聚丙烯纖維混凝土的防水機(jī)理及應(yīng)用方法_工程管理

1、聚丙烯纖維混凝土的防水機(jī)理及應(yīng)用方法現(xiàn)今的建筑物向高、大、寬進(jìn)展，平面外形簡(jiǎn)單，產(chǎn)生的約束力大而簡(jiǎn)單，這樣混凝土裂縫就比一般混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫多得多，而高強(qiáng)、大流淌度的混凝土密實(shí)性能滿意混凝土的抗?jié)B等級(jí)要求。所以從防水角度來(lái)看，應(yīng)從過(guò)去注意混凝土的密實(shí)性轉(zhuǎn)向注意混凝土的抗裂性問(wèn)題。一、混凝土的本體結(jié)構(gòu)防水措施(一)膨脹補(bǔ)償型在混凝土中摻入適量膨脹劑，經(jīng)水化反應(yīng)生成32水硫鋁酸鈣結(jié)晶體產(chǎn)生膨脹，使混凝土凝聚后體積微膨脹來(lái)補(bǔ)償混凝土的凝聚收縮應(yīng)力，從而達(dá)到抗裂目的，如UEA膨脹劑等。但存在以下特點(diǎn)：牢靠度低，受施工條件、環(huán)境等因素影響大，如在42h內(nèi)不準(zhǔn)時(shí)連續(xù)澆水養(yǎng)護(hù)，不但不膨脹反而會(huì)收縮開(kāi)裂;摻量

2、的范圍較小，攪拌勻稱度要求高，稍過(guò)量就會(huì)膨脹，產(chǎn)生裂縫或平安性不穩(wěn)而龜裂，量稍小則達(dá)不到效果。(二)填充密實(shí)型在混凝土中摻入適量浮化的液態(tài)高聚物化學(xué)材料，使混凝土在拌合和凝聚時(shí)高分子聚合物破乳，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，填充和堵塞混凝土中的毛細(xì)孔隙而達(dá)到防水作用。但由于此種材料價(jià)格昂貴，如氯丁膠乳、環(huán)氧乳液等，所以也不是很適合在實(shí)際工程中應(yīng)用。(三)減水密實(shí)型通過(guò)摻加各類型的減水劑，減小單位體積中水泥和水的用量，使混凝土中的水化熱減小，減小混凝土的收縮裂縫，提高混凝土的密實(shí)性，達(dá)到密實(shí)防水的目的。但減水劑的用量必需嚴(yán)格掌握。(四)憎水型一般是通過(guò)高分子材料與水泥中化學(xué)組分結(jié)合，生成具有憎水性的網(wǎng)狀化合物，

3、分布在混凝土的顆粒之中，使水分子在混凝土之間的界面表面張力提高而產(chǎn)生憎水效果。但在實(shí)踐中很少單獨(dú)使用。(五)抗裂防水型在混凝土中摻入適量的微纖維，攪拌過(guò)程中微纖維勻稱地集中到混凝土中，由于微纖維與混凝土有極強(qiáng)的結(jié)合力和抗拉強(qiáng)度，每立方米混凝土中含有數(shù)千萬(wàn)條的高抗拉強(qiáng)度的微纖維，從而產(chǎn)生了全方位的增加效果，減弱了混凝土的收縮應(yīng)力，削減了混凝土收縮裂縫。堵塞混凝土中的道路，從而達(dá)到防水效果。綜上所述，抗裂防水措施在混凝土本體剛性防水措施中，具有設(shè)計(jì)、施工便利及經(jīng)濟(jì)性等明顯的優(yōu)勢(shì)。聚丙烯纖維混凝土作為防水措施即屬于抗裂防水型。二、聚丙烯纖維混凝土的防水性能及機(jī)理混凝土專用聚丙烯纖維的物理性能如下：密

4、實(shí)0.91g/cm3;抗拉強(qiáng)度276Mpa;極限拉伸15%;無(wú)毒;耐酸堿性極高;熔點(diǎn)165;燃點(diǎn)593;導(dǎo)電、導(dǎo)熱性極低。聚丙烯纖維混凝土的防水屬于剛性本體防水，通過(guò)改善混凝土的抗裂和抗?jié)B兩個(gè)途徑來(lái)提高防水性能。其防水機(jī)理建立在對(duì)混凝土的固結(jié)、收縮的微觀討論基礎(chǔ)上。(一)提高混凝土抗裂性能的機(jī)理聚丙烯纖維阻滯混凝土的塑性收縮裂縫的產(chǎn)生和限制裂縫的進(jìn)展?；炷恋乃苄蚤_(kāi)裂主要發(fā)生在混凝土硬化前，特殊是在混凝土澆筑后4-5h內(nèi)，此階段由于水分的蒸發(fā)和轉(zhuǎn)移，混凝土內(nèi)部的抗拉應(yīng)變力量低于塑性收縮產(chǎn)生的應(yīng)變，因而引起混凝土內(nèi)部塑性裂縫。摻入聚丙烯纖維后，由于其分布勻稱，起到類似篩網(wǎng)的作用，減緩了由于粗粒料

