摘要：混凝土結(jié)構(gòu)的早期開裂現(xiàn)象較嚴(yán)重，降低了結(jié)構(gòu)的耐久性。聚丙烯纖維的主要作用之一是早期阻裂。本試驗在砂漿中分別摻入聚丙烯纖維長度為3mm、6mm、10mm、15mm和摻量分別為0.5 kg/m3和1kg/m3的纖維，以及不摻纖維的基準(zhǔn)試件。試驗表明：隨纖維長度和摻量的增加，能有效的抑制砂漿塑性收縮造成的開裂。
　　關(guān)鍵詞：聚丙烯纖維;砂漿;裂縫;混凝土
　　1 前言
　　混凝土由于其抗壓強度高，材料來源廣泛、價格便宜、易澆筑成型等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于房屋建筑工程、道路橋梁工程、碼頭水利工程及水泥制品。但是在混凝土結(jié)構(gòu)中存在一個相當(dāng)普遍并且嚴(yán)重的問題就是結(jié)構(gòu)物的開裂。裂縫嚴(yán)重影響了混凝土的耐久性，成了長期困擾工程界的一大問題。
　　混凝土產(chǎn)生裂縫的原因有多種，尤以塑性收縮變形引起的裂縫最多。塑性收縮大小約為水泥絕對體積的1%。產(chǎn)生原因一是由于混凝土此時出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，引起失水收縮;二是由于泌水和混凝土內(nèi)不同顆粒的不均勻沉降，使混凝土與鋼筋之間、骨料與膠結(jié)材料之間發(fā)生不均勻沉縮變形?；炷帘砻嬖诓牧嫌不笆湛s引起拉應(yīng)力，內(nèi)部的變形由于骨料和鋼筋的約束也會產(chǎn)生拉應(yīng)力，同時混凝土的早期抗拉強度達不到混凝土收縮所產(chǎn)生的應(yīng)力，因而出現(xiàn)不可恢復(fù)的塑性收縮裂縫。研究砂漿的早期抗裂性能對于研究混凝土的抗裂有重要的意義。實踐證明，聚丙烯纖維的摻入，有利于減少混凝土以及砂漿的早期塑性裂縫。
　　2 試驗研究方法
　　2.1 試件尺寸
　　為使試驗結(jié)果具有可比性，聚丙烯纖維砂漿塑性收縮性試驗方法參照美國Wilrick工程[1]與檢測公司和廣州市住宅建設(shè)發(fā)展有限公司的試驗方法[2]。
　　試件尺寸為450mm×300mm×20mm。
　　2.2 試驗方法
　　在砂漿中分別摻入聚丙烯纖維的長度為3mm、6mm、10mm、15mm的四種、每種纖維摻量為0.5 kg/m3和1kg/m3、以及不摻纖維的基準(zhǔn)試件。為了讓砂漿盡快失水產(chǎn)生裂縫，每個試件澆注完畢，將試件移至室外暴露24h，室外相對濕度46%，溫度為23℃。
　　試驗過程中，連續(xù)觀察裂縫開展情況，每條裂縫自出現(xiàn)時起間隔1h、2h、24h測試其寬度和長度。裂縫以肉眼可見縫為準(zhǔn)。用鋼尺測量長度，近似取裂縫兩端直線距離為裂縫長度，當(dāng)裂縫出現(xiàn)明顯的彎折時，以折線長度之和代表裂縫長度。用讀數(shù)顯微鏡分度值為0.005mm)觀測裂縫的寬度，取裂縫中點附近的寬度代表裂縫的最大寬度。
　　2.3 試驗用材料
　　水泥：選用祁連山牌32.5 P·O，其各項力學(xué)性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求;
　　砂：選用連續(xù)級配中砂,細度模數(shù)2. 80;
　　聚丙烯纖維：武漢天匯纖維材料有限公司生產(chǎn)的纖維,其性能指標(biāo)見表1。
　　表1 聚丙烯纖維的物理性能指標(biāo)

項目	密度 kg/m3 ）	抗拉強度 MPa）	纖維長度 mm）	纖維直徑 旦尼爾）	彈性模量 MPa）	極限延伸率％）	泊松比 ℃）
指標(biāo)值	0.91	560～700	4～50	15±2 g/9 000 m）	3 500	8	0.29～0.46

　　2.4 砂漿配比(見表2)

序號	纖維混凝土類型	纖維長度 mm）	纖維用量 kg/m3 ）	水泥：砂子	水灰比
1	0/0 基準(zhǔn)）	－	－	1：3	0.5
2	3/0.5	3	0.5
3	3/1.0		1.0
4	6/0.5	6	0.5
5	6/1.0		1.0
6	10/0.5	10	0.5
7	10/1.0		1.0
8	15/0.5	15	0.5
9	15/1.0		1.0

　　表2 砂漿類型及配比
　　3 試驗結(jié)果及分析
　　3.1 試驗結(jié)果
　　試件暴露24h后，試驗結(jié)果列于表3：

試驗號	纖維質(zhì)量摻量 kg/m3	纖維長度 mm	裂縫寬度 mm	裂縫長度 mm	裂縫面積 mm2
1	0	—	1.6	400	1019
			1.3	250
			0.5	108
2	0.5	3	1.1	250	602
			0.9	290
			0.6	110
3	1	3	0.8	220	395
			0.6	250
			0.2	345
4	0.5	6	1.0	290	563
			0.9	245
			0.4	130
5	1	6	0.6	240	348
			0.5	120
			0.3	480
6	0.5	10	0.5	390	273
			0.3	170
			0.2	135
7	1	10	0.3	240	76
			0.1	40
8	0.5	15	0.9	200	200
			0.5	40
9	1	15	0.05	250	13

　　表3 聚丙烯纖維砂漿塑性收縮性試驗
　　3.2 結(jié)果分析
　　結(jié)果分析下圖1圖2及表4：

裂縫面積降低百分比/%	3mm	6mm	10mm	15mm
0.5kg/m3	40.9%	44.7%	73.2%	80.4%
1.0kg/m3	61.2%	65.8%	92.5%	98.7%

　　表4 聚丙烯纖維抑制砂漿塑性收縮的效果
　　由圖1圖2可知，當(dāng)纖維摻量不變的情況下，隨著纖維長度的增加，抑制砂漿塑性收縮造成的開裂越顯著。由表4可知，當(dāng)纖維長度不變的情況下，隨著纖維摻量的增加，裂縫的產(chǎn)生越少。其中，當(dāng)纖維長度為15mm，摻量為1.0kg/m3時，與不摻纖維的砂漿相比裂縫面積降低了98.7%。
　　4 結(jié)論
　　隨著纖維長度及摻量的增加，砂漿開裂的寬度及面積明顯減少?？傊?，無論是摻入何種長度和數(shù)量的纖維，都顯著改善了砂漿(混凝土)材料的阻裂性能。
　　[參考文獻]
　　[1]龔益,沈榮熹,李清海.杜拉纖維在土建工程中的應(yīng)用[M].北京:機械工業(yè)出版社,2002.
　　[2]沈榮熹.纖維混凝土[M]. 北京:中國建筑工業(yè)出版社,1995.