摘要:聚丙烯纖維混凝土的應用，近年來在我國的工程建筑界已經有了長足的發(fā)展。杜拉纖維在建筑工程中的推廣和應用，不但進入時間早，工程實踐多，而且涉及的工程類別和應用范圍也廣。本文結合杜拉纖維在各類工程的大量推廣應用的實踐，從纖維作用的實質、纖維發(fā)生作用的條件、纖維的適當摻量、考量纖維混凝土的指標以及纖維混凝土配制的便易性等方面，對目前工程界中對聚丙烯纖維混凝土普遍存在的認識問題提出商榷，提出在聚丙烯纖維混凝土的推廣和應用上需要解決的一些問題。

　　1 纖維作用的實質

　　1.1 杜拉纖維的大面積應用推廣證明了合成纖維混凝土獨特的作用。

　　經過多年的推廣，聚丙烯抗裂纖維----杜拉纖維（Durafiber）已經在全國20多個省、市、自治區(qū)的一千多個各類工程中得到了成功的大面積應用。主要用在道路、橋梁、機場、地鐵、工業(yè)及民用建筑、水利工程以及預制構件、保溫材料、干粉砂漿等各個方面。如高速公路收費站特殊路段；軟基層路面；大型橋梁、立交橋、高架路的鋪裝層、橋墩；橋梁修護；公路修補；建筑物的地下室底板、側墻、擋土墻；露天及室內停車場、車道；飛機場停機坪、機庫；上人屋面、天面；樓板、樓梯板；轉換層大梁、超大型梁和柱、直線加速器防輻墻、油庫底座、溢洪道閘墩、石化焦炭塔框架、風力發(fā)電風塔基座等大體積混凝土；高強混凝土鋼管混凝土柱；薄壁結構；設備基座；游泳池、儲水池、化污池；排污管道、通信電纜管道；網球場、籃球場；大型垃圾堆放池；核廢料填埋、核廢料儲存容器；住宅小區(qū)道路；工業(yè)及民用建筑的內外墻抹灰；室內裝修；水渠、泄洪洞等沖磨混凝土；水利堤圍；地鐵、輕軌地下基礎；隧道；涵洞、護坡；廠房、橋梁加固和修復等。其中不乏許多重要的大型工程和具有典型意義的工程，如深圳市民中心、深圳會展中心、深圳地鐵、深圳游泳跳水館、重慶朝天門廣場、重慶渝海地王廣場、重慶世貿中心、重慶新機場、重慶渝澳大橋、重慶黃花園大橋、重慶石板坡大橋、廣州新機場、廣州地鐵、廣州新中國大廈、廣州名匯商城、廣州正佳廣場、京珠高速、湖北出版文化城、北京藍海洋水上世界、南陽回龍蓄能電站、烏海灌渠等等，積累了大量的工程經驗。自1999年防水專家將以杜拉纖維為代表的聚丙烯纖維寫入《深圳建筑防水構造圖集》之后、廣州、北京等地依據大量的工程實踐數據和專家論證，在輕板墻體工程、保溫工程方面采納了杜拉纖維規(guī)格、摻量和做法，將聚丙烯纖維的使用納入了地方技術規(guī)程。之后繼續(xù)擴大的工程實踐，以及其它許多品牌工程用纖維的大量推廣和應用，為我國合成纖維混凝土開拓了一個良好的發(fā)展勢頭。

　　在不同類型工程和不同地區(qū)氣候條件下的應用實踐中，杜拉纖維都取得了成功。工程用合成纖維所起作用的本質到底是什么？如何看待合成纖維所起的作用？隨著目前呈現了眾多品牌工程用合成纖維的開始激烈競爭時，對此問題卻引出了許多疑問。

　　部分廠商宣傳纖維作用的時候存在片面性，好像只要在混凝土/砂漿中一摻加纖維，裂縫就不復存在，違背了纖維發(fā)生作用的機理和忽視了具體工程的個性條件。合成纖維解決的主要對象是混凝土早期的原生裂縫，無限夸大合成纖維對裂縫的抑制作用是不對的。事實上，混凝土/砂漿摻加纖維，也只能是對非結構性裂縫的阻裂作用，不可能完全消滅裂縫。

