纤维混凝土在水工建筑中的应用

c50钢纤维混凝土一般用途
C50钢纤维混凝土具有许多优点，使其在多种领域中有广泛的应用。

以下是一些常见的用途：
1. 桥梁工程：由于其抗压强度高、耐久性好，C50钢纤维混凝土常被用于桥梁的建造和加固。

它能够提高桥梁的承载能力和使用寿命。

2. 公路工程：在公路路面中，C50钢纤维混凝土能够提高路面的耐磨、抗裂和抗疲劳性能，延长路面的使用寿命。

3. 建筑工程：在建筑物的梁、板、柱等结构中，C50钢纤维混凝土可以提高结构的抗震性能，减小结构损伤。

它还可以用于建筑物的局部加固。

4. 水工建筑：在水工结构中，如大坝、溢洪道、闸门等，C50钢纤维混凝土具有良好的抗裂性和防渗性能，能够提高水工建筑的使用安全。

5. 隧道工程：在隧道建设中，C50钢纤维混凝土可以提高隧道的耐久性和安全性，减少隧道的维护成本。

6. 机场工程：在机场跑道、停机坪等区域，C50钢纤维混凝土具有良好的耐磨、抗裂和防滑性能，可以提高机场的运行安全。

7. 铁路工程：在铁路轨道、路基等部位，C50钢纤维混凝土可以提高轨道的平顺性、减少轨道变形，提高列车的运行安全。

8. 防爆与防护工程：C50钢纤维混凝土具有较高的抗冲击性能和防爆性能，可用于军事基地、油库等重要设施的防护工程。

此外，C50钢纤维混凝土还广泛应用于景观工程、公共设施等领域。

总的来说，由于其优异的力学性能和耐久性，C50钢纤维混凝土在各种工程领域中都有广泛的应用。

下立 方体 混 凝 土 的 抗 压 强 度 也 相 对 较 高 的 结 论 。权
按《 普 通混 凝 土 长 期 性 能 和耐 久 性 能试 验 方 法 》
（ Ｇ Ｂ Ｊ ８ ２ —８ ５ ） 及《 公路 工程 水 泥及 水 泥 混凝 土 试 验规 程》 （ Ｊ Ｔ Ｇ Ｅ ３ ０ －２ ０ ０ ５ ） 进行。
试 验研 究 了钢一 聚 丙烯 纤 维混凝 土水 泥浆含 量 、 钢 纤 维和 聚 丙烯 纤 维的掺 量对 混 凝 土基 本 力 学性 能 的
影响， 并 结 合 水 布 垭 导 流 隧 洞 工 程 实 际探 讨 了现 场 施 工 工 艺 。
关键 词 ： 钢 一 聚 丙 烯 纤 维 混 凝 土 衬 砌 施 工 技 术
１ ． ２ ． １ 力 学 性 能 试 验
本 文 首先进 行钢一 聚丙 烯纤 维混 凝土 的抗 压 和抗 折试 验 ， 按 照规 范 中 的要 求 来测 试钢 一 聚丙 烯 纤 维 混 凝土 的抗 压强度 和抗 折强 度 。抗 压试 验试 样 尺寸 １ ５ ０
莉， 陶文 祥 通 过 弯 曲韧性 试 验 发现 在 混 凝 土 中 掺人 钢纤 维 和 聚 丙 烯 纤 维 后 显 著 提 高 了 混 凝 土 的 弯 曲
１ 室 内强 度 试 验
１ ． １ 原 料
水泥 采用 ３ ２ ． ５级 普通 硅 酸 盐 水 泥 。粗 骨 料 采 用 工地 附近 石 料 厂 生产 的机 制 碎石 ， 碎 石粒 径 为 ５～２ ０ ｍ ｍ， 最 大粒 径 不 大 于 ２ ０ ｍ ｍ。细 骨 料 采 用 天 然 中粗 砂 。钢纤 维为 高强 带钩纤 维 ， 长２ ５ ｍｍ， 直径 ０ ． ４ ｍｍ， 抗 拉强度 不 小 于 ３ ８ ０ ＭＰ ａ 。聚 丙 烯 纤 维 长 １ ９ ｍｍ， 抗 拉 强度 ＞３ ５ ０ ＭＰ ａ ， 弹性模 量 ＞３ ５ ０ ０ ＭＰ ａ 。

