聚丙烯纤维公路标志体应用研究

廊坊市公路管理处2003年创建了“千里公路文明线活动”，对公路的绿化美化提出了更高的要求，而三桩两碑是公路线上必不可少的标志体，其需求量很大，但损坏率高，耐久性差，给公路养护带来一定的困难。如何提高它的抗冲击能力，从而提高它的耐久性呢？下面就用聚丙烯纤维混凝土预制公路标志体及排水设施水泥制品进行了应用研究，效果良好。

聚丙烯纤维混凝土的使用追溯至1965年，最初用在美国军事工程上以增强混凝土的坚固性；英国则于1970年开始用聚丙烯纤维混凝土，用在基桩的桩帽以防止打桩时桩帽破坏。近年来由于生产技术的进步，不同类型的聚丙烯纤维不断问世，美国及北欧诸国更是积极推广。这种新型水泥混凝土加强筋材料，适用于公路路面，桥涵，隧道，港口码头，水工建筑物等混凝土工程的加强，至今已在世界60多个国家广泛应用，效果显著。我国于1994年前后引进聚丙烯纤维，并鉴于聚丙烯纤维混凝土的诸多优点及国内对工程品质的日益重视，已经在诸多混凝土工程中得到应用，并取得良好的工程效益和经济效益。

2、聚丙烯纤维公路标志体应用设计

2.1聚丙烯纤维的化学和物理特性如下：

吸水性，无；密度0.91；熔点160-180℃；燃点590℃；导热性极低；导电性极低；酸碱阻抗高；抗拉强度560-770mpa；弹性模量3500mpa；安全性，无毒；含湿度<0.1%

2.2聚丙烯纤维的功能

根据有关国外大量的试验文献资料分析，聚丙烯纤维在混凝土中的作用主要起到加强作用，其主要功能可归纳为：

①有效提高混凝土的抗裂性能；

②提高混凝土的抗冲击力和抗疲劳能力；

③提高混凝土的抗折强度；

④大大提高混凝土的抗渗防水性能，提高了混凝土的耐候性；

⑤提高混凝土的抗碎和耐磨能力；

⑥全部或部分取代钢筋混凝土应用于公路混凝土制品。

2.3聚丙烯纤维公路标志体的试验原料

①聚丙烯纤维，采用北京中纺纤建科技有限公司“CTA Fiber混凝土抗裂合成纤维”，成品袋每袋0.9kg，纤维长19mm。②水泥，经抽样检验采用唐山启新水泥厂生产的盾石牌325#普通硅酸盐水泥。③碎石，采用三河段甲岭加工的碎石。④砂，采用易县中砂，含泥量1.4%，细度模数2.5。⑤水，采用饮用水。

2.4聚丙烯纤维公路标志体混凝土配合比设计

根据国外聚丙烯纤维混凝土施工有关资料及聚丙烯纤维提供商要求，原设计25#混凝土配合比设计不做改变，并参考国内外工程应用实例，纤维掺入量采用0.9kg/m3混凝土。

3、聚丙烯纤维公路标志体施工工艺及注意事项

3.1长度选择：一般工程中聚丙烯纤维以19mm为宜。

3.2搅拌机选择：使用强制式搅拌机。

3.3投料过程及搅拌时间：

聚丙烯纤维在混凝土中的掺加工艺有两种：

①先投入碎石，然后投入纤维，再投入砂子搅拌两分钟，使纤维充分打开，然后投入水泥和水搅拌均匀。称为先掺法。

②与一般混凝土拌和相同，准确称量各种材料，水和水泥误差为1%，集料为3%，待混凝土拌和好准备出料前，按量加入聚丙烯纤维，然后强制拌和2-3分钟后，与正常混凝土一样出料运输。这种工艺称为后掺法。 
       有资料表明先掺法制备的混凝土强度比后掺法高，所以我们选用的是先掺法。

3.4成型过程及表面修整

3.4.1成型过程无特殊要求，但应保证充分振实。

3.4.2由于掺入聚丙烯纤维以后，混凝土的坍落度明显降低，振捣后与一般混凝土不同，出浆量相应减少，应及时进行表面整修抹平，抹平中表面可能存在部分纤维影响抹平，这时应人工拍打抹平。

3.5养护过程

无特殊要求，可按正常的养护过程进行。不能因掺入聚丙烯纤维而放松对混凝土的早期养护。

总之，聚丙烯纤维在混凝土施工中的使用，没有特殊的施工工艺要求，只是在普通混凝土中加入0.9kg/m3的成品聚丙烯纤维强制拌和，拌和后每立方混凝土中将均匀分布长1.9cm710万根聚丙烯纤维。施工中要准确计量控制拌和机方量，正确计量加入聚丙烯纤维，聚丙烯纤维的加入应用秤称量。

4、聚丙烯纤维混凝土标志体混凝土试件试验结果

聚丙烯纤维混凝土抗折强度比普通混凝土抗折强度提高18.2%，抗压强度提高6.9%。

5、经济效益和社会效益

5.1经济效益

5.1.1钢筋混凝土标志体每立方米用钢筋平均60kg，每吨钢筋市场价2700－3300元，折合162－198元/m3混凝土。60kg钢筋加工所用的人工费为29.82元/m3混凝土，则成本为191.82－227.82元/ m3混凝土。

5.1.2聚丙烯纤维的价格为49元/kg，用量0.9kg/m3，折合成本为44.1元/m3混凝土。

5.1.3每立方米混凝土可节约开支147.72－183.72元

5.2社会效益

公路是公共基础设施，建设千里公路文明线需要我们大家的努力，社会效益主要表现在：

①公路沿线有完好齐全的标志体可以造就公路的美好形象。

②提高了标志体的耐久性，降低了养护成本。

③在路缘石、水簸箕等混凝土制件中加入适量的聚丙烯纤维，提高其使用耐久性，可降低重复使用时的损坏率，增加重复使用次数，降低养护成本。

总之使用聚丙烯纤维混凝土，可以大幅度提高混凝土抗裂，抗渗，抗冲击性能，改善混凝土疲劳性能，从而确保工程质量和施工便利，大大降低维修费用，兼顾成本和长短期效益，公路标志体的施工采用聚丙烯纤维混凝土不失为明智的选择。

总之使用聚丙烯纤维混凝土，可以大幅度提高混凝土抗裂，抗渗，抗冲击性能，改善混凝土疫劳性能，从而确保工程质量和施工便利，大大降低维修费用，兼顾成本和长短效益，公路标志体的施工采用聚丙烯纤维混凝土不失为明智的选择。