分析聚丙烯纖維再生混凝土路面工程的經(jīng)濟性

秦荷成

（廣西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)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(shè)帶來了很多問題。其中，最主要的問題就是資源利用與環(huán)境保護。對此，應(yīng)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(dá)到預(yù)期的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

1 價值工程分析

對于價值工程分析，它主要是指對產(chǎn)品功能和成本進行對比，屬典型的定量分析，是對產(chǎn)品進行綜合衡量的關(guān)鍵指標(biāo)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(chǎn)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(guān)系，而和成本之間則為反比關(guān)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(jù)價值工程基本原理，可對該混凝土和常規(guī)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(jīng)濟性

要對再生骨料各項經(jīng)濟指標(biāo)進行綜合考察，應(yīng)從成本與環(huán)保、社會效益等角度入手。再生骨料在不同地區(qū)有不同的經(jīng)濟條件，應(yīng)嚴(yán)格遵照因地制宜的基本原則?；诖耍枰獜谋M可能多的角度對再生骨料的實際生產(chǎn)、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(huán)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(huán)境問題。目前，很多發(fā)達(dá)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(yīng)用，除了有較好經(jīng)濟效益，還能解決由于材料廢棄造成的環(huán)境污染和破壞。

以下對實際工程中應(yīng)用聚丙烯纖維再生混凝土的經(jīng)濟性施以深入分析，內(nèi)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?xí)r，其單價為320元/m3，采用聚丙烯纖維再生混凝土?xí)r，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）?？梢?，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(guī)混凝土的344元/m3有較大幅度的降低。

2.2 性能分析

根據(jù)現(xiàn)有試驗數(shù)據(jù)實施分析和對比，將對比的對象確定為常規(guī)混凝土、纖維加強混凝土與聚丙烯纖維再生混凝土，對比結(jié)果為：①常規(guī)混凝土的抗壓強度權(quán)重、抗拉強度權(quán)重、斷裂能權(quán)重、極限彎拉應(yīng)變權(quán)重及總評權(quán)重均為1.0；②纖維加強混凝土的抗壓強度權(quán)重為0.70、抗拉強度權(quán)重為0.60、斷裂能權(quán)重為0.70、極限彎拉應(yīng)變權(quán)重為0.60，總評權(quán)重為0.65；③聚丙烯纖維再生混凝土的抗壓強度權(quán)重為0.75、抗拉強度權(quán)重為0.80、斷裂能性能為0.85、極限彎拉應(yīng)變權(quán)重為0.80，總評權(quán)重為0.80。根據(jù)以上數(shù)據(jù)結(jié)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(guī)混凝土，只可以達(dá)到常規(guī)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?；诖?，為對公路工程中采用聚丙烯纖維再生混凝土后產(chǎn)生的經(jīng)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(jié)果為：對于常規(guī)混凝土，其性能指標(biāo)為1.0，價格指標(biāo)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(biāo)為0.8，價格指標(biāo)為0.55（即其總成本僅為常規(guī)混凝土的0.55倍），則性價比為1.45?？梢?，在設(shè)計使用周期內(nèi)，采用聚丙烯纖維再生混凝土，能有效降低養(yǎng)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(fā)生收縮后，會產(chǎn)生一定內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)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(nèi)部產(chǎn)生三維網(wǎng)格，承受內(nèi)應(yīng)力，使裂縫細(xì)化，同時對早期裂縫有良好抑制，改善水泥石結(jié)構(gòu)，減小縫寬，減少裂紋的數(shù)量。

3.2 干縮

干燥環(huán)境下，再生混凝土?xí)a(chǎn)生一定程度的干縮現(xiàn)象，濕潤環(huán)境下，則會產(chǎn)生膨脹。在加入聚丙烯纖維以后，能降低干縮實際發(fā)生率，使混凝土具有較強的抗干縮性能。為對開裂現(xiàn)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(guān)研究表明，向再生混凝土當(dāng)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(guān)，比如，當(dāng)聚丙烯纖維實際摻加量處于0.05～0.20%范圍內(nèi)時，韌性能提高25～80%；當(dāng)聚丙烯纖維實際摻加量處于0.5～1.0%范圍內(nèi)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(guān)，比如，當(dāng)聚丙烯纖維實際摻加量處于0.1～0.2%范圍內(nèi)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?jié)B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(yīng)等造成的膨脹現(xiàn)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(huán)境下使用，所以可能會產(chǎn)生一定老化的問題。

（1）抗?jié)B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?jié)B性。試驗和實踐表明，當(dāng)聚丙烯纖維實際摻加量處于0.05～0.10%范圍內(nèi)時，抗?jié)B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(jié)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(guī)混凝土，但卻在成本上有明顯優(yōu)勢，而且在性價比方面好于常規(guī)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(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，還能減少或避免對周圍自然環(huán)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(jīng)濟效益。

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