高 性 能 混 凝 土 抗 冲磨 特 性 差 是 目前 水 电工 程 中亟 需
解 决 的问题 。 大量 的室 内试验 以及 工程 实践 证 明 ：在 硅粉 混 凝
土 中掺 入一 部分 的纤 维 ，既可 减少 或 防止在 混凝 土 浇 筑 后早 期硬 化 阶段 ，因泌 水 和水分 散失 而 引起塑 性 收
水利水 电技术
第４ ２卷
２１ ０ １年第 １ ０期
纤维 素 纤维 在 水 工抗 冲磨 高 性 能 混 凝 土 中 的 应 用
李 光 伟
（ 国水 电顾 问集 团成 都勘 测设 计研 究院 ，四川 成 都 ６ ０ ７ ） 维在 水工抗 冲磨 高性 能 混凝 土 中应 用 的试验研 究。试
验研 究结果表 明 ：在 水工 抗 磨 高性 能 混凝 土 中掺入 部 分 纤维素 纤 维 ，－ ￣有 效地 增加 混凝 土 的体积 中 ｑ ． －
稳 定性 ，改善混 凝 土抵 抗 温度 裂缝 的能 力 ，提 高水工抗 冲磨 高性 能混 凝 土的抗 冲磨 能 力。
关 键词 ：纤维素 纤 维 ；抗 冲磨 ；高性 能混凝 土 ；体 积稳 定性 ；抗 裂 能力
ｈ ｇ ｅ ｆｒ ｉｈ ｐ ｒｏ ｍａｎ ｅｈｙ ｒ ｕ ｉ ｂ ａ ｉ ｎ ｒ ｓｓａ ｃ ｏ ｒｔ ． Ｔｈ ｔ ｄ ｅ ｕｔｓ ｏ ｈａ ｆｍｉ ｎ ａ ｔｏ ｅ ｌｌ ｓ ｂ ｅ ｔ ｈ ｉ ｈ ｃ ｄ ａ ｌｃ ａ ｒ ｓｏ —ｅ ｉｔ ｎ ｅ ｃ ｎｃｅ ｅ ｅ ｓｕ ｙ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗｓｔ ｔｉ ｘｉｇ ａ ｐ ｒ ｆｃ ｌｕ ｏ ｅ ｆ ｒ ｏｔ ｅ ｈ ｇ ｉ ｐｅ ｏ ｍａ ｃ ｄ ａ ｌｃ ａ ａ ｉｎ—ｅｓｓａ ｃ ｃ ｎ ｒ ｔ ｎ ｏ ｌ ｈ ｖ ｌ ｍ ｅ ｓａ ｉｉｙ ｏ ｏ ｃ ｅｅ ｃ ｎ ｂｅ ｆｅ ｔｖ ｌ ｎ ｒ ａ ｅ ｆ ｒ ｒ ｎ ｅ ｈｙ ｒ ｕ ｉ ｂｒｓｏ ｒ ｉｔ ｎ ｅ ｏ ｃ ｅｅ， ｏｔ ｎｙ ｔ ｅ ｏｕ ｔｂ ｌｔ ｆｃ ｎ ｒ ｔ ａ ｅｆｃ ｉｅｙ ｉ ｃ ｅ ｓ ｄ， ｂ ｔ ｕ

方 法
１１ 试验 原材料 ．
ａ 水 泥 。选用 新疆 水泥有 限股份 公 司生产 的 ３． ． ２ Ｒ普 ５
通水 泥 ，实 测 ２ ８天抗压 强度 为 ４ ．ＭＰ ，８天抗 折强 度为 ３６ ａ ２ ８９ ａ 其他各项 指标满 足规范要求 。 ．ＭＰ ，
ｂ 砂子 。 工地料场 水洗砂 ， ． 用 细度模 数 ２ ２ Ｉ区级 配 ， ． ，Ｉ ６ 含 泥量 ０ ％， 活性满 足规范要求 。 ． 其碱 ９
■∞
一 誉
＿
水利建设与管理 ・０ ８年第 ｌ ２０ Ｏ期
设 计誊 工 施
。
１ ７
凝土 的早期裂 纹 ，并能显 著提高 混凝土 的后 期强 度和抗裂
性能。 但掺入合成纤维对混凝土耐久性的影响如何 ， 却需要
试验确 定 。 本文 根据混凝 土的综合抗 裂模 型试验 ， 研究 了普 通混凝 土和掺合 成纤维混 凝土 的基本物理力 学性能 和综合 抗裂性 能 ， 通过抗拉 试验 ， 了掺纤维后 对混凝 土抗拉 并 研究
ｃ 石子 。 ． 用工地料 场 ５ ２ ｍｍ和 ２ ～ ０ ￣０ ０ ４ ｍｍ两种粒 径的 卵 石 ，两种 粒径 卵 石含 泥量均 为 ０４ ．％，针 片状 含量 分 别 １ ％、 ． 两种粒径 的压碎 指标值 均为 ３ ％， 碱活性 满 ． １８ ５ ％， ． 其 ７ 足规范 要求 。 ｔ ｆ 外加剂。选用山西奥鑫建材有 限公 司产的 Ｋ Ｎ 卜 Ａ ． ＤＯ
ｌ ８
阿地力江・ 吾拉 木等／ 柔性纤维混凝土在 工程 中的应用
表 １
纤维长度 （ ｍ） ｍ
ｌ ２～ｌ ９
聚 丙 烯 纤 维 的 性 能
泊桑 比
Ｏ２ ～ ．６ ．９ ０４

凝 土试 件放 人容 器 内 ， 并 使 被 测 试 面朝 上 。放 人 钢 球 并加 水 至水 面 高 出试 件 表 面 １ ６ ５ ａｍ， ｒ 开动机器 ， 使 搅拌 桨保 持转 速 为 １ ２ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ 。试 件表 面 上 的水 流速度 约 为 １ ． ５ —１ ． ８ ｍ／ ｓ பைடு நூலகம் 钢 球 的 跳 跃 最 大 高 度 ８ ０ ｍｍ， 累计 冲磨 ７ ２ ｈ 。
发展 ， 纤维也牵制了混凝土碎块从基体中剥落 ， 使得 混凝土碎块从基体上剥落需要消耗更多的能量 ， 从 而提 高 了混凝 土 的耐 磨 能 力 。另 外 ， 纤 维 能 把混 凝 土 的收缩 能量分 散 到 高抗 拉 强 度 的纤 维 上 ， 阻止 混
随着 西部 大 开 发 和西 电东送 发 展 战 略 的实 施 ， 我 国要 兴建一 批 以溪洛 渡水 电站 和锦屏 一级 水 电站 为代 表 的大 型高水 头 电站 ， 其 泄 流 最 大流 速 可 达 ４ Ｏ
～
为了客观的评价掺纤维对水工混凝土抗冲耐磨
特 性 的影 响 ， 本次试验采用 “ 混 凝 土 抗 含 砂 水 流 冲 刷试 验 （ 圆环 法 ） ” 和“ 混 凝 土抗 冲磨试 验 （ 水 下钢 球 法） ” ６ 两种 方 法 进 行 纤 维 混 凝 土 抗 冲耐 磨 性 能 试
金属 叶轮 转 动造成 流速 ， 磨 损 混凝 土环 形 试 件 的 内 侧面， 累计 冲磨 ９ ０ ｍｉ ｎ 。 混凝 土抗 冲 磨 试 验 （ 水下钢球法 ） 方 法 是 用 来 测定各 种 混凝 土抗 推 移 质 和 悬 移 质 冲 击磨 损 性 能 。
用 在抗 冲耐 磨混 凝 土 中复 掺 部 分 纤维 ， 以达 到减 少
耐磨 性能 试验研 究 ， 探 讨 和 分 析不 同纤 维 对 水 工 高

