为了改善混凝土的抗拉性能差、阻裂性能和延性差等缺点，对在混凝土中掺加纤维以改善混凝土性能的研究，发展得相当迅速。20世纪60年代前期，国外已经有人在研究用合成纤维作水泥砂浆增强材的可能性，发现尼龙、聚丙烯与聚乙烯等纤维有助于提高砂浆的抗冲击性。70年代初，美国、英国等国家已开始将聚丙烯单丝纤维使用于混凝土制品与工程中。70年代中期，美国大力开发丝束相连的聚丙烯膜抗裂纤维，用以代替钢筋网片控制混凝土的收缩。80年代初，国外又陆续开发出一系列可以掺加在混凝土中的单丝合成纤维，制成材料有聚丙烯、尼龙、聚酯、聚丙烯腈、聚乙烯等，其中以聚丙烯单丝纤维因其价格低廉、化学耐腐蚀性高，并且来源又较广而被较为大量应用。近十几年来，美国、加拿大等国家广泛使用低掺率的合成纤维预拌混凝土。美国目前所用的混凝土总量中，合成纤维混凝土约占7%。

经过多年的推广，聚丙烯抗裂纤维——杜拉纤维（Dura fiber）已经在全国20多个省、自治区、市的1000多个各类工程中得到了成功的大面积应用。但是至今，在国内外，尚无聚丙烯纤维混凝土的设计与施工规范，目前仍处于试验研究向工程应用过渡的发展阶段。下面叙述国内采用聚丙烯纤维配制混凝土的成功配合比以资彰显其优越性和未来发展前景。

（1）聚丙烯纤维网混凝土试验研究的配合比^[6]。某工程底板原设计为70mm厚，混凝土设计强度C40，抗冻F250，抗渗W6，经比较研究采用美国聚丙烯网（Fibermesh）替代ϕ6＠100钢筋网，其配合比如表4.42所示。

表4.42　混凝土配合比表

在表4.42中，聚丙烯纤维网的掺加不改变混凝土配合比，其配合比主要为水泥∶砂∶碎石。

表4.43　美国聚丙烯纤维网（Fibermesh）物理化学性能

现场施工时，重点掌握好下列三道工序：

1）基底处理。底板表层混凝土用风镐凿毛，控制凿毛浓度不大于20mm，凿毛后清理净，混凝土浇筑前用水浸润6小时，施工前用海绵将水吸净均匀涂刷不大于混凝土水灰比的水泥原浆，使其分布均匀，无漏刷，无灰浆积聚。

2）混凝土搅拌。采用阜新产HZS50型搅拌站，纤维与石子同时加入，包装不必打开，在搅拌中自行溶解，搅拌时间为4分钟。

3）混凝土浇筑。采用拖拉机运输，直接入模，混凝土入模后观察，纤维分布均匀，压面后表层纤维是毛状突起分布均匀，不影响压面光洁度，采取刮杠找平，滚杠提浆，木抹抹面两遍，铁抹压面4遍的施工工艺，终凝后覆盖塑料薄膜潮湿养护10天。

从表4.42与表4.43研究并于1998年现场施工应用结果表明：

1）当年现场取样观察，聚丙烯纤维网混凝土随机取样发现，表层纤维分布均匀，呈独立毛状突起。

2）聚丙烯纤维网混凝土实验结果，其抗压、抗冻和抗渗指标均满足设计要求。

3）从聚丙烯纤维网在某工程底板磨耗层中实际的应用结果看，它有效地抑制了龟缩裂缝，改善了混凝土的性能；它完全替代了原钢筋网并降低了施工难度，既经济合算，又加快了施工进度。事实证明效果满意。

（2）用于道路路面的聚丙烯纤维网混凝土配合比设计应用^[7]。我国某干线公路于1997年开始，将通常水泥混凝土路面设计厚度为24～25cm，掺入聚丙烯纤维网（表4.43）以增强路面面层（板）并替代钢筋网。

经试验研究，最后给出室内的聚丙烯纤维网混凝土最佳配合比见表4.44。

表4.44　室内试验最佳配合比

在表4.44中，混凝土的原材料：

水泥：采用525标号的普通硅酸盐水泥；

砂：其技术要求与标准级配范围分别见表4.45和表4.46。

表4.45　河砂技术要求（细度模数实测为2.4～3.2）

表4.46　河砂标准级配范围

石子：其技术要求与标准级配范围分别见表4.47和表4.48。

表4.47　混凝土碎石技术要求

表4.48　碎石标准级配范围(www.daowen.com)

水：采用天然无污染水或饮用水。采用非饮用水时，硫酸盐含量应小于2.7mg/cm3，含盐量不超过5mg/cm3，pH值大于4。

按表4.44最佳配合比，在现场道路施工时，重点注意下列几个工序：

1）混凝土拌和：混凝土拌和与一般混凝土拌和相同，应准确称量各种材料，水和水泥误差为1%，集料为3%，待混凝土拌和好准备出料前，按混凝土加入0.9kg/m3聚丙烯纤维网计量加入，然后强制拌和2～3分钟后与正常混凝土一样出料运输。

2）混凝土表面整修：由于掺入聚丙烯纤维网以后，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）压纹和假缝锯割：现场施工温度及条件相同时，压纹和假缝割应比一般混凝土滞后约0.5～1小时，这样可以避免因聚丙烯纤维网存在出现纹和缝边的拉毛现象，试验段施工中应根据现场条件、气温及经验、试验确定。

应用效果反映在纤维网混凝土与普通混凝土的力学性能和经济指标上，见表4.49。

表4.49　12m宽、1km长聚丙烯纤维网混凝土与水泥混凝土路面造价及性能对比表

【注释】

[1]聚丙烯纤维混凝土在水利工程上应用研究课题组.聚丙烯纤维混凝土技术调研报告，2000年12月。

[2]Hwang，C.L.，L.S.Lee，F.Y.Lin，and J.J.Lin.Densified Mixture Design Algorithm and Early Properties of High Performance Concrete.Journal of the Chinese Institute of Civil and Hydraulic Engineering，V.8，N.2，1996.

[3]关战伟，梅明荣，杨勇.钢纤维混凝土在水工结构除险加固中的应用研究综述.西部探矿工程，2006（9）。

[4]李立权编.混凝土配合比设计手册.广州：华南理工大学出版社，1999。

[5]周国强，张运淑.钢纤维混凝土在龙首二级水电工程面板抗裂中的应用.国际水力发电，2005（2）。

[6]聚丙烯纤维网混凝土在某工程补强加固中的应用.www．cnpoly.com 2007.3。

[7]纤维网混凝土路面设计及施工工艺.www．cnpoly.com 2006.6。