聚丙烯纤维混凝土的价格在50-65元之间,实际施工过程中,每平方米的工程需要混凝土的单价为50元左右,比钢纤维混凝土的价格要低很多【2】。
  二、聚丙烯纤维混凝土在水利工程中的应用探讨
  1.主厂房水下部分
  在水电站主厂房的水下部分中,使用普通混凝土通常会因为产生轻微的裂纹或者是完全开裂导致抗渗漏能力的降低,导致主厂房的下层非常的潮湿,潮湿的环境会严重影响机电设备的正常运作。但是聚丙烯纤维混凝土的抗渗漏能力较强,目前,国内很多地区的高层建筑的地下室都是用聚丙烯纤维混凝土,并且取得了很好的效果,所以利用聚丙烯纤维混凝土的方法可以利用在水电厂主厂房地下层部分,可以解决地下层潮湿影响机电设备运作的难题【3】。
  2. 板式混凝土结构
  聚丙烯纤维混凝土目前主要是广泛的应用于面支撑平板结构,在水电工程中,水电站的消水池,护坦以及船闸地板都是平板结构,并且这些结构的厚度通常很薄,多数是跟基岩直接接触的,混凝土浇筑之后,因为基岩会对其产生制约的作用,很容易产生裂缝。聚丙烯纤维混凝土的收缩量比较小,初步凝结成块时的塑性收缩裂缝,所以这样出现裂缝的情况会很少发生。在通常设计中,为了能够防止混凝土表面收缩裂缝,所以设置了分层的钢筋网。但是钢筋网中间的距离一般是十五厘米左右,在很多时候,钢筋网并不能全面的防止混凝土表面的裂缝,使用聚丙烯纤维混凝土来代替钢筋网是经济又有效的措施。简化了施工的过程,提高施工的效率。
  3. 喷射混凝土工程的应用
  聚丙烯纤维混凝土有着很高的粘稠性,非常适合用于喷射混凝土。喷射聚丙烯纤维混凝土跟普通的喷射混凝土相比,最明显的特点就是减少了回弹损失,能够增加喷射的厚度,提高生产的能力以及最终降低施工的总成本【4】。另外聚丙烯纤维混凝土还能够提高混凝土喷射的质量,并且能够让聚丙烯纤维的优点在混凝土中充分的发挥出来。
  4. 高速水流作用部位的应用
  水利水电工程的溢流面,泄洪闸,消力池以及所有水流高速流通的部位都是需要混凝土具有顽强的抗磨性,但是传统的混凝土的耐磨性有待提高,无法满足高速水流部位的要求。聚丙烯纤维混凝土的耐磨性比较高,,所以在水利水电工程中高速水流作用部位使用聚丙烯纤维混凝土能够有效的解决因为混凝土耐磨性不足而带来的问题【5】。
  5. 工程地面和桥梁中的应用
  在国内外水利水电工程中,工程的地面和桥梁使用的聚丙烯纤维混凝土都发挥了很好的效果,上文我们说到聚丙烯纤维混凝土的耐磨性和抗冲击性比较好,所以在公路上或者是在桥梁工程中利用聚丙烯纤维混凝土能够让水利工程中的混凝土工程更加的兼顾,使用寿命会延长很多【6】。
  三、聚丙烯纤维混凝土在水利工程中的应用前景
  目前,国内外所使用的各种混凝土都无法避免裂缝的发生,所以对于水利工程来说,防止混凝土裂缝的问题已经成为一项最重要的问题,随着聚丙烯纤维在混凝土中的应用,聚丙烯纤维混凝土的各项改良都让聚丙烯纤维混凝土能够在建筑工程中受到广泛的应用。中国是一个人口大国,所需要的建筑也会更多,在混凝土的使用上也会有更高的要求【7】。聚丙烯纤维混凝土能够因为其各种优点而在国内建筑物中受到广泛的使用。
  四、总结
  中国的水利水电工程发展速度很快,其中工程的建设离不开混凝土的参与,目前市面上很多混凝土的品种,各有各的特点,但是聚丙烯纤维混凝土的使用会让水利工程的质量会更好,使用寿命以及效果都会有所提升。虽然到目前为止,聚丙烯纤维混凝土的各项性能知识在传统混凝土的基础上有所改进,还不能完全杜绝混凝土的缺点,但是聚丙烯纤维混凝土的性能在相关专家不断研究和改进的情况下会得到一定的提升,一定能够杜绝混凝土的问题,提高各种工程的质量,所以在中国水利工程中,聚丙烯纤维混凝土一定能够得到广泛的应用。
  参考文献:
  [1]何克杭,聚丙烯纤维混凝土的性能研究[J].建筑工程论坛.2011(3)
  [2]李克东.聚丙烯纤维混凝土的各项优点[M].北京大学出版社.2009(05)
  [3]张屹,祝智庭.聚丙烯纤维混凝土在水利工程中的应用[J].建筑研究.2012(1).
  [4]熊亚利,邹名扬,宗家臣.试论聚丙烯纤维混凝土在水利工程中的应用[J].建筑工程论坛。2009(11)
  [5]何 宁,徐 静.聚丙烯纤维混凝土在水利工程中的作用[J].浙江建筑报,.2009,26(4):56-57.
  [6]王贺,孙月,聚丙烯纤维混凝土在中国建筑中的应用[J]上海报刊出版社,2009 28:6-7.
  [5]馬英杰,吴凌峰,聚丙烯纤维混凝土的应用前景[J].南京建筑报出版,2010,29(15):15-18
  作者简介:
  张百福(1980-07-10 --)男 籍贯:甘肃武威 学历:本科 职称,工程师;研究方向:水利水电工程与环境保护,工程项目管理
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