Ｋｅｙ ｗ ｏｒ ｄｓ： ｂ ｓ ｌ ｆ ｅ ； ｌｐ ｏ ｙ ｅ ｅｆｂ ｒ ｅ ｏ ｉ ｎ ｗｅ ｒ ｈ ｇ ｅ ｏ ｍ ａ ｃ ｏ ｃ ｅｅ ａ ａｔｉ ｒ ｐｏ ｙ ｒ ｐ ｌ ｎ ｅ ； ｒ ｓｏ — ａ ； ｉ ｈ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅｃ ｎ ｒ ｔ ｂ ｉ ｆ
０ 引言
２０ 年 第 １ ０８ １期 （总 第 ２ ９ 期 ） ２ Ｎ ｍｂｒ１ ０ ８ Ｔ ｔ Ｎｏ２ ９） ｕ ｅ １ｎ２ ０ （ ｏａ ｉ ｌ ．２
混
凝
Ｃｏ ｒ ｔ ｎｃ ｅｅ
土
原材料及辅助物料
Ｍ ＡＴＥＲＩ ＡＬ ＡＮＤ ＡＤ ⅡＮＩ Ｅ ＣＬ
玄武岩纤维在水工抗冲蚀高性 能混凝本次试验研究所采用 中热水泥的比表面积为 ３ ７ ／ｇ２ ｄ ７ ｋ ，８ ｍ￣
的抗 压 强度 为 ５＿Ｍ Ｐ。所采 用 的硅 粉 的 比表面 积 为 ９ ２ ／ｇ ０ ａ ３ ５ ｋ ， ｍ２
８ ％左右 的硅粉可使混凝土 的强 度提高 １ － ＿ ， 冲磨强度 ． ２３倍 抗 ３ 提高 １ － ．倍 ， ． ３５ 抗空蚀强度提高 １ 倍 以上 。在混凝土 中掺人 ３ ． ６ 部分硅粉不仅能提 高混凝 土的强度 ， 而且 能够显 著地提高混凝 土 的抗 冲耐磨能力和抗空蚀 的能力 ， 因此硅粉是 目前 国 内水 电
ｈ ｃ ｅｃ ｎ ｒｔｓ ｎｔ ｅｉ ａ ｔ ｅ ｉ ａ ｃ ｕ ｈ ｅｓａ ｄ ｅｏ ｉｎｗｅ ｒ ｂ ｌ ． ｅ ｏ ｆ ｕ ａｅｈ ｄ ａ ｌ ｉｈｐ ｒ ｒ ａ ｃ ｒ ｓ ｎ ｗ ａ ｃ ｎ ｎ ａ ｅｔ ｏ ｃ ｅ ｈ ｅ ｏ ｈ ｍｐ ｃ ｓ ｔ ｅｔ ｇ ｎ ｓ ｎ ｒ ｓ － ａ ｉｔ Ｗｈ ｎ ｃ ｎ ｇ ｒ ｔ ｙ ｒｕ ｉ ｈｇ ｅｆｍ ｎ ｅｅｏ ｉ — ｅ ｌ ｏ — ｒ ｓｎ ｏ ｏ ａ ｉ ｙ ｉ ｃ ｏ ｏ ＂

新型纤维增强混凝土在水利工程中的运用分析发布时间：2023-03-20T03:35:11.209Z 来源：《工程管理前沿》2023年1期作者：班应山[导读] 水利工程设施主要采用水泥混凝土修筑，与普通的水泥混凝土不同，水利工程设施中的水泥混凝土须具备防渗、高韧、高强度、抗裂等性能要求。

班应山34012219910324**** 安徽畅达建筑工程有限公司摘要：水利工程设施主要采用水泥混凝土修筑，与普通的水泥混凝土不同，水利工程设施中的水泥混凝土须具备防渗、高韧、高强度、抗裂等性能要求。

这是因为水利工程设施在使用过程中将长期受到水流的侵蚀冲击，水流中无时无刻都存在有无数个大小不等的运动旋涡，这些运动漩涡组成的高速紊流会持续地作用于水利工程设施位于水中的结构部分，造成对水利工程设施产生渗透、磨损、淘刷、冲击等破坏，尤其是冲击水流中常夹杂有大量的泥沙等悬浊物，使得水利工程设施的过流面受到的破坏加剧。

因此，在水利工程设施中采用的水泥混凝土，相比常规使用工况下的混凝土应具有更好的抗冲击和抗磨蚀性能。

关键词：水利工程；施工；新型纤维增强混凝土；运用1 常见纤维增强混凝土的功能机理1.1 补偿收缩混凝土材料补偿收缩混凝土是指添加了各种膨胀剂（如高分子聚合物、纤维膨胀剂等）的水泥混凝土。

在混凝土强度形成初期，水化产生体积膨胀，可补偿强度形成后期的混凝土干缩，同时抗拉性能优异的纤维在混凝土中乱向分布，形成立体网状结构，进一步提高抗收缩和抗开裂能力。