　　1.2 聚丙烯纖維作用的實質及其綜合效應

　　微細纖維摻加在混凝土/砂漿中，以對裂縫的阻裂作用為主要表征，實際上由于低彈模的纖維摻加在相對高彈模的混凝土中，作用的實質是最大可能地降低了混凝土的脆性，從而解決了由于混凝土先天帶來的某些不足方面的問題---因脆性引起的容易開裂等，對改善混凝土/砂漿內部結構起到了重要作用。這種作用不同于一般的加筋配筋，而是一種從根本上對混凝土/砂漿自身缺陷的改善。其中包括有效增加混凝土的韌性；減少裂縫，提高抗?jié)B能力；減少裂縫，延緩鋼筋銹蝕；減少混凝土結構受到的化學侵蝕；增強抗凍融能力，減少混凝土結構遭受破壞；減少混凝土的泌水，使表面混凝土的質量得以改善；減少裂縫，提高耐磨性和抗沖擊能力等等。所起的作用不是某幾個強度指標能夠體現的，而是多個指標的綜合體現，尤其是混凝土耐久性。合成纖維混凝土成為國內理論界熱衷研究的真正意義，也在于如何真正揭示、衡量纖維對混凝土作用的本質。

　　正是由于我們在推廣杜拉纖維過程中，揭示了其作用的實質，杜拉纖維的應用才由簡單的外墻處理，逐漸轉向應用于技術難度較高，抗裂、抗?jié)B、耐磨、抗沖擊、抗震要求高的許多結構性重要部位。較有代表性的有：埋深23m的廣州地鐵公園前車站主體結構C50砼剛性自防水結構；深圳市民中心地下室底板、外墻C30S8近3萬m3大規(guī)模泵送砼施工；深圳擎天華庭地上48層，總高度168m，應用于在箱式轉換層的KTL托梁和環(huán)梁C50砼抗裂；深圳寶安體育館工程混凝土總量3.5萬m3，摻加杜拉纖維混凝土總量為1.7萬m3，用于地下室底板、梁板、預應力梁板、擋土墻、消防水池、后澆帶等，分別為C30、C35和C40砼，抗?jié)B能力提高60-80%，取得良好的工程效果；深圳TCL工業(yè)研究大廈工程，為配合預應力混凝土結構設計的需要，在懸挑梁采用添加杜拉纖維抗裂的C60混凝土，比普通C40砼提高抗拉強度50%左右；深圳少年宮少年山后花園轉換層采用鋼—混凝土組合結構，梁柱節(jié)點復雜，含鋼量大，混凝土澆搗困難，摻加杜拉纖維保證混凝土質量。廣州新中國大廈C70、C80鋼管混凝土柱以及600mm厚、8000m2的地下室厚筏板抗裂。河南鄭州、新鄉(xiāng)和武漢等多所醫(yī)院直線加速器防輻墻抗裂。重慶、深圳、北京、武漢等地多處游泳、跳水池的抗裂、抗?jié)B。京珠高速、廣州新機場高速等大量的公路收費站耐磨、抗沖擊路段。廣州、深圳地鐵的地下基礎結構的抗裂、抗?jié)B工程。廣州、深圳、武漢等地多處超大面積地下室復雜結構的抗裂、抗?jié)B。重慶、甘肅、江蘇、黑龍江、吉林、廣東、河南、江西、湖北等地的大量橋面鋪裝層和橋梁應力柱、箱梁應用工程。各地大量的轉換層大體積混凝土抗裂工程。湖南、新疆、江蘇等地多處石化焦炭塔大體積框架抗裂工程等。內蒙、河南、湖南多處水利工程大體積混凝土和抗沖磨、抗?jié)B混凝土的應用。成功應用的實例數不勝數，驗證了合成纖維在混凝土中的作用，作為一種混凝土抗裂不可缺少的添加材料受到了工程界的歡迎。

