現代高新混凝土工程中,混凝土的應用向著高強度、大流動度方向發展。隨著混凝土強度和坍落度的提高,水泥的和用量不斷增加,由此帶來的副作用是水化熱加劇,混凝土的凝固收縮量加大,收縮應力增大,裂縫數量增多。此外,隨著建筑構件向大體積、大面積、外形復雜多樣的方向發展,向地下空間的發展,混凝土內的應力大而復雜,裂縫的出現亦較以往多得多。因此,從混凝土防水的角度看,除了注重混凝土抗滲性外,更注重由于混凝土抗裂性不足而引起的滲漏,非凡是高標號的混凝土。 近年來,國外發展了應用微纖維混凝土進行抗裂防水的新技術。美國于90年代初研制出微纖維混凝土,在隨后的幾年中得到迅速的發展,其中應用最多的是聚丙烯纖維混凝土。如今,在美國新建筑物中的地下室和屋面混凝土中大多采用了聚丙烯纖維混凝土,國內亦開始在防水工程中得到成功應用。
聚丙烯纖維混凝土的防水屬于混凝土的剛性本體防水,在防水混凝土的抗滲和抗裂 2個途徑中,聚丙烯纖維主要是通過抗裂達到防水目的。聚丙烯纖維抗裂防水的機理是建立在對混凝土的固結、收縮的微觀研究的基礎上。從微觀的角度來看,任何密實的混凝土都存在微裂縫。這些微裂縫存在于相與相之間(石、砂、水泥膠體三相)和水泥微顆粒之間,只不過正常的微裂縫肉眼看不到而已?;炷猎谟不纬蓮姸鹊倪^程中,初期由于水和水泥的應形成結晶體,這種晶體化合物的體積比原材料的體積要小,因而引起混凝土體積的收縮;在后期又由于混凝土內自由水分的蒸發而引起干縮。這些應力某個時期超出了水泥機體的抗拉強度,于是在混凝土內部引起微裂縫。這些微裂縫不可避免地存在于混凝土內的骨料和水泥凝膠體的局部接觸面處以及凝膠體自身內部?;炷猎谀Y和硬化過程中,微裂縫經歷了出現和發展的過程。這一過程,宏觀上認為是混凝土在固結收縮,一般混凝土的收縮率在 8×10-4左右?;炷恋奈⒘芽p在發展過程中,是從無到有,從小到大向最薄弱方向定向發展。微裂縫向細裂縫的發展大多數(約占70%)在3-7d凝膠期內完成,此時混凝土的抗拉強度小于1Mpa,如果沒有采取有效的抗裂措施,混凝土固有的微裂縫在內外應力的作用下將會發展為更大的裂縫以至最終形成貫通的毛細孔道及裂縫,從而導致防水失敗