在使用时，砂石料备好后，再将纤维膨胀剂加入，然后将集料连同纤维膨胀剂一起加入搅拌机，加水搅拌均匀即可。

其中，纤维膨胀剂与混凝土骨料、外加剂、掺合料和水泥都不会有任何冲突，对搅拌及施工工艺没有特别的要求，只要适当保证搅拌时间即可使用。

补偿收缩混凝土的性能优劣主要取决于膨胀剂。

膨胀剂的膨胀效应由可膨胀水化产物类型及其产生的体积膨胀量所决定。

在实践应用中，掺加纤维膨胀剂的补偿收缩混凝土主要被用于坝体等对防渗抗裂要求比较高的水利结构体中。

2
PP（聚丙烯 ）纤维混凝土的性能要求
PP 纤 维 应 满 足 直 径 ：48μm； 断 裂 强 度 ： ≥ 400mPa ； 断裂伸长率 ：15% —25% ； 密度 ：0.91g/cm3；
具有常规强度指标 ， 还必须适应冻胀变形 ， 具有刚
1
前言
三 0 三水电站位于吉林省安图县境内 ， 第二
柔结合的特性 ， 使工程结构遭受冻胀破坏后仍能 够保持自身的整体性 。 PP 纤维混凝土的应用 ， 在一 定程度上解决了这一难题 。 聚丙烯纤维混凝土中的聚丙烯纤维是经过特 殊材料配方和生产工艺加工而成的 ， 其材料的防静 电性能和物理力学性能得到改善 。 普通混凝土材料 因存在早期收缩裂缝问题而影响混凝土的抗渗性 能 ，掺加 PP 纤维的混凝土材料 ，由于纤维在混凝土 材料内部各方向上的随机均匀分布 ， 对材料整体产 生微加筋作用 ， 提高了混凝土材料的韧性 ， 明显改 善了混凝土的抗裂 、 抗渗和抗冲击性能 ， 从而抑制 了混凝土塑性变形和收缩裂缝的形成 ， 改善了混凝 土的整体性 ， 使水工建筑结构更好地适应冻胀变 形 ，满足了三 0 三电站工程建设的需要 。
2.两江水利发电股份有限公司 ，吉林
［ 摘要 ］ 聚丙烯纤维是经过特殊材料配方和生产工艺加工而成的 ， 其材料的防静电性能和物理力学性能得到改善 。 普通混凝土材料因存在早期收缩裂缝问题而影响混凝土的抗渗性能 ， 掺 加 PP 纤 维 的 混 凝 土 材 料 ， 由 于 纤 维 在 混 凝土材料内部各方向上的随机均匀分布 ， 对材料整体产 生 微 加 筋 作 用 ， 提 高 了 混 凝 土 材 料 的 韧 性 ， 明 显 改 善 了 混 凝土的抗裂 、 抗渗和抗冲击性能 ， 从而抑制了混凝土塑性变形和收缩裂缝的形成 ， 改善了混凝土的整体性 ， 使水工 建筑结构更好地适应冻胀变形 。 ［ 关键词 ］ 纤维混凝土 ； 电站工程 ； 冻胀变形 ； 微加筋作用 ［ 中图分类号 ］ TV431+.3 ［ 文献标识码 ］ B

－ 、 根据 施 工 的经 验 和效 果 ， 钢 纤 维 混 凝 土在 水 工 建 筑 中 的应 用 做 一 下 ３３ 钢 纤 维 对 在 一 定 范 围 内 ， 纤维 增 强作 用 随 长 径 比增 大 而 提 高 。 钢 纤 维 长 钢 讨论 。
度 太 短 起 不 到增 强 作 用 ， 长 则施 工 较 困 难 ， 响 拌 合 物 的 质 量 ， 径 太 影 直
【 键词】 纤维混凝土 ； 工 ； 量控制 ； 用 关 钢 施 质 应
水 泥 品种 对 混 凝 土 的 可泵 性 也有 一 定影 响 。 般 宜 采 用 硅 酸 盐 水 一 混 的 裂 缝 较 为 普 而 普 粉 但 遍， 特别 是 在 水 利 水 电工 程 建 设 中 ， 凝 土 裂 缝 几 乎 无 处 不在 。 诸 城 泥 、 通 硅 酸 盐 水 泥 以及 矿 渣 硅 酸 盐 水 泥 、 煤 灰 硅 酸 盐 水 泥 ， 均 应 混 在 市墙 夼 水库 除 险加 固工 程 溢 洪 闸施 工 中 ，应 用 了 钢 纤 维 混 凝 土 施 工 ， 符 合 相 应 标 准 的规 定 。
１ 钢 纤 维 的基 本 性 质
过 细 易在 拌 合 过 程 中 被 弯 折 ， 粗 则 在 同 样 体 积 率 时 ， 增 强 效 果 较 过 其
差。 １１ 钢 纤 维 的类 型 及 特 征 参 数 ． ． 钢纤 维 按 材 质 分 ， 普 通 碳 钢 钢 纤 维 和不 锈 钢 钢 纤 维 ， 中 以 普 通 ３４ 粗 集 料 有 其 粗 集 料 的 级 配 、 粒 径 和 形 状 对 于 混 凝 上 拌 合 物 的 可 泵 性 影 响 很 钢 钢 纤 维 用 量 居 多 ； 外 形 分 有 长 直 形 、 痕 形 、 浪 形 、 钩 形 、 头 按 压 波 弯 大 级 空 对 形 、 曲 形 ； 截 面 形 状 分 有 圆形 、 形 、 牙 形 及 不 规 则 形 ； 生 产 工 大 。 配 良好 的 粗 骨 料 ， 隙 率 小 ， 节 约 砂 浆 和 增 加 混 凝 土 的 密 实 度 扭 按 矩 月 按 对 艺 分 有 切 断 型 、 切 型 、 削 型 及 熔 抽 型 ； 施 工用 途 分 有 浇 筑 用 钢 纤 起 很 大 作 用 。 因而 泵 送 混 凝 土应 用较 多 的 国 家 ， 粗 集 料 的级 配 都 有 剪 铣 按

