改性聚丙烯纖維混凝土在高寒地區(qū)工程中的應(yīng)用方法

申請免費(fèi)試用、咨詢電話：400-8352-114

黑龍江省冬季漫長，結(jié)冰期200天以上，嚴(yán)寒日也達(dá)100多天，凍土深度為1.5～3.0m，最冷的1月份個(gè)別地區(qū)最低氣溫可達(dá)-40℃以下，是全國氣溫最低的省份。在如此高寒氣候環(huán)境下，如果建筑物的強(qiáng)度或其他指標(biāo)不足以抵抗凍脹力時(shí)，建筑物就會(huì)受凍脹影響而遭到破壞。以水工建筑物為例，其建筑材料主要為鋼筋混凝土，渠首工程和橋、涵、閘等工程結(jié)構(gòu)因凍脹而產(chǎn)生錯(cuò)位、裂縫、滑坡、剝蝕及滲漏等事故屢見不鮮。改性聚丙烯纖維混凝土的應(yīng)用，在一定程度上解決了這一難題。

　　改性聚丙烯纖維混凝土中的聚丙烯纖維是經(jīng)過特殊材料配方和生產(chǎn)工藝加工而成的，使其材料的防靜電性能和物理力學(xué)性能得到改善。普通混凝土材料因存在早期收縮裂縫問題而影響混凝土的抗?jié)B性能，摻加改性聚丙烯纖維的混凝土材料，由于纖維在混凝土材料內(nèi)部各方向上的隨機(jī)均勻分布，對(duì)材料整體產(chǎn)生微加筋作用，提高了混凝土材料的韌性，明顯改善了混凝土的抗裂、抗?jié)B和抗沖擊性能，從而抑制了混凝土塑性變形和收縮裂縫的形成，改善了混凝土的整體性，使水工建筑結(jié)構(gòu)更好地適應(yīng)凍脹變形，滿足高寒地區(qū)水利工程建設(shè)的需要。

　　1聚丙烯纖維混凝土的性能試驗(yàn)

　　1.1改性聚丙烯纖維的主要物理性能

　　目前用于混凝土的國產(chǎn)改性聚丙烯纖維的主要物理性能如下：①防靜電性能良好，在水中易于分散；②無吸水性；③相對(duì)密度0.9；④熔點(diǎn)160～170℃；⑤燃點(diǎn)590℃；⑥彈性模量大于0.3kg／m㎡；⑦導(dǎo)熱性能低；⑧導(dǎo)電性低；⑨抗酸堿性強(qiáng)；⑩纖維長度15mm（或按用戶要求）。

　　1.2物理力學(xué)性能試驗(yàn)

       1.3耐久性試驗(yàn)

　　2改性纖維混凝土在防滲工程中的應(yīng)用

　　2.1沉箱板墻滲漏修補(bǔ)

　　黑龍江省大慶采油廠松花江供水泵房的沉箱板墻，在1998年汛期水位上漲期間發(fā)現(xiàn)漏水和滲水點(diǎn)達(dá)百余處，汛后設(shè)計(jì)采用纖維防水砂漿進(jìn)行內(nèi)壁防水處理。纖維防水砂漿系摻配防水外加劑與聚丙烯纖維的高標(biāo)號(hào)普通硅酸鹽水泥砂漿，水泥采用425號(hào)普通硅酸鹽水泥，水泥砂漿配比為水∶水泥∶砂＝0.55∶1∶2.5，纖維摻量為1kg/m³，防水劑摻量按產(chǎn)品說明使用。處理方法如下：

　?。?）漏水點(diǎn)處理。漏水點(diǎn)鑿開深度大于3cm洗凈后抹壓防水凈漿一層，再用纖維防水砂漿搗壓密實(shí)與基面相平，注意水灰比控制接近干硬狀態(tài)以利于搗壓密實(shí)。

