不同纖維活性粉末混凝土基本性能研究

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1、2016年第9期混凝土與水泥制品2016No．99月CHINACONCRETEANDCEMENTPRODUCTSSeptember不同纖維活性粉末混凝土基本性能研究賈方方1，王萬金1，賀奎1，夏義兵1，王靖1，查炎鵬1，孔德成2(1．北京市功能性高分子建筑材料工程技術(shù)研究中心北京市建筑工程研究院有限責(zé)任公司，100039；2．北京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，102200)摘要：選取玄武巖纖維和聚丙烯粗纖維制備活性粉末混凝土，研究了纖維種類和摻量對活性粉末混凝土流動(dòng)性、抗壓強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度的影響規(guī)律，并與鋼纖維進(jìn)行了對比分析。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，給出了每種纖維的最佳摻量。

2、關(guān)鍵詞：活性粉末混凝土；非金屬纖維；流動(dòng)性；強(qiáng)度Abstract：BasaltfiberandpolypropylenecrudefibeTswereselectedtopreparetheReactivePowerConcrete．7rhein’fluenceoffibertypeandcontentontheliquidity，compressivestrength，splittingtensilestrength，flexuralstrengthofReac。tivePowderConcretewasstudied．Comparedwithsteelfib

3、ers，theoptimumcontentofeachtypeoffiberwerepresented．Keywords：ReactivePowderConcrete；Non—metallicfiber；Liquidity；Strength中圖分類號：TU528文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1000—4637(2016)09—53—040前言活性粉末混凝土(ReactivePowderConcrete)是法國BOUYGUES公司于1993年研制成功的一種具有超高強(qiáng)度、高韌性、高耐久性、高環(huán)保性的新型水泥基復(fù)合材料【l-21．其抗壓強(qiáng)度可達(dá)200～800MPa。由于性能

4、優(yōu)異，也稱之為超高性能混凝土(UHPC)。結(jié)構(gòu)中使用活性粉末混凝土能減小構(gòu)件尺寸。有效減輕結(jié)構(gòu)自重，節(jié)約材料用量13]。將活性粉末混凝土應(yīng)用到橋梁工程中可以降低橋梁高度，有效解決跨線區(qū)橋梁高度受凈空限制的問題14]，同時(shí)可減少配筋，并降低結(jié)構(gòu)自重151。由于超高性能混凝土具有優(yōu)異的耐久性性能．可以減少后期維護(hù)費(fèi)用．延長結(jié)構(gòu)使用壽命，并對嚴(yán)酷服役環(huán)境下的結(jié)構(gòu)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。超高性能混凝土優(yōu)異的力學(xué)性能及耐久性能使其在土木、石油、核電、市政、海洋及軍事設(shè)施中都有著廣闊的應(yīng)用前景?；钚苑勰┗炷辆哂衅胀ɑ炷链嘈缘奶攸c(diǎn)．若不摻加纖維則容易發(fā)生開裂，而一旦出現(xiàn)裂縫，

5、外界有害離子就會(huì)侵人基體內(nèi)部，引起結(jié)構(gòu)腐蝕。因此，在活性粉末混凝土中纖維不可缺少。活性粉末混凝土在配制過程中一般通過摻加鋼纖維來提高基體本身的韌性、抗拉強(qiáng)度、抗沖擊性、抗爆能力等，但鋼纖維具有易銹蝕、自重大、造價(jià)高、攪拌成基金項(xiàng)目：北京市百千萬人才資助項(xiàng)目：北京市博士后基金資助項(xiàng)目(2014ZZ-41)。型困難等缺點(diǎn)。將活性粉末混凝土應(yīng)用于海洋環(huán)境中，若施工不當(dāng)，鋼纖維外露則存在銹蝕的風(fēng)險(xiǎn)，而一旦發(fā)生鋼纖維銹蝕，基體及內(nèi)部鋼筋就會(huì)發(fā)生腐蝕，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)物的承載能力及使用壽命，因而使設(shè)計(jì)及施工者對活性粉末混凝土在海洋工程中的應(yīng)用產(chǎn)生了顧慮。若能在保證強(qiáng)度及耐久性的

6、前提下采用非金屬纖維材料替代鋼纖維配制活性粉末混凝土，則可在提高活性粉末混凝土韌性、抗裂性的同時(shí)打消設(shè)計(jì)者對鋼纖維易銹蝕的顧慮，從而使其應(yīng)用范圍更加廣泛。本文選取了工程中常用的兩種非金屬纖維制備活性粉末混凝土．研究了纖維種類及摻量對活性粉末混凝土流動(dòng)性和強(qiáng)度的影響規(guī)律，并給出了纖維的最佳摻量．同時(shí)與鋼纖維活性粉末混凝土進(jìn)行了對比分析。1試驗(yàn)1．1原材料及配合比水泥選用P·O42．5級普通硅酸鹽水泥：選用粒徑21xm以下．且平均粒徑0．3121山m左右的微硅粉：粒徑范圍0．16～1．25mm的石英砂(粒徑0．16～0．315mm為細(xì)砂，0．315—0．63mm為中

7、砂．0．63～1．25mm為粗砂)；高效減水劑；纖維選用了鋼纖維(表面鍍銅)、玄武巖纖維和聚丙烯粗纖維(表面壓痕)，各纖維的性能指標(biāo)列于表1。首先根據(jù)拌合物的流動(dòng)性狀態(tài)來確定纖維摻量，試驗(yàn)中除纖維外其余原材料配合比保持不變，一53—2016年第9期混凝土與水泥制品總第245期表1纖維的各項(xiàng)性能指標(biāo)試驗(yàn)用配合比見表2。最終確定的各組試件中纖維摻量及試件編號見表3。表2混凝土配合比kg／m3試件編號纖維類型纖維摻量／％1．2試件制備及養(yǎng)護(hù)制備活性粉末混凝土?xí)r首先將稱量好的砂和纖維倒入攪拌機(jī)中攪拌3rain。使纖維與砂均勻混合；然后加入水泥和硅粉攪拌1min；最后將水

8、與高效減水劑混合后加入攪