摘
要： 概连 改一 陆混凝土 的发展情 况， 介绍纤维混凝土在 国内外水 工建 筑物上的应 用 实例 ． 出钢 纤维增强钢筋混 提
凝土水工建筑结构强度计 算方法 ， 包括 受弯构件正 截面强度、 斜截面抗剪 强度的计算 ； 重点介 绍 网状钢 纤维增强混 凝土 （０ ） 水工建筑物 上的应 用 Ｆ ｃ在 包括在 凌槽 、 门、 闸 小型拦 河坝 、 轻型 岸型等工程上 的应 用 实啻 ． 梁正斜截 ｊＴ新
９ ０％ ｃ
。
钢纤维 在混 凝土 中的 增强作 用是根 据分散配 筋原理 而
形成一种改性混凝土 ， 纤维增强的钢筋混 凝土构件 在弯曲 钢 破坏 时 ， 具有充分 变形 的能力 。 类似 于钢结椅 的塑 性变 形 呈
性能 ， 是一种建 造承重结构 的好材 料 。 是 ， 但 由于钢纤维 无向
当前提出 的“ 轻质 、 高强 为发展大跨度 混凝 土结构 物 成 的主攻方 向， 改性混 凝土成 为现代结构物最有 成效 的措 施之
一
应用短钢纤 维与网状纤维复台掏成“ 钢纤 维增 强钢丝网细粒
混凝土 （ 简称 ＦＣ ）可达 到最佳 的使用效 果。 ．．．
用 Ｆ 造的构件 可 以承受 重力荷 载 ． ℃建 起到类 似施加 部 分预应力 （ Ｐ ） 作用 ， 再 与预 应 力 结台 构 成 Ｐｃ， 应 ＰＣ 的 若 Ｆ 是 用 于大跨度 结构物 的一种趋 向。
为了说明这 种趋 向， 简 述 当前 混 凝 土 发展 存在 的 问 先
，
主要 有 纤 维增强 混 凝 土 （ ｉ ￣Ｒ ｉｏ ｅ ｏｃｅ ） 套箍 Ｆｂ ｅｆｒ ｄ Ｃ ｎｒｔ 、 ｒ ｔ ｃ ｅ
混凝土 （ ｏｆ ｅ Ｃｎｒ ｅ 聚 合 物 混 凝 土 （ ｏｙ ｅ Ｃ ｎ Ｃ ｎ ｎｄ ｏｃ ｔ） ｉ ｅ Ｐ ｌ ｒ ｏ－ ｍ

聚丙烯复合纤维混凝土在水利工程中的应用一、引言1.1 研究背景和意义1.2 复合材料在水利工程中的应用现状1.3 研究目的和方法二、聚丙烯复合纤维混凝土的性能分析2.1 聚丙烯复合纤维的特点和应用2.2 混凝土中添加聚丙烯复合纤维的效果2.3 聚丙烯复合纤维混凝土的力学性能分析三、聚丙烯复合纤维混凝土在水利工程中的应用3.1 受力分析及设计方法3.2 土石坝抗裂性和抗渗性增强3.3 水坝底部和坝体防渗3.4 水工结构物加固修复四、应用案例分析4.1 聚丙烯复合纤维混凝土的应用案例概述4.2 高乌江防洪堤加固工程4.3 南水北调中线工程4.4 嘉陵江高速航道工程五、总结与展望5.1 聚丙烯复合纤维混凝土在水利工程中的应用成果 5.2 存在问题及未来发展方向5.3 结论一、引言1.1 研究背景和意义近年来，随着人类对于水资源利用的不断增加和水利工程建设的快速发展，水利工程的安全稳定性和可持续性受到了越来越多的关注。

在水利工程建设中，传统的混凝土材料存在着抗裂、抗渗、耐久性和强度等方面的不足。

因此，新型建筑材料的研发和使用成为了水利工程领域中的一项重要课题。

聚丙烯复合纤维混凝土即是一种新型的建筑材料，它是将聚丙烯异形纤维与混凝土配制而成的复合材料，具有抗裂、抗渗、耐久性和强度等方面优异的性能。

在近年来的水利工程建设中，聚丙烯复合纤维混凝土得到了广泛应用，极大地提高了水利工程的安全稳定性和可持续性。

因此，本文将通过对聚丙烯复合纤维混凝土在水利工程中的应用进行深入研究，分析其性能和应用效果，为水利工程的建设和安全提供一定的参考价值。

1.2 复合材料在水利工程中的应用现状目前，传统的混凝土材料在水利工程中的使用较为广泛，但是由于其在抗裂、抗渗、耐久性和强度等方面的不足，容易因为水渗漏、超载或自然灾害等原因导致水利工程的安全风险。

为此，研究人员开始关注一些新型的建筑材料，并逐渐将这些材料应用于水利工程的建设中。

浅谈钢纤维混凝土的性能及工程应用[摘要]：本文介绍了钢筋纤维混凝土的主要性能，及其在某些特定工程中的良好的运用，体现出钢纤维混凝土的特殊价值，以供有关专业人士参考。

[关键词]：钢纤维混凝土；主要性能；应用。

中图分类号：tu37 文献标识码：a 文章编号：钢纤维混凝土就是在普通混凝土中掺入适量的纤维而成的一种新型复合材料，近年来在国内外得到迅速发展。

它克服了混凝土抗拉强度低、极限延伸率小、性能脆等缺点，具有优良的抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、耐疲劳、高韧性等性能，已在建筑路桥、水工等工程领域得到广泛应用。

