玄武巖纖維貧混凝土力學(xué)性能研究

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1、第34卷第1期華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)Vo1．34No．12013年2月JournalofNoahChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPowerFeb．2013DOI：10．3969／j．issn．1002—5634．2013．O1．009玄武巖纖維貧混凝土力學(xué)性能研究劉朝暉，何春燕，孫瀟瀟，李本鵬(1．長(zhǎng)沙理工大學(xué)，湖南長(zhǎng)沙410076；2．廣東交通實(shí)業(yè)投資有限公司，廣東廣州510100)摘要：從貧混凝土基層的復(fù)合式路面的使用狀況來(lái)看，反射裂縫的問(wèn)題比較突出．玄武巖纖維貧混凝土是一種能有效減弱或者避免

2、貧混凝土產(chǎn)生反射裂縫的新型混合料．通過(guò)一系列室內(nèi)試驗(yàn)，對(duì)玄武巖纖維貧混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗彎拉強(qiáng)度、抗沖擊能力以及靜力抗壓彈性模量等力學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究．得出玄武巖纖維最佳摻量為混合料總質(zhì)量的2．0％0，最佳摻量范圍為3—6ks／m．摻入玄武巖纖維后，能大幅提高貧混凝土的早期抗壓、抗彎拉強(qiáng)度，且28d齡期的纖維貧混凝抗壓強(qiáng)度和抗彎拉強(qiáng)度也較一般貧混凝土提高了20％以上；可使貧混凝土具有良好的抗沖擊性能，較普通貧混凝土提高了近1／3倍；可提高貧混凝土材料的靜力抗壓彈性模量，但提升幅度不大．關(guān)鍵詞：纖維貧混凝土；玄武巖纖維；力學(xué)性能；設(shè)計(jì)參數(shù)中圖分類(lèi)號(hào)：U414

3、。l8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1002—5634(2013)Ol一0037—04近年來(lái)，隨著重車(chē)比例增大和車(chē)輛超載現(xiàn)象增延緩或者避免貧混凝土的反射裂縫，由此形成了一多，我國(guó)相當(dāng)一部分新建路面發(fā)生了不同程度的早種新型混合材料——玄武巖纖維貧混凝土．玄武巖期損壞．在許多重載、超載嚴(yán)重路段，路面遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不纖維貧混凝土是將玄武巖纖維均勻地分散于貧混凝到應(yīng)有的設(shè)計(jì)年限．而高等級(jí)公路路面基層設(shè)計(jì)是土中，通過(guò)分散的玄武巖纖維減少動(dòng)態(tài)荷載作用在否得當(dāng)，往往對(duì)整個(gè)路面結(jié)構(gòu)功能的發(fā)揮起著關(guān)鍵貧混凝土上引起的應(yīng)力集中，增強(qiáng)貧混凝土材料的作用．在重載交通情況下，基層材料的強(qiáng)度、剛度及

4、抗拉強(qiáng)度和抗裂性，減小溫差變化時(shí)結(jié)構(gòu)的收縮變水穩(wěn)性應(yīng)較一般交通情況的高，且要有較高的抗疲形量，從而減少反射裂縫的產(chǎn)生．勞破壞能力．為了應(yīng)對(duì)這種基層特性需求，目前我國(guó)玄武巖纖維瀝青混凝土具有較高的抗拉與抗彎公路逐漸推廣采用貧混凝土基層．貧混凝土(Lean極限強(qiáng)度，目前已經(jīng)在瀝青路面、橋面鋪裝工程中有Concrete，LC)與傳統(tǒng)的水泥穩(wěn)定碎石、二灰碎石等著成功的運(yùn)用．但是對(duì)于玄武巖纖維貧混凝土基層常用半剛性材料相比，具有更高的強(qiáng)度、剛度和整體這種新型基層混合料的研究尚處于初步階段．筆者性，抗沖刷和抗凍性能良好?．但是貧混凝土具有就玄武巖纖維貧混凝土的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)

5、行了研究．一般水泥混凝土的共有特性，在溫度和荷載作用下，1原材料及配合比設(shè)計(jì)容易產(chǎn)生反射裂縫，造成路面結(jié)構(gòu)的早期損壞．玄武巖纖維(BasaltFiber，BF)由純天然玄武巖1．1原材料礦石經(jīng)1450～1500℃高溫熔融后，通過(guò)鉑鍺合金采用普通硅酸鹽32．5(R)水泥，其細(xì)度、稠度、拉絲漏板制成，具有斷裂強(qiáng)度高、彈性模量高、伸凝固時(shí)間和體積安定性等指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要長(zhǎng)率低、耐高溫(>880oC)、耐低溫(<一200℃)、求．粗集料為5～25mm粒徑范圍的連續(xù)級(jí)配碎石，熱傳導(dǎo)系數(shù)低(隔熱)、抗腐蝕、吸濕性低、重量輕等其壓碎值、針片狀含量及密度均滿(mǎn)足規(guī)范要求．

6、細(xì)集優(yōu)異性能和優(yōu)良的加工性能，屬于一種全新的材料．料采用當(dāng)?shù)睾由?，含泥量符合?guī)范要求，為中粗砂．將短切玄武巖纖維摻配到貧混凝土中，可以有效地外加劑采用TQN聚羧酸高性能緩凝減水劑．短切玄收稿日期：2012—08—30基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51178062，51038002)；交通部應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(2011319825040)．作者簡(jiǎn)介：劉朝暉(1968一)，男，湖南隆回人，教授，博士，主要從事路基路面工程、道路新材料、道路環(huán)境工程等方面的研究38華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)2012年2月武巖纖維為浙江石金玄武巖纖維有限公司生產(chǎn)的玄工作性、強(qiáng)度、耐久性等技

7、術(shù)要求的前提下，經(jīng)濟(jì)合武巖短切纖維(BFCS．17．264—20．W)，其各項(xiàng)性能指理地確定拌合料各組分的用量比例關(guān)系．設(shè)計(jì)強(qiáng)標(biāo)見(jiàn)表1．度標(biāo)準(zhǔn)值滿(mǎn)足《水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF30-2003)中的要求．參照貧混凝土基層設(shè)表1玄武巖纖維的主要性能指標(biāo)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，設(shè)定玄武巖纖維混凝土設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度為=10MPa，設(shè)計(jì)抗彎拉強(qiáng)度為=2MPa．經(jīng)過(guò)試驗(yàn)試配，確定了玄武巖纖維貧混凝土的配合比，見(jiàn)表2．其中玄武巖纖維是按混合料質(zhì)量百分率1．2配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行摻配，減水劑摻量為1％(相對(duì)水泥而言)．混凝土配合比設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是在滿(mǎn)足混凝土表2水灰比為0．95的混

8、凝土配合比kg／m2試驗(yàn)結(jié)果與分析2JTGE30-2