分析聚丙烯纖維再生混凝土路面工程的經濟性

秦荷成

（廣西建設職業技術學院 廣西南寧 530000）

如今，在路面工程中，混凝土實際用量越來越多，特別是近幾年，伴隨新建與改造工程的增多，使工程建設帶來了很多問題。其中，最主要的問題就是資源利用與環境保護。對此，應從材料上積極改善，比如在再生混凝土中適量摻加聚丙烯纖維材料，以此提高混凝土的強度，改善各項性能，從而達到預期的可持續發展目標。

1 價值工程分析

對于價值工程分析，它主要是指對產品功能和成本進行對比，屬典型的定量分析，是對產品進行綜合衡量的關鍵指標之一。對于價值工程，它匯集了集體智慧，能更深層次的探索各項資源的實際利用。

式（1）中，V表示產品價值；F表示功能；C表示成本。可以看出，價值和功能之間為正比關系，而和成本之間則為反比關系。

聚丙烯纖維再生混凝土，其價值可用成本予以控制，通過對聚丙烯纖維的適量摻加，能提高其性能，根據價值工程基本原理，可對該混凝土和常規混凝土的性價比實施深入分析和對比。

2 聚丙烯纖維再生混凝土路面工程經濟性

要對再生骨料各項經濟指標進行綜合考察，應從成本與環保、社會效益等角度入手。再生骨料在不同地區有不同的經濟條件，應嚴格遵照因地制宜的基本原則。基于此，需要從盡可能多的角度對再生骨料的實際生產、施工需求及垃圾處理等進行分析。

實際工程中，合理使用廢棄的再生骨料，除了能減少清運處理方面的費用，還能減輕對環境造成的二次污染，而且更為重要的是能解決由于廢棄物造成的環境問題。目前，很多發達國家都開始對這一問題予以分析研究，同時考慮在道路的基層和面層工程中使用再生骨料。通過一系列的分析研究可知，在新建的水泥路面工程中，采用再生骨料完全可行。通過對再生骨料的合理應用，除了有較好經濟效益，還能解決由于材料廢棄造成的環境污染和破壞。

以下對實際工程中應用聚丙烯纖維再生混凝土的經濟性施以深入分析，內容包括三點，分別為成本分析、性能分析和性價比分析。

2.1 成本分析

以厚度為500mm的路面為例，采用普通混凝土時，其單價為320元/m3，采用聚丙烯纖維再生混凝土時，其單價為89.1元/m3（其中，聚丙烯纖維單價為40元/kg，砂漿的單價為253元/m3，用量為0.21元/m3）。可見，采用聚丙烯纖維再生混凝土，能減少152.9元的單位成本，效果十分顯著。除材料成本大幅降低外，天然骨料的實際運輸費用從11元/m3降低至0，廢棄混凝土的實際運輸費用從11元/m3降低至1元/m3，廢棄混凝土的實際占地費用從2元/m3降低至0。然而，需要增加101元/m3的機械碎石成本。加上以上成本，聚丙烯纖維再生混凝土的總成本為191.1元/m3，仍比常規混凝土的344元/m3有較大幅度的降低。

2.2 性能分析

根據現有試驗數據實施分析和對比，將對比的對象確定為常規混凝土、纖維加強混凝土與聚丙烯纖維再生混凝土，對比結果為：①常規混凝土的抗壓強度權重、抗拉強度權重、斷裂能權重、極限彎拉應變權重及總評權重均為1.0；②纖維加強混凝土的抗壓強度權重為0.70、抗拉強度權重為0.60、斷裂能權重為0.70、極限彎拉應變權重為0.60，總評權重為0.65；③聚丙烯纖維再生混凝土的抗壓強度權重為0.75、抗拉強度權重為0.80、斷裂能性能為0.85、極限彎拉應變權重為0.80，總評權重為0.80。根據以上數據結果可知，相較于纖維加強混凝土，盡管聚丙烯纖維再生混凝土性能有所提升，但仍略差于常規混凝土，只可以達到常規混凝土的80%。