一、钢纤维的基本性质1、钢纤维的种类及相关参数。

钢纤维按材质分，有普通碳素钢纤维和不锈钢钢纤维，其中以普通钢纤维用量居多；按外形分有长直形、压痕形、波浪形、弯钩形、大头形、扭曲形等；按截面形状分有圆形、矩形、月牙形及不规则形；按施工用途分有浇筑用钢纤维和喷射用钢纤维。

为满足钢纤维的增强效果与施工性能，通常采用钢纤维长度为15~60mm，直径或等效直径为03~1.2mm，纤维的体积掺量为0.5%~2%。

2、钢纤维的主要性能。

钢纤维的主要性能包括抗拉强度与粘结强度。

试验表明，由于普通钢纤维混凝土主要是因钢纤维拔出而破坏，并不是因钢纤维拉断而破坏，因此钢纤维的抗拉强度一般能满足使用要求。

粘结强度除与基本的性能有关外，就钢纤维本身而言，与钢纤维的外形和截面形状有关。

二、钢纤维混凝土的基本性能国内外对钢纤维的作用机理和钢纤维混凝土的基本性能做了大量的研究，得出结论为钢纤维混凝土中乱向分布的短纤维主要作用是阻碍混凝土内部微裂缝的扩展和组滞宏观裂缝的发生和发展。

在受荷初期，水泥基料与纤维共同承受外力，当混凝土开裂后，横向裂缝的纤维成为外力的主要承受者。

因此钢纤维混凝土与普通混凝土相比具有较好的物理和力学性能。

1、强度和重量比值增大。

钢纤维混凝土与普通混凝土相比相同强度，钢纤维的重量较小，相同的重量，钢纤维强度较大，所以钢纤维混凝土具有优越的经济性。

８ ． ７ １ ４． ６ ０ ． ２ ３ ８ ０ ． ９ ６ ７
பைடு நூலகம்
最终 裂缝 数量 （ 条）
１ ９
— —
基 准 混 凝 土
聚丙烯纤维 Ｉ 混凝土 聚丙烯纤维 Ⅱ混凝土
５ ９ ５ ４ ９ ． ５
２ ． ７ ３ ． ４
４ ． ２ ５ ． ９
图 １ 平板 模 具 图
２ 试 验结 果 与 分 析
各 组混凝 土平 板开裂试验结果见表 １ 。由表 中数据可 以看 出 ： 四 组平板试件 的开裂时 间顺序依次为 ： 基准混凝 土、 玻璃纤维混凝 土、 聚 丙烯 纤维 Ⅱ混凝土 、 聚丙烯纤维 Ｉ 混凝土 ． 可见纤 维的掺入可 明显延 迟初 始裂缝 的 出现 ： 在常用掺量 下 ． 玻璃纤维对 圆环初始裂缝 出现的 延迟效果不如 聚丙烯纤维 ． 且聚丙烯纤维 Ｉ混凝 土开裂 时间晚于聚丙 烯纤维 Ⅱ混凝 土。掺人纤维 的混凝土最初裂缝长度、 最 终最 大裂缝长 度、 最初 裂缝宽度 、 最终最大裂缝 宽度和最终裂缝数 量均要小 于基 准 混凝土 聚丙烯纤维提高混凝土抗 裂性效 果要优 于玻璃纤维 ． 其中聚 丙烯纤维 Ｉ 混凝土抗裂性最好
１ 原材 料及 方法
１ ． Ｉ 试 验原材 料 本 实验所用水泥为 ４ ２ ． ５ 型复合硅酸盐水 泥 ： 水 为清洁 自来水 ： 砂 为中砂 ， 细度模数为 ２ ． ６ ， 级配连续 ； 石为 ５ ２ ５ ａ ｒ ｍ连续级配 ； 外加剂是 高效减水剂 ；聚丙 烯纤维 Ｉ 长度 ： １ ２ ａ ｒ ｍ；直径 ： １ ２ ． ７ ｍ ；弹性 模量 ： ３ ． ５ Ｇ Ｐ ａ ； 抗 拉强度 ： ５ ０ ０ ～ ６ ０ ０ Ｍ Ｐ ａ ； 密度 ： Ｏ ． ９ １ ｇ ／ ｃ ｉ ｎ 。聚丙烯纤维 Ⅱ长度 １ ２ ｍ ｍ； 直径 ： ４ ０ － ５ ０ ｕ ｍ； 弹性模量 ： ３ Ｇ Ｐ ａ ； 密度 ２ ． ７异 ， ｃ ｍ３ ； 抗拉强度 ２ ７ ５ — ３ ５ ０ ＭＰ ａ 。玻 璃纤维长度 ： ９ ａｍ； ｒ 直径 ： １ ４ ｐ ， ｍ； 弹性模 量 ： ７ ２ Ｇ Ｐ ａ ； 抗拉强 度： １ ７ ０ ０ ＭＰ ａ ； 密度 ： ２ ． ７ ｇ ／ ｃ ｍ 。 １ ． ２ 试验原材料及方法 基 准组混 凝土 配合 比为 ： 水： １ ７ ５ ｋ ； 水泥： ４ ５ ５ ｋ ｅ Ｃ ｍ ， ； 砂： ６ ２ ０ ｋ ｇ ／ ｍ ３ ； 石： １ １ １ １ ｋ ｇ ／ ｍ３ ； 外加剂 ： ４ ． ２ ５ ｋ 咖 。聚丙烯 纤维 Ｉ组 、 聚丙烯纤 维Ⅱ 组 、玻璃纤维组纤维掺量 占水泥 质量 百分 比分别为 ０ ． ９ ％、 ０ ． ９ ％、 ３ ０ ％。其余组分掺量同基准组 。 试 验前 先将水 泥和粗 细骨料倒入搅拌 机 干拌 １ ～ ３ ａ ｒ ｉ ｎ ． 再加 入纤维进 行拌合 １ ～ ３ ａ ｒ ｉ ｎ ． 最 后加入水 和高效减 水剂一起拌合 ２ ｍ ｉ ｎ ． 观察是否有离析 或纤维成 团等状况 ． 直至混凝土 中纤维分散均匀 。 水工混凝土抗裂性试验采用平板试验测试方法 用 于试件浇筑 的

