分析聚丙烯纤维再生混凝土路面工程的经济性

秦荷成

（广西建设职业技术学院 广西南宁 530000）

如今，在路面工程中，混凝土实际用量越来越多，特别是近几年，伴随新建与改造工程的增多，使工程建设带来了很多问题。其中，最主要的问题就是资源利用与环境保护。对此，应从材料上积极改善，比如在再生混凝土中适量掺加聚丙烯纤维材料，以此提高混凝土的强度，改善各项性能，从而达到预期的可持续发展目标。

1 价值工程分析

对于价值工程分析，它主要是指对产品功能和成本进行对比，属典型的定量分析，是对产品进行综合衡量的关键指标之一。对于价值工程，它汇集了集体智慧，能更深层次的探索各项资源的实际利用。

式（1）中，V表示产品价值；F表示功能；C表示成本。可以看出，价值和功能之间为正比关系，而和成本之间则为反比关系。

聚丙烯纤维再生混凝土，其价值可用成本予以控制，通过对聚丙烯纤维的适量掺加，能提高其性能，根据价值工程基本原理，可对该混凝土和常规混凝土的性价比实施深入分析和对比。

2 聚丙烯纤维再生混凝土路面工程经济性

要对再生骨料各项经济指标进行综合考察，应从成本与环保、社会效益等角度入手。再生骨料在不同地区有不同的经济条件，应严格遵照因地制宜的基本原则。基于此，需要从尽可能多的角度对再生骨料的实际生产、施工需求及垃圾处理等进行分析。

实际工程中，合理使用废弃的再生骨料，除了能减少清运处理方面的费用，还能减轻对环境造成的二次污染，而且更为重要的是能解决由于废弃物造成的环境问题。目前，很多发达国家都开始对这一问题予以分析研究，同时考虑在道路的基层和面层工程中使用再生骨料。通过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。通过对再生骨料的合理应用，除了有较好经济效益，还能解决由于材料废弃造成的环境污染和破坏。

以下对实际工程中应用聚丙烯纤维再生混凝土的经济性施以深入分析，内容包括三点，分别为成本分析、性能分析和性价比分析。

2.1 成本分析

以厚度为500mm的路面为例，采用普通混凝土时，其单价为320元/m3，采用聚丙烯纤维再生混凝土时，其单价为89.1元/m3（其中，聚丙烯纤维单价为40元/kg，砂浆的单价为253元/m3，用量为0.21元/m3）。可见，采用聚丙烯纤维再生混凝土，能减少152.9元的单位成本，效果十分显著。除材料成本大幅降低外，天然骨料的实际运输费用从11元/m3降低至0，废弃混凝土的实际运输费用从11元/m3降低至1元/m3，废弃混凝土的实际占地费用从2元/m3降低至0。然而，需要增加101元/m3的机械碎石成本。加上以上成本，聚丙烯纤维再生混凝土的总成本为191.1元/m3，仍比常规混凝土的344元/m3有较大幅度的降低。

2.2 性能分析

根据现有试验数据实施分析和对比，将对比的对象确定为常规混凝土、纤维加强混凝土与聚丙烯纤维再生混凝土，对比结果为：①常规混凝土的抗压强度权重、抗拉强度权重、断裂能权重、极限弯拉应变权重及总评权重均为1.0；②纤维加强混凝土的抗压强度权重为0.70、抗拉强度权重为0.60、断裂能权重为0.70、极限弯拉应变权重为0.60，总评权重为0.65；③聚丙烯纤维再生混凝土的抗压强度权重为0.75、抗拉强度权重为0.80、断裂能性能为0.85、极限弯拉应变权重为0.80，总评权重为0.80。根据以上数据结果可知，相较于纤维加强混凝土，尽管聚丙烯纤维再生混凝土性能有所提升，但仍略差于常规混凝土，只可以达到常规混凝土的80%。

