聚丙烯阻裂纤维砼在大型地下室工程中的应用

摘 要：聚丙烯阻裂纤维在大型地下室砼中的应用已经比较普及，但如何正确的使用、如何通过加强各个环节的试验比对、过程管控，把添加适量聚丙烯阻裂纤维的抗渗砼质量提高上去，确是个难点。该论文通过介绍聚丙烯纤维混凝土在杭州市方家塘村综合楼地下室结构工程中实际的应用和管理情况，从理论分析、原材料试验及选择、配合比的确定等，阐述了聚丙烯阻裂纤维砼在大型地下室工程中的应用和管理经验，供工程施工参考。

关键词：聚丙烯纤维砼 配合比 密实性 抗裂性 混凝土养护

Abstract: the polypropylene fiber in large crack resistance in the basement of the application of the concrete has been more popular, but how to correctly use, how to strengthen the test by each link alignment, process control, adding proper polypropylene fiber crack resistance of impermeable concrete quality raise up, it is a difficulty. This paper, through the introduction of the polypropylene fiber concrete in hangzhou pond village basement structure building a verification of actual application in engineering and management, from theory analysis, raw materials, mixing ratio test and choose to determine the, this paper expounds the polypropylene fiber concrete crack resistance in large basement project of the application and the management experience, for engineering construction.

Keywords: polypropylene fiber concrete mixing density of resistance to concrete curing

一、工程概括

杭州市方家塘村综合楼工程位于杭州市拱墅区方家塘村，丰谭路东侧，南临城市支路，北邻规划方家北路。本工程自北向南，共分为C、B、A三个区，C区包括一幢21层独立酒店建筑及5层附属裙房、B区4幢办公楼(3#、4#、5#、6#楼）及5层街区式商业综合体（裙房）、A区2幢办公楼（1#、2#楼）及5层商场；以及3层的整体地下室组成，总建筑面积144096 m2，其中地下室近似长方形，占地面积约为19500平方米，地下室建筑面积44533方米。本工程±0.000标高相当于绝对高程5.000。

地下室结构底板底标高分为-12.3m和-14.6m，相应底板厚度分为700mm和900mm两种；地下室顶板面结构标高-1.80m~-0.05m，板厚分为250mm和200mm两种；地下室外墙厚300mm~600mm；地下室底板、外墙防水做法：（从里往外依次为）现浇钢筋混凝土墙板（掺加聚丙烯阻裂纤维）→20厚1：2防水水泥砂浆找平层→1.5厚FJS防水涂料(2.5Kg/m2 ) 中夹聚酯无纺布一道→40厚聚苯乙烯泡沫板保护层。

本工程地下室呈长方形，长边约300m，短边约65m，所以地下室结构在平行短边方向设置了7条后浇带，在平行长边方设置了1条后浇带，以适应大体积混凝土的应力变化和收缩变形的影响。

地下室混凝土强度等级为C40，抗渗等级为P8～P10，地下室底板、顶板、外墙板掺加聚丙烯阻裂纤维，掺量1.2kg/m3，同时对工程聚丙烯阻裂纤维主要技术参数做了如下规定：

密 度直 径长 度截面形状纤维类型

0.91g/cm3≤48μm12mmY形束状单丝

抗拉强度掺 量抗碱性断裂伸长率（%）弹性模量

580MPa±40MPa1.2kg/m3极强≥15%≥3500MPa

二、地下室结构的抗渗防水情况

本工程地下室混凝土采用流动性较大的泵送商品混凝土，坍落度140±20mm，混凝土中水泥含量450kg/m3，混凝土凝结收缩量大，收缩应力增大，裂缝增多；同时该地下室外墙高度较高、长度较大，平面形状为300m×60m的巨大长方形，产生的应力变化和收缩变形大而复杂，势必造成裂缝数量增加。尽管采用高强、大流动的混凝土其密实性能满足混凝土的抗渗等级要求，但从超长地下室的底板、外墙、顶板防水角度来看，我们应从注重混凝土的密实性转向注重混凝土的抗裂性问题上。

三、聚丙烯阻裂纤维在混凝土中工作机理

聚丙烯（polypropylene）纤维，又被称为pp纤维，丙纶纤维。混凝土专用聚丙烯纤维的物理性能如下：密度0.91g/cm3；抗拉强度276Mpa;弹性模量3793 Mpa；极限拉伸15%；无毒；耐酸碱性极高；熔点165oC；燃点593 oC；导电、导热性极低；水中分散性好。工程上又被称为混凝土及砂浆抗裂合成纤维（微纤维）。搅拌过程中微纤维能均匀地扩散到混凝土中，每立方米混凝土中含有数千万条的高抗拉强度的微纤维，由于微纤维与混凝土有极强的结合力和抗拉强度，从而产生了全方位的增强效果，消弱了混凝土的收缩应力，减少了混凝土收缩裂缝，堵塞了混凝土中的渗水通路，从而能达到很好的防水效果。

工程用纤维还要求具有断裂强度高、伸长率小的特点，为了保证纤维在水泥基材中的分散性，纤维必须保持一定的刚度，具有一定的长径比。同时为了使纤维能充分地与水泥基材接触，一般赋予纤维特殊的截面形状，使它具有更大的比表面积。

聚丙烯纤维在混凝土中作用机理：

在混凝土硬化过程中，由于水化反应形成的结晶体产生体积收缩以及自由水分蒸发而引起的干缩会在某个时期内应力超过混凝土的抗拉强度，引起混凝土内部产生裂缝。在混凝土中掺入聚丙烯纤维，当其体积掺量为0.1%时，在1M3混凝土中可以有700万至3000万根纤维呈三维乱向分布，形成一个乱向的支撑体系。同时聚丙烯纤维可以通过大量吸收能量,控制水泥基体内部微裂的生成及发展,大幅度提高混凝土抗裂能力,并能大幅度提高混凝土抗折强度降低其脆性,避免或减少了混凝土裂缝的产生，使混凝土耐久性大大增强。

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