及在工程中成功 的应用表 明，钢纤维是相对理性的增韧增强材料 ， 提高混凝土抗裂性及抗 冲击性的能力得到了肯定。 而且混凝土的抗 可在很大程度上解决混凝土的裂缝及耐久性 问题 ， 钢纤维混凝土在 冲蚀能力显著增强 。 因此 ， Ｂ Ｆ纤维不失为一种工程混凝土抗冲蚀材 工程 中具有广 阔的应用前景。 目前钢纤维在应用 中的主要问题是生 料的较佳选择 ， 目前 Ｂ Ｆ 纤维 已经成功应用在多个工程 的抗 冲磨部 产成本较高 ， 造成钢纤维混凝土初始造价较高 ； 相对密度大 ， 对减小 位 ， Ｂ Ｆ纤 维在 工 程 中优 越 性 会 逐渐 突 出 ， 应 用前 景 十 分广 阔 。 混凝土结构 自重不利 ； 掺量大时 ， 钢纤维在混凝土 中容易结 团， 使得 ２ ． ４ 纤维素纤维。随着混凝土及纤维制造技术的发展 ， 新型纤维 品 搅拌困难， 增加施工难度 Ｉ 夕 露的钢纤维在养护 阶段就可能锈蚀 ， 影 种不断地应用到工程中， 如纤维素纤维 。纤维素纤维是新一代建筑 响耐久性和美观 ； 且钢纤维易受 氯盐腐蚀 ， 影响混凝土耐久性 和使 工程用纤维 ， 具有天然 的亲水性能 、 纤维根数多 、 比表面积大 、 与混 用安全。 凝士基体界面黏结强度高等特性 ， 且 内部含有空腔 ， 在混凝土新拌 ２ ． ２ 人工合成纤维 。通过对钢纤维在混凝土 的应用所取得 的 良好 阶段能储存部分 自由水而在水化后期释放 出来促进水泥继续水 化 ， 效果 ， 人们又开始将各种人工合成纤维开始在工程混凝土叶进行开 在提高混凝土抗裂抗渗方面也表现了比聚丙烯纤维更优越 的性能。 发 应用 。 当前纤维材料开始 向高弹 、 高强 、 多品种 、 高性能及精工艺方 向 最早开发 出来的人工合成纤维是聚丙烯纤维 ， 由于其具生产原 发展 ， 当前在纤维材料的应用过程当中 ， 主要 由于原材料 的成本和 材料较为丰富 ， 所以生产成本较低 ， 即使其弹模较低 ， 但 由于其具有 性能使其受到了一 定的制约 ， 所以需要在以后的发展过程 中 ， 使其

题目：浅谈纤维增强混凝土的应用与前景姓名：***学号：*********专业：结构工程2013浅谈纤维增强混凝土的应用与前景贾龙杰（辽宁工业大学，锦州）1前言作者通过阅读近几年关于纤维增强混凝土的文献，在本文中对纤维增强混凝土对改善混凝土固有脆性等缺点的作用、原理进行了阐述。

同时，还在文章中讨论了纤维增强混凝土所用材料的特点、优势、应用领域和影响其性能的各种因素，主要包括钢纤维、碳纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维等增强混凝土的应用和特点。

2纤维增强混凝土作为当今世界上使用最广泛的土工材料，传统的混凝土易成型、耐久性好、成本低廉、取材容易，抗压能力强,易与钢筋、型钢等组合制成各种结构构件，在工程界得到广泛的应用。

但是，传统的混凝土也有它本身难以克服的缺陷，如脆性大、自重大，尤其是抗拉强度低、无法满足结构抗裂、耐久性、韧性等方面的设计要求。

因此，人们致力于研究高强、轻质、脆性低、耐久性好的混凝土。

其中，纤维增强混凝土是混凝土材半封研究中的一个重要方面。

2.1国际上的研究状况为了解释脆性材料的实际断裂强度与理论断裂强度的巨大差异,Griffith(1920)提出了裂纹理论。

Evans和McMeeking(1986)研究表明：增强晶须在裂纹表面施加一个桥联应力，可降低应力强度因子。

Becher(1988)认为为了得到大的增强效果，晶须强度要高，半径要大，而界面结合强度要小。

Sigl 和Evans(1989)的研究结论是：对于高韧性脆性基质复合材料，裂纹扩展阻力和基质裂纹应力除依赖于残余应力、弹性性质、脱黏后纤维与基质的摩擦系数和纤维强度外，还依赖于界面的脱黏。

