聚丙烯纤维混凝土试验
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聚丙烯纤维高性能混凝土抗渗性能的试验通过测试商品混凝土吸水率、渗透高度、抗氯离子渗透性(电通量)、不同深度氯离子浓度等指标,研究了掺入聚丙烯纤维对高性能商品混凝土抗渗性能的影响。
试验结果表明,由于高性能商品混凝土中掺有粉煤灰、硅粉,其抗渗性大大提高;而掺入聚丙烯纤维后吸水率、渗透高度增大,但抗氯离子渗透性无明显变化,需要做进一步的研究。
0 前言为改善高性能商品混凝土抗拉强度低、极限应变小、抗冲击性差、脆性大、易开裂等缺点,满足对商品混凝土高强度高韧性的要求,近年来,通过在高性能商品混凝土中掺入短纤维改善其上述不足正受到广泛重视。
聚丙烯纤维是研究较早并已用于商品混凝土的聚合物纤维之一,它通过大量吸收能量,大幅度提高了商品混凝土抗裂能力及改善抗冲击性能,并提高了商品混凝土的整体性,这些已经为大量试验证实。
但是聚丙烯纤维对商品混凝土抗渗性能的影响,目前存在2 种不同的观点。
一种观点认为:纤维掺入商品混凝土后基体失水面积减小,水分迁移困难,从而使毛细管失水收缩形成的毛细管张力有所减小;同时,由于合成纤维的弹性模量高于凝结初期基体的弹性模量,增加了塑性和硬化初期复合体的抗拉强度,减少了纤维商品混凝土的微裂缝,孔隙结构得到改善,从而提高了商品混凝土的抗渗性[1]。
另一种观点认为:纤维的加入增加了商品混凝土的界面,导致商品混凝土孔隙率提高,抗渗性降低。
关于掺入聚丙烯纤维对商品混凝土抗渗性能的影响,已进行了很多试验研究。
但是,这些研究中大都用渗透高度法,即制作上下底面直径分别为175mm和185mm、高度为150mm的圆柱体试件,养护28d后,测定在恒压条件下24 h 后试件的渗水高度,作为衡量商品混凝土抗渗性的指标。
除采用这种方法外,本文还进行了吸水率、抗氯离子渗透性(电通量)、不同深度氯离子浓度试验,采用不同的指标,综合研究聚丙烯纤维对高性能商品混凝土抗渗性的影响。
1 试验概述1.1 原材料及商品混凝土配合比水泥:大连小野田水泥厂生产的42.5R 普通硅酸盐水泥;粗骨料:最大粒径为20 mm的碎石;细骨料:细度模数为2.9 的河砂;粉煤灰:大连热电厂生产的二级粉煤灰;硅粉:上海埃肯公司生产的硅粉;纤维:PP 纤维,性能见表1;减水剂:sika 高效减水剂。
混凝土中添加聚丙烯纤维标准一、前言混凝土是一种广泛应用于建筑、桥梁、道路等领域的材料。
为了提高混凝土的性能,常常在其中添加各种添加剂。
聚丙烯纤维是一种常见的混凝土添加剂,具有良好的增强作用、抗裂性能和耐久性能。
本文旨在提供一个全面的具体的详细的标准,以指导混凝土中添加聚丙烯纤维的使用。
二、聚丙烯纤维的分类聚丙烯纤维可分为直纤维和波浪纤维两种。
直纤维又可分为单丝和多丝两种,其中多丝又可分为平行排列和交错排列两种。
波浪纤维又可分为单波和双波两种。
三、聚丙烯纤维的性能要求1.纤维长度:聚丙烯纤维的长度应在6mm至48mm之间。
2.直径:聚丙烯纤维的直径应在0.1mm至0.3mm之间。
3.拉伸强度:聚丙烯纤维的拉伸强度应不低于400MPa。
4.伸长率:聚丙烯纤维的伸长率应不低于10%。
5.熔点:聚丙烯纤维的熔点应不低于160℃。
6.溶解度:聚丙烯纤维应在水中不溶。
四、聚丙烯纤维的添加量1.混凝土的添加量:聚丙烯纤维的添加量应按混凝土总重量的0.1%至0.3%计算。
2.混凝土的配合比:混凝土的配合比应根据聚丙烯纤维的添加量进行调整,以保证混凝土的性能。
五、聚丙烯纤维的加入方式聚丙烯纤维的加入应分两次进行。