　?。?）防滲層處理?；鶎悠毡榇蛎幚?，噴水清洗后抹水泥凈漿結(jié)合層厚約0.5～1mm，隨后在其上壓抹底層纖維防水砂漿厚為1cm，收漿時(shí)進(jìn)行抹拉毛處理，初凝后再壓抹面層纖維防水砂漿，收漿后進(jìn)行壓光處理。經(jīng)上述防水處理后，防水層與基底結(jié)合牢固，表面無干縮裂紋，抗?jié)B效果優(yōu)于普通防水砂漿，達(dá)到不漏不滲與平整美觀的效果。

　　2.2預(yù)制纖維混凝土U形槽渠道

　　黑龍江省木蘭縣香磨山灌區(qū)二分支一斗渠，原渠道斷面為無襯砌梯形結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)采用改性聚丙烯纖維混凝土制作D40薄壁U形槽，纖維摻量為1kg/m³，因混凝土中摻入了改性纖維，不但保持了無纖維時(shí)混凝土的抗壓強(qiáng)度，而且提高了纖維混凝土的抗裂及抗折等性能，使U形槽的厚度可減至2cm，減輕了U形槽的重量，也降低了預(yù)制U型槽的成本，更便于安裝。安裝預(yù)制U形槽時(shí)，在U形槽的接縫處也采用了改性聚丙烯纖維混凝土進(jìn)行勾縫處理，使每兩個(gè)U形槽連接處不易產(chǎn)生干縮裂縫保證止水效果。而且一旦渠床產(chǎn)生凍脹力時(shí)，因其具有的柔韌性也能適應(yīng)凍脹變形。經(jīng)過一個(gè)凍融周期的觀測，槽體無凍脹破壞現(xiàn)象，基土保持在低含水量狀態(tài)，保障了基土處于無凍脹或低凍脹環(huán)境，從而保證U形槽的完好無損。

　　2.3纖維混凝土板復(fù)合膜梯形渠道

　　黑龍江省的輸水渠道大部分為無襯砌土渠，在輸水灌溉過程中水量滲漏損失十分嚴(yán)重，為了減少渠道滲漏損失，近年來已陸續(xù)投資興建了一些渠道防滲襯砌工程。襯砌結(jié)構(gòu)有預(yù)制混凝土板、塑膜混凝土、三合土、預(yù)制混凝土U形槽等。其中塑膜混凝土板防滲渠道，上層為混凝土板剛性防護(hù)層，下層為塑膜柔性防滲層，從而具有剛?cè)嵯酀?jì)的優(yōu)點(diǎn)，但在高寒氣候條件下混凝土剛性防護(hù)層仍可能遭受凍脹而導(dǎo)致破壞，使防滲渠道發(fā)揮不了應(yīng)有的灌溉效益。復(fù)合土工膜加現(xiàn)澆改性纖維混凝土板做防滲結(jié)構(gòu)取得了很好效果。改性聚丙烯纖維摻量為1kg/m³，復(fù)合膜上現(xiàn)澆纖維混凝土厚度為3～5cm。施工后經(jīng)檢驗(yàn)纖維混凝土已達(dá)設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度，并改善了抗裂、抗沖擊強(qiáng)度等性能指標(biāo)。此結(jié)構(gòu)較為突出的優(yōu)點(diǎn)是在復(fù)合膜上直接澆筑纖維混凝土板，復(fù)合膜上短纖維能與纖維混凝土板粘接在一起，共同形成抗凍脹變形的防滲體，有效的起到保護(hù)防滲層的作用，達(dá)到防止?jié)B漏，保證渠道長期安全運(yùn)行目的。由于渠道滲漏損失小，使渠床處于低含水狀態(tài)，減輕或消除了寒冷氣候條件下的基土凍脹。無疑，改性聚丙烯纖維的加入改變了普通混凝土只剛不柔的性質(zhì)，能抑制凍脹裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展，達(dá)到薄而不弱，裂而不碎的效果。經(jīng)過一個(gè)周期的凍融觀察，無凍脹破壞。