2.3 性价比分析

在方案选择过程中，会对方案性价比情况予以充分考虑。基于此，为对公路工程中采用聚丙烯纤维再生混凝土后产生的经济效益进行深入分析，需要对它的性价比施以定量分析，具体的分析结果为：对于常规混凝土，其性能指标为1.0，价格指标为1.0，则性价比为1.0；对于聚丙烯纤维再生混凝土，其性能指标为0.8，价格指标为0.55（即其总成本仅为常规混凝土的0.55倍），则性价比为1.45。可见，在设计使用周期内，采用聚丙烯纤维再生混凝土，能有效降低养护费用与管理费用，进而降低全寿命周期成本。

3 聚丙烯纤维再生混凝土主要性能

3.1 塑性收缩

基材在发生收缩后，会产生一定内应力，导致裂缝产生。为避免这一问题，向混凝土中适量加入聚丙烯纤维，使其在混凝土的内部产生三维网格，承受内应力，使裂缝细化，同时对早期裂缝有良好抑制，改善水泥石结构，减小缝宽，减少裂纹的数量。

3.2 干缩

干燥环境下，再生混凝土会产生一定程度的干缩现象，湿润环境下，则会产生膨胀。在加入聚丙烯纤维以后，能降低干缩实际发生率，使混凝土具有较强的抗干缩性能。为对开裂现象予以有效抑制，保证抗干裂性能，采用聚丙烯纤维是很有必要的。

3.3 抗压强度与弯拉强度

相关研究表明，向再生混凝土当中适量掺加聚丙烯纤维材料，能提高其抗拉、抗压和弯拉强度，并改善弹性模量。

3.4 韧性

对再生混凝土而言，其韧性与聚丙烯纤维实际含量密切相关，比如，当聚丙烯纤维实际掺加量处于0.05～0.20%范围内时，韧性能提高25～80%；当聚丙烯纤维实际掺加量处于0.5～1.0%范围内时，韧性能提高至少4倍。

3.5 冲击性能

与韧性相同，对再生混凝土而言，其抗冲击性能同样与聚丙烯纤维实际含量密切相关，比如，当聚丙烯纤维实际掺加量处于0.1～0.2%范围内时，其冲击能量最多可以提高5倍。

3.6 耐久性

在相同条件下，通过对聚丙烯纤维材料的适量掺加，除了可以提高混凝土自身抗冻性与抗渗性，而且耐磨性也得以改善，使混凝土具有较高耐酸碱性，对其它性能基本没有影响。此外，采用了聚丙烯纤维材料后，还能对由于硫酸盐腐蚀及碱骨料反应等造成的膨胀现象，也有显著的抑制作用。因合成纤维在光照条件下容易老化，所以对于聚丙烯纤维材料，由于在路面环境下使用，所以可能会产生一定老化的问题。

（1）抗渗性

向再生混凝土中适量掺加聚丙烯纤维材料，能有效提高其抗渗性。试验和实践表明，当聚丙烯纤维实际掺加量处于0.05～0.10%范围内时，抗渗性可至少提高40%。

（2）抗冻性

相较于相同条件下的素混凝土，适量掺加聚丙烯纤维材料的混凝土，其抗冻性将有很大程度的提高。

（3）耐磨性与抗老化性

向再生混凝土中适量掺加聚丙烯纤维材料，能提高在耐磨性，并提高抗老化性。

4 结束语

通过以上分析可知，尽管聚丙烯纤维再生混凝土从综合性能上不如常规混凝土，但却在成本上有明显优势，而且在性价比方面好于常规混凝土。向再生混凝土中适量掺加聚丙烯纤维材料，能提高混凝土强度，将其用于路面工程，除了能降低成本，实现节能减排目标，还能减少或避免对周围自然环境造成的影响与破坏。除此之外，聚丙烯纤维再生混凝土还具有一些特殊的使用性能，能进一步提高社会效益与经济效益。

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