5、的快速失水所產(chǎn)生的裂縫，延緩了第1條塑性收縮裂縫消失的時(shí)間。同時(shí)，在混凝土開(kāi)裂后，纖維的抗拉作用阻擋了裂縫的進(jìn)一步進(jìn)展。試驗(yàn)表明，混凝土塑性裂縫面積、裂縫最大寬度及失水速率均隨著纖維體積含量的增大而降低，說(shuō)明聚丙烯纖維有效地提高了混凝土的抗裂性能。(二)提高混凝土抗?jié)B性能的機(jī)理在混凝土中摻入適量聚丙烯纖維后，勻稱分布在混凝土中彼此相粘連的大量纖維起了“承托”骨料的作用，降低了混凝土表面的析水與集料的沉降，從而使混凝土中直徑為50100nm和大于100nm的孔隙含量大大降低，有效提高了混凝土抗?jié)B力量。此外，由于纖維的存在，削減了混凝土的收縮裂縫尤其是連通裂縫的產(chǎn)生，因而削減了滲水通道，提高了混凝

6、土的抗?jié)B性能。聚丙烯纖維混凝土和素混凝土抗?jié)B性能試驗(yàn)結(jié)果表明;纖維含量為0.5、0.7、1.0/m3的聚丙烯纖維混凝土抗?jié)B力量分別比一般混凝土提高64%、73%和75%。由于以上分析可知，聚丙烯纖維可以大提高混凝土抗裂、抗?jié)B力量，作為混凝土本體剛性自防水的效果顯著。聚丙烯纖維加高效減水劑的防水方案，目前已為國(guó)內(nèi)外眾多防水專家所確定，可廣泛應(yīng)用于地下室、屋面、蓄水池、污水池等工程。三、聚丙烯纖維混凝土的施工要點(diǎn)及留意事項(xiàng)聚丙 烯纖維摻入混凝土中，除不相宜采納人工攪拌外，對(duì)攪拌及施工工藝無(wú)特別要求，只要適當(dāng)保證攪拌時(shí)間即可，一般為35min.攪拌可先將砂、石、水泥與水在攪拌機(jī)內(nèi)勻稱拌合后再加入纖維

7、，亦可先將纖維與砂、石、水泥干拌后再加水濕拌，整個(gè)攪拌時(shí)間較拌制一般混凝土適當(dāng)延長(zhǎng)12min.為改善拌合物的和易性，可摻加適量的引氣劑、減水劑或高效減水劑，也可摻入不超過(guò)10%的粉煤灰。拌合好的纖維混凝土由攪拌站運(yùn)至工地，時(shí)間不應(yīng)超過(guò)30min;否則應(yīng)在混凝土運(yùn)到工地后再加入聚丙烯纖維。四、聚丙烯纖維混凝土在防水工程中的應(yīng)用實(shí)例(一)上海瑞安廣場(chǎng)地下室外墻工程上海瑞安廣場(chǎng)2層地下室面積為1100，基礎(chǔ)埋深-0.8m。因受地鐵影響，地下室分兩期施工，第1期外墻總長(zhǎng)約250延m，采納一般防水混凝土C50，數(shù)月后發(fā)覺(jué)有數(shù)10條垂直細(xì)裂縫，滲入嚴(yán)峻。第2期外墻總長(zhǎng)約70延m，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C50。

8、采納寧國(guó)42.5R一般硅酸鹽水泥、中砂、525連續(xù)級(jí)配碎石，摻加肯定量的級(jí)粉煤灰和聚丙烯纖維及混凝土外加劑。實(shí)踐證明，纖維混凝土對(duì)防止墻體細(xì)裂縫的消失是有效的。后來(lái)又在污水池、水箱等結(jié)構(gòu)中應(yīng)用，至今，這批纖維混凝土構(gòu)筑物均未發(fā)覺(jué)因干縮而引起的微細(xì)裂縫，無(wú)滲漏現(xiàn)象。(二)廣州萬(wàn)景臺(tái)地下室工程1998年8月廣州市距珠江邊僅20m在萬(wàn)景臺(tái)工程3層地下室基坑支護(hù)采納噴錨網(wǎng)工藝，考慮基坑臨江面抗裂抗?jié)B要求高，僅在該面的噴射混凝土中加入0.07%體積摻量的聚丙烯纖維(不臨江的另外三面未摻入纖維)。工程完工后，盡管該面水壓較高，但未發(fā)覺(jué)裂紋，僅在兩邊錨頭有稍微滲水;而其他三面均發(fā)覺(jué)了不同程度的裂縫，多處錨點(diǎn)滲漏嚴(yán)峻，說(shuō)明聚丙烯纖維對(duì)掌