Zhu 等人(1999)研究狗骨状聚乙烯短纤增强聚酯复合材料的机械性能。

Liao和Reifsnider(2000)研究了单向连续纤维增强脆性基质复合材料，建立了拉伸断裂强度模型。

1963年美国学者Romualdi提出了“纤维阻裂机理”或（称纤维间距理论)，根据线弹性断裂力学来解释纤维对于裂缝的阻裂效应。

度 提 高 ４ ％ ～８ ％， 剪 强 度 提 高 ５ ％ ～１ ０ ０ ０ 抗 ０ ０ ％。 ｃ 有 卓 越 的 抗 冲击 性 能 ． 具 材 料 抵 抗 冲 击 或 震 动 荷 载 作 用 的性 能 ， 为 冲 击 韧 性 ， 通 常 的 纤 称 在 维 掺 量 下 ， 击 抗 压 韧 性 可 提 高 ２～７倍 ， 击 抗 弯 、 拉 等 韧 性 可 提 高 冲 冲 抗 几倍 到 几 十 倍 。 ｄ收 缩 性 能 明 显 改善 ． 在 通 常 的 纤 维 掺 量 下 ，钢 纤 维 混 凝 土 较 普 通 混 凝 土 的 收 缩 值 降 低
科技 信息
工 程 技 术
丙 乳 硅 粉钢 纤 维混 凝 土 在 水 工混 凝 土缺 陷 处 理 工 程 由的 应 用
五 凌 电力有限公 司 潘 珂 覃德 勇
［ 摘 要］ 丙乳拌制的无水混凝 土（ 砂浆 ） 具有优异 的粘结、 抗裂、 防水、 防氯 离子渗透、 耐磨 、 耐老化等性能； 硅粉作 为掺和剂加入 混凝 土 可 以提 高混 凝 土 早 期 强度 和 最终 强 度 、 加 密 实度 、 善 混 凝 土 离析 和 泌 水性 能 、 高 混凝 土 的抗 渗 性 、 化 学腐 蚀 性 和 比 电 阻 ； 增 改 提 抗 钢 纤维混凝土克服 了混凝 土抗拉 强度低 、 限延伸率 小、 极 性脆等缺点， 具有优 良的抗拉 、 弯、 抗 抗剪 、 阻裂 、 耐疲 劳、 高韧性等性能 ， 可 以解决钢 筋混凝土难以解决的裂缝、 耐久性等 问题。集 以上三种混凝土优点的丙乳硅粉铜 纤维混凝 土可以在 水工建筑物过水 面混
凝 土缺 陷 处理 中使 用 和推 广 。
［ 键词 ］ 关 丙乳 硅粉 铜 纤 维 混 凝 土 特性 表面的不平整缺 陷在高 速水 流作用下 ， 将 引起局部挑 流 、 绕流和分离 ， 造成负 压和剧烈的水流脉动 ， 促使 ｍ现空 化和空蚀 ， 导致结构的空蚀与磨损。水 下建筑物过流面受水流（ 尤其是 挟砂石水流 ） 的冲刷 、 气蚀的影响 ， 极易致使混凝土表面出现淘空 、 筋 露 现象 ， 经过长时间运行使用 ， 混凝土缺陷的扩展 、 增大 ， 将危害水工混凝 土建筑物的整体性 和稳定性 ， 使建筑物的安全运行受到严重威胁 ， 影响 到 工 程 经 济 效益 和社 会 效 益 。 ２丙 乳硅 粉 钢 纤 维 混 凝 土特 性 ． 丙乳硅粉钢纤维混凝土集合 了钢纤维混凝土 、 硅粉混凝土 、 丙乳混 凝 土 的全 部 优 点 。

钢纤维混凝土路面质量的优劣，在很大程度上取决于施工质量。

因此，钢纤维混凝土路面施工，除了满足普通混凝土的施工要求外，还应特别重视钢纤维给施工带来的技术问题。

施工时除了将原有的混凝土补强填平外，重点注意以下几个方面的问题。

设置钢纤维分散装置。

由于钢纤维一次性直接投入搅拌机易出现结团现象，为使钢纤维充分分散，在搅拌机上安装上振动式钢纤维分散机，分散机功率为1.0kW，分散能力约为40kg/min。

由于分散机安装在搅拌机上，分散时间较长，增加了搅拌时间，生产效率有所降低。

搅拌投料顺序和搅拌时间。

为防止钢纤维结团，采取先干后湿的工艺。

投料程序按砂—钢纤维—石子—水泥的顺序投于料斗。

首先在搅拌机里干拌1～2min，再加水湿拌2min左右。

总搅拌时间控制在6min内。

搅拌时间过长会形成纤维结团，且每次的搅拌量控制在搅拌机容量的1/3以下。

采用强制式搅拌机。

钢纤维混凝土搅拌机，使用双锥反转出料搅拌机，容量为250L。

由于采用1.2%的钢纤维掺量，且坍落度较小，为不使搅拌机超负荷工作，适当降低搅拌机的利用率。

运输。

钢纤维混凝土运输采用自卸运输车。

由于钢纤维混凝土在运输过程中受到振动，使钢纤维下沉，坍落度和含气量都会有损失，影响钢纤维混凝土的均匀性。

因此，选择钢纤维混凝土的搅拌场地时尽量缩短运输距离，并注意选择合适的自卸运输车辆，以保证浇筑时的卸料高度不得超过1.5m，确保混凝土卸料过程中不发生离析现象。

同时，宜注意运输时的温度，避免造成混凝土的施工和易性下降。

摊铺与振捣。

钢纤维混凝土在浇注时，不得有明显的浇注接头，每次倒料必须相压l5～20cm，使钢纤维混凝土保持整体连续性。

钢纤维混凝土路面采用摊铺机摊铺，辅以人工整平。

因使用插入式振动棒插入钢纤维混凝土进行振捣，会使钢纤维朝振动着的振动棒聚集，产生集束效应，所以为确保钢纤维的二维分布，使用平板振动器振捣成型。

为保证边角混凝土密实，将振捣棒顺路线方向插入，使钢纤维成纵向条状集束，从而使钢纤维的排列有利于抵抗板体收缩应力、温度应力，有利于荷载的传递。