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。混凝土在硬化形成強度的過程中，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。混凝土在凝結和硬化過程中，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。混凝土的微裂縫在發展過程中，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，也造成結構設計強度遠未能充分發揮，嚴重的甚至威脅到工程的安全及使用。
在混凝土內摻入聚丙烯纖維，聚丙烯纖維與水泥集料有極強的結合力，可以迅速而輕易地與混凝土材料混合，分布均勻；同時由于細微，故比面積大，每公斤聚丙烯纖維連起來的總長度可繞地球10多圈，若分布在1m3的混凝土中，則可使每1m3的混凝土中有近20條纖維絲，故能在混凝土內部構成一種均勻的亂向支撐體系。當微裂縫在細裂縫發展的過程中，必然碰到多條不同向的微纖維，由于遭到纖維的阻擋，消耗了能量，難以進一步發展。因此，聚丙烯纖維可以有效地抑制混凝土早期干縮微裂及離析裂的產生和發展，極大地減少了混凝土收縮裂縫，尤其是有效地抑制了連通裂縫的產生。從宏觀上解釋，就是微纖維分散了混凝土的定向拉應力，從而達到抗裂的效果。試驗表明，與普通混凝土相比，聚丙烯纖維體積摻量為0.05％（約0.5 kg/m3）的混凝土抗裂能力提高了近70％。
另外，均勻分布在混凝土中彼此相粘連的大量纖維起了“承托”骨料的作用，降低了混凝土表面的析水與集料的離析，從而使混凝土中直徑為50－100nm和大于100nm的孔隙含量大大降低，由此可以極大提高混凝土的抗滲能力。試驗表明，0.05％體積摻量的聚丙烯纖維比普通混凝土的抗滲能力提高了60％－70％。 |