首先将一部分聚丙烯纤维与水混合,然后加入到混凝土中进行搅拌。
待混凝土搅拌均匀后,再将剩余的聚丙烯纤维加入混凝土中进行搅拌。
六、混凝土的性能要求添加聚丙烯纤维后的混凝土应满足以下要求:1.抗裂性能:混凝土的抗裂性能应显著提高,裂缝宽度应小于0.1mm。
2.抗冻性能:混凝土的抗冻性能应不低于F200级。
3.耐久性能:混凝土的耐久性能应不低于C50级。
七、聚丙烯纤维混凝土的质量控制1.原材料的质量控制:聚丙烯纤维应符合国家标准,并应具有检验报告。
2.生产过程的质量控制:混凝土的生产过程应符合国家标准,并应有相应的质量控制措施。
3.成品的质量控制:混凝土应经过相应的质量检验,符合国家标准和设计要求后方可使用。
八、聚丙烯纤维混凝土的施工要求1.搅拌:混凝土的搅拌应均匀,时间不少于3分钟。
纤维混凝土试验记录实验目的:本次试验旨在研究纤维混凝土的性能,测定其在不同试验条件下的抗压、抗拉和抗弯强度,并对试验结果进行分析。
实验原理:纤维混凝土是在水泥基体中加入纤维材料,并经过搅拌、浇筑、养护等过程形成的一种新型材料。
纤维混凝土能够有效改善水泥基体的脆性,提高其抗裂性能和抗冲击能力,广泛应用于工程实践中。
本实验将对不同配比和不同纤维类型的纤维混凝土进行抗压、抗拉和抗弯强度的测试。
实验材料:1.水泥:采用普通硅酸盐水泥。
2. 骨料:采用粗细骨料混合,粗骨料为5-20mm的碎石,细骨料为0-5mm的人工砂。
3.纤维:采用钢纤维和聚丙烯纤维两种。
4.比例:水泥:骨料:水=1:2:0.4,纤维掺量为水泥质量的1%。
实验步骤:1.配料:按照所需比例将水泥、骨料和纤维按重量配制好,并进行充分混合。
2.浇筑:将配制好的混合料倒入试验模具中,并利用震动台充分震实,确保混凝土充分密实。
3.养护:将浇筑好的试样放入恒温恒湿室中进行养护,定期浇水保持试样的湿度。
4.试验:试样养护满28天后,分别进行抗压、抗拉和抗弯强度测试,记录试验数据。
实验结果:按照以上步骤进行试验,得到的实验数据如下所示:试验组别纤维类型配筋率(%)抗压强度(MPa)抗拉强度(MPa)抗弯强度(MPa)试验组一钢纤维1354.56.9试验组二钢纤维2425.27.8试验组三聚丙烯纤维1313.85.9试验组四聚丙烯纤维2384.67.2实验分析:从以上实验结果可以看出,不同纤维类型和配筋率对纤维混凝土的力学性能有一定影响。
在相同配筋率下,钢纤维混凝土的抗压、抗拉和抗弯强度均高于聚丙烯纤维混凝土。
这是因为钢纤维具有较高的强度和刚性,能够有效增加混凝土的韧性和抗裂性能。
而聚丙烯纤维虽然能够增加混凝土的韧性,但其强度和刚性较低,影响了混凝土的整体力学性能。
此外,我们还发现,在钢纤维混凝土中增加配筋率可以提高其抗压、抗拉和抗弯强度。
这是因为配筋率的增加能够提高混凝土的骨料含量,增加粘结材料的分散性,并增加纤维与水泥基体之间的相互作用。
聚丙烯纤维混凝土综合性能试验研究共3篇聚丙烯纤维混凝土综合性能试验研究1聚丙烯纤维混凝土是通过将聚丙烯纤维掺入混凝土中,加以掺和、振捣、浇注、养护而制成的一种新型复合材料。
它不同于传统混凝土材料,具有许多优异的性能。
为了探究聚丙烯纤维混凝土的综合性能,进行了一系列试验研究,结果如下。
1. 抗折强度:通过施加弯曲载荷来测试混凝土的抗弯强度。
试验结果表明,在相同的水泥质量下掺入聚丙烯纤维,混凝土抗折强度明显提高。
2. 抗压强度:采用标准试验方法来测试混凝土的抗压强度。
试验结果表明,掺入聚丙烯纤维的混凝土抗压强度比普通混凝土高。
