聚丙烯纤维对高透水性混凝土透水性能的影响

王苏，陶毓先

（安徽省建筑科学研究设计院，安徽　合肥　230001）

聚丙烯纤维对高透水性混凝土透水性能的影响

王苏，陶毓先

（安徽省建筑科学研究设计院，安徽合肥230001）

高透水性混凝土是一种多孔堆聚结构的混凝土。在高透水性混凝土中掺入聚丙烯纤维（0.0%、0.1%、0.2%、0.3%，体积掺量），研究了聚丙烯纤维对高透水性混凝透水系数的影响。结果表明：掺入PPF会小幅度降低高透水性混凝土的透水系数，当PPF的长度一定时，透水系数随PPF体积掺量的增加而降低；当PPF的体积掺量一定时，透水系数随PPF长度的增加而提高。

聚丙烯纤维；高透水性混凝土；透水系数

1　概述

聚丙烯纤维（polypropylene fiber，以下简称为PPF）是一种有机合成纤维，其价格低廉，来源广泛，目前广泛应用于道桥、房屋建筑、水坝等混凝土工程建设中［1-2］。研究表明，掺入适量的PPF能很好的防止普通水泥混凝土发生脆性破坏，弥补韧性差及易收缩等缺陷，降低普通水泥混凝土的体积收缩量和弯拉强度比，从而达到提高普通水泥混凝土的强度和耐久性的效果［3-4］。目前PPF应用于高透水性混凝土中的研究和应用还比较少。PPF不吸水，抗酸碱性极强，具有高度的自分散性，与水泥基材料的黏结性很好，而且价格低廉［5-6］。本文认为在高透水性混凝土中掺入适量的PPF后，PPF能够均匀的分布在水泥浆中，而且可以稳定地锚固在粗骨料之间的触点浆体胶结处，搭接于粗骨料之间的孔隙处，这样能够有效地改善界面强度以及高透水性混凝土的整体稳定性。本文将通过试验掺入不同长度的PPF后，研究PPF对高透水性混凝土透水性能的影响［7-8］。

2　原材料与试验

2.1原材料

水泥为巢东海昌水泥厂产42.5R级普通硅酸盐水泥；粗骨料选取粒径为5～10mm的玄武岩碎石；安徽合肥生产的一种聚羧酸高效减水剂；聚丙烯纤维为白色，密度为0.91g/cm3平均直径30μm，抗拉强度600MPa，弹性模量5.5GPa，断裂伸长率15%；水为自来水。

2.2试验方案

为研究PPF对高透水性混凝土透水性能的影响，本文选用不同长度、不同体积掺量的PPF来制备规格为100mm×100mm×100mm的纤维高透水性混凝土试件，实测其透水系数，以确定不同长度、不同体积掺量的最佳PPF掺量。配合比参数取其他研究学者推荐的最佳配合比参数，即：水胶比为0.29，浆集比为0.50，目标孔隙率为18%，羟丙基甲基纤维素（以下简称HPMC）掺量为0.05%，硅灰内掺量为8%，粉煤灰内掺量为20%，PPF的长度分别为6mm、12mm和19mm，体积掺量分别为0.0%、0.1%、0.2%和0.3%。通过掺入聚羧酸减水剂来调节水泥净浆的流动度，最后确定聚羧酸减水剂掺量为0.20%时，效果最佳，表现为新制拌合物表面有金属光泽等现象。具体材料配合比参数见表1。

高透水性混凝土配合比参数　表1

3　试验结果与分析

3.1试验结果

随着不同长度PPF掺量的逐渐提高，高透水性混凝土28d透水系数的试验结果见表2所示。

试验结果　表2

3.2试验分析

由表2的试验结果分析可以得到，当PPF的长度分别为6mm、12mm、19mm，体积掺量分别为0.1%、0.2%、0.3%时，可以得到PPF的长度和体积掺量与高透水性混凝土的透水系数的关系。其关系见图1（图中横坐标为“0”是指未掺入PPF时的情况）。

图1　PPF与高透水性混凝土透水系数的关系

由表2和图1可知，掺入PPF后的透水系数比未掺入PPF时的透水系数小。分析认为，掺入一定体积的PPF后会降低高透水性混凝土内部的孔隙率，从而降低了高透水性混凝土的透水系数，但PPF在合适长度和合适体积掺量时透水系数下降的不多。

当PPF的长度一定时，透水系数随PPF体积掺量的增加而减小。本文试验中，PPF的长度分别为6mm、12mm、19mm时，随PPF体积掺量的增加，其透水系数均相应减小。分析认为，掺入PPF的量越大，PPF所占孔隙的体积就越大，高透水性混凝土内部的孔隙率降低的就越多，从而透水系数降低的就越厉害。

当PPF的体积掺量一定时，透水系数随PPF长度的增加而提高。本文试验中，PPF的体积掺量分别为0.1%、0.2%、0.3%时，随PPF长度的增加，其透水系数均相应提高。分析认为，当PPF体积掺量在一定的合适范围时，增加PPF的长度会增加PPF与基材的接口而形成连通通道的可能性，这不仅不会减少高透水性混凝土内部的孔隙，反而会增加高透水性混凝土内部的透水通道，从而提高了透水系数。

4　结　论

①掺入PPF会小幅度降低高透水性混凝土的透水系数。

②当PPF的长度一定时，透水系数随PPF体积掺量的增加而降低。

③当PPF的体积掺量一定时，透水系数随PPF长度的增加而提高。

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TU502

A

1007-7359（2016）04-0280-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.112

王苏（1991-），男，安徽肥西人，毕业于安徽建筑工业学院，学士，助理工程师。