2.3 性價比分析

在方案選擇過程中，會對方案性價比情況予以充分考慮。基于此，為對公路工程中采用聚丙烯纖維再生混凝土后產生的經濟效益進行深入分析，需要對它的性價比施以定量分析，具體的分析結果為：對于常規混凝土，其性能指標為1.0，價格指標為1.0，則性價比為1.0；對于聚丙烯纖維再生混凝土，其性能指標為0.8，價格指標為0.55（即其總成本僅為常規混凝土的0.55倍），則性價比為1.45。可見，在設計使用周期內，采用聚丙烯纖維再生混凝土，能有效降低養護費用與管理費用，進而降低全壽命周期成本。

3 聚丙烯纖維再生混凝土主要性能

3.1 塑性收縮

基材在發生收縮后，會產生一定內應力，導致裂縫產生。為避免這一問題，向混凝土中適量加入聚丙烯纖維，使其在混凝土的內部產生三維網格，承受內應力，使裂縫細化，同時對早期裂縫有良好抑制，改善水泥石結構，減小縫寬，減少裂紋的數量。

3.2 干縮

干燥環境下，再生混凝土會產生一定程度的干縮現象，濕潤環境下，則會產生膨脹。在加入聚丙烯纖維以后，能降低干縮實際發生率，使混凝土具有較強的抗干縮性能。為對開裂現象予以有效抑制，保證抗干裂性能，采用聚丙烯纖維是很有必要的。

3.3 抗壓強度與彎拉強度

相關研究表明，向再生混凝土當中適量摻加聚丙烯纖維材料，能提高其抗拉、抗壓和彎拉強度，并改善彈性模量。

3.4 韌性

對再生混凝土而言，其韌性與聚丙烯纖維實際含量密切相關，比如，當聚丙烯纖維實際摻加量處于0.05～0.20%范圍內時，韌性能提高25～80%；當聚丙烯纖維實際摻加量處于0.5～1.0%范圍內時，韌性能提高至少4倍。

3.5 沖擊性能

與韌性相同，對再生混凝土而言，其抗沖擊性能同樣與聚丙烯纖維實際含量密切相關，比如，當聚丙烯纖維實際摻加量處于0.1～0.2%范圍內時，其沖擊能量最多可以提高5倍。

3.6 耐久性

在相同條件下，通過對聚丙烯纖維材料的適量摻加，除了可以提高混凝土自身抗凍性與抗滲性，而且耐磨性也得以改善，使混凝土具有較高耐酸堿性，對其它性能基本沒有影響。此外，采用了聚丙烯纖維材料后，還能對由于硫酸鹽腐蝕及堿骨料反應等造成的膨脹現象，也有顯著的抑制作用。因合成纖維在光照條件下容易老化，所以對于聚丙烯纖維材料，由于在路面環境下使用，所以可能會產生一定老化的問題。

（1）抗滲性

向再生混凝土中適量摻加聚丙烯纖維材料，能有效提高其抗滲性。試驗和實踐表明，當聚丙烯纖維實際摻加量處于0.05～0.10%范圍內時，抗滲性可至少提高40%。

（2）抗凍性

相較于相同條件下的素混凝土，適量摻加聚丙烯纖維材料的混凝土，其抗凍性將有很大程度的提高。

（3）耐磨性與抗老化性

向再生混凝土中適量摻加聚丙烯纖維材料，能提高在耐磨性，并提高抗老化性。

4 結束語

通過以上分析可知，盡管聚丙烯纖維再生混凝土從綜合性能上不如常規混凝土，但卻在成本上有明顯優勢，而且在性價比方面好于常規混凝土。向再生混凝土中適量摻加聚丙烯纖維材料，能提高混凝土強度，將其用于路面工程，除了能降低成本，實現節能減排目標，還能減少或避免對周圍自然環境造成的影響與破壞。除此之外，聚丙烯纖維再生混凝土還具有一些特殊的使用性能，能進一步提高社會效益與經濟效益。

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