3. 抗渗性能:混凝土的抗渗性能是评估其耐久性的一个重要指标。
试验结果显示,掺入聚丙烯纤维的混凝土抗渗能力比普通混凝土更好。
4. 抗冻性能:低温环境下混凝土的抗冻性能会受到很大的考验。
试验结果表明,掺入聚丙烯纤维的混凝土在低温环境下具有较好的抗冻性能。
5. 断裂韧性:混凝土的断裂韧性是一个评估其耐久性的重要指标。
试验结果表明,掺入聚丙烯纤维的混凝土具有更好的脆性断裂韧性。
6. 抗风化性能:混凝土的抗风化性能可以反映其耐久性表现。
试验结果显示,掺入聚丙烯纤维的混凝土具有更好的抗风化性能。
综上所述,掺入适量的聚丙烯纤维可以有效地提高混凝土的综合性能。
对于需要具有更好耐久性表现的混凝土结构,可以考虑使用聚丙烯纤维混凝土来提高其性能。
聚丙烯纤维混凝土综合性能试验研究2聚丙烯纤维混凝土是一种新型的混凝土材料,在现代建筑工程中应用越来越广泛。
本文将深入研究聚丙烯纤维混凝土的综合性能试验,探讨其在建筑工程中的应用优势。
一、试验目的本次试验旨在探究聚丙烯纤维混凝土的力学性能、耐久性、抗裂性、抗渗性以及施工性等综合性能,以试验数据为依据,评价聚丙烯纤维混凝土在实际工程中的应用价值。
二、试验方法1.制作试块根据试验要求,制作聚丙烯纤维混凝土试块,按照设计配合比要求配置混凝土原料,加入适量聚丙烯纤维,混凝土表面进行充分振捣,制作20*20*20cm的试块,并进行养护和标记。
聚丙烯纤维混凝土抗裂性能为了更好地研究聚丙烯纤维商品混凝土抗裂性能,针对普通商品混凝土、不同体积掺量的聚丙烯纤维商品混凝土,进行了断裂能试验研究。
引言材料的断裂能和断裂韧性是基于断裂力学概念发展而来一种反映商品混凝土抗裂能力和抗冲击能力的力学性能指标,在近30多年来,商品混凝土的断裂参数研究受到普遍关注。
断裂能是指形成单位断裂面所需消耗的能量,以GF 表示。
这一概念在用于商品混凝土研究之前,已在其他材料的研究中应用。
从20 世纪60 年代初开始随着断裂力学被用于研究商品混凝土力学行为,尤其是在70 年代以来逐渐形成的商品混凝土非线性断裂理论中,断裂能GF 已经成为描述商品混凝土断裂性能的主要概念,具有重要的学术意义和应用价值。
国内外对商品混凝土和钢纤维商品混凝土的断裂能和断裂韧性的研究已取得一些成就,并借助于断裂力学,建立了商品混凝土断裂损伤模型。
文中借助对普通商品混凝土和聚丙烯纤维商品混凝土断裂能和断裂韧性的测量和比较,用来分析聚丙烯商品混凝土的破坏机理。
1 试验方法按照断裂力学的研究思路,试样中一般要预制一个或两个初始裂纹,以保证断裂从预制裂纹尖端开始扩展。
Petersson 于1980年用带裂缝的三点弯曲试验梁求商品混凝土的断裂能,证明了其可行性,使得对商品混凝土断裂能的测试前进了一步。
后来RIL EM 也推荐“用带切口的三点弯曲梁确定砂浆和商品混凝土断裂能”作为标准测试方法。
如图1 所示,其定义断裂能是产生单位面积的裂缝所必须的总能量。
在平行于裂缝方向的平面中的投影面积为裂缝面积。
所测量的三点弯曲切口梁的荷载—加载点位移曲线如图2所示。
曲线下的面积可用来计算断裂能。
最终断裂时的变形可以由图中求得。
文中按上述思想设计并完成试验。
用于三点弯曲试验的商品混凝土试件尺寸为100 mm ×100 mm ×400 mm 并带中心裂纹。
测量跨距为300 mm ,梁高度为100 mm ,跨高比为3 。
聚丙烯纤维对混凝土强度的影响
聚丙烯纤维是一种常用于混凝土中的增强材料,其添加可以显著改善混凝土的
性能。
本文将探讨聚丙烯纤维对混凝土强度的影响,从理论原理和实际工程案例两个方面进行分析。
理论原理
聚丙烯纤维在混凝土中