　　混凝土是工程中用量最多的材料，也是最主要的結構材料，鋼筋混凝土結構已成為世界上應用最廣泛的結構形式。我國目前正進行著舉世空前的大規(guī)?；A建設，但是有許多混凝土結構，包括橋梁、道路、隧道、港口、大壩、建筑物等，在建期間或建成時間不長后出現可見裂縫，影響外觀，影響在侵蝕環(huán)境中運行結構的耐久性，還使一些結構的使用功能受到影響，暴露出較嚴重的耐久性問題，壽命低于設計壽命標準。只有認真解決各類混凝土結構的耐久性，才能使資源充分得到利用。盡可能延長各類建筑物的壽命，延緩因時間推移而帶來的結構安全性方面的威脅，保證其正常使用，才能盡可能節(jié)約重建和修復費用。在混凝土結構中大量推廣普及合成纖維混凝土，不僅可以解決當前由于建筑物向高、大、結構復雜發(fā)展帶來的一些問題，也應成為解決結構耐久性的一種重要手段。

　　2 纖維發(fā)生作用的條件

　　2.1 纖維發(fā)生作用的外部和內部條件

　　2.1.1 外部條件：

　　可從纖維在混凝土/砂漿中所處的形態(tài)以及纖維對集料的關系兩個方面來理解。

　　纖維在混凝土/砂漿中能否亂向均勻分布，是關系到纖維能否發(fā)生作用的關鍵。纖維作用的機理無論怎樣解釋，都必須保證纖維在混凝土/砂漿中呈均勻、亂向分布的狀況下才能發(fā)揮作用。微裂縫在發(fā)展過程中，遭遇到纖維的阻擋，消耗了能量，使其難以進一步發(fā)展，從而阻斷應力達到抗裂的作用。由于纖維在生產過程中對其表面采用不同的活性劑配伍進行處理，使纖維遇水均勻分散，再加上外力與混凝土各種集料攪拌進一步使纖維與各種集料握裹。杜拉纖維便于分散均勻，是所有使用過該產品的人員所公認的。我們一般在透明水杯的清水中放入少量纖維進行攪動，便可以直觀的發(fā)現杜拉纖維呈立體懸浮狀亂向分散，且長時間放置都不會有太大變化；而某些同類的產品，經攪動后可能分散，但時隔不久便會上浮為一絮狀層。據反映凡是有后者情況的纖維，在混凝土/砂漿的實際配制過程中多不易均勻分散。這種觀察辦法和有人提出的“纖維層高穩(wěn)定率”辦法大同小異。由于聚丙烯纖維密度小于水以及纖維表面活性劑的作用，分散在水中的纖維受浮力及表面活化能的影響，會逐漸呈現較為明顯的分層和離析的狀態(tài)，將不同品牌的短纖維放置在量杯中攪拌后靜置，在不同的時間段測量其懸浮狀層高的辦法來比較其穩(wěn)定性的辦法以判斷纖維的分散性。

　　纖維對集料的握裹狀況，是能否起作用的另一個關鍵。纖維能夠盡可能多的握裹集料，避免在受力時被拔出。不同的纖維制成標準不同，在電子顯微鏡下可以看到呈現不同的握裹集料的情況。如果加入纖維后的混凝土塌落度沒有損失，這種纖維不是分散不好就是握裹力差，纖維的作用無從談起。

　　2.1.2 內部條件：

　　纖維能夠起作用，還在于纖維本身的力學性能。如抗拉強度、拉伸極限、纖維均勻度、抗酸堿腐蝕和紫外光的老化能力等。據纖維專家解釋，抗拉強度和拉伸極限成一定的反比關系。這種關系要適當，并非纖維的抗拉強度特別高才能產生高的阻裂效用。纖維在受到拉力的過程中發(fā)生拉伸變形，如果比值不適當，則抗拉強度不可能達到要求。當然，由于制成材料的限制，該數據只能盡量滿足要求。聚丙烯纖維抗拉強度過大，可能會導致脆性加大。拉伸極限過大，混凝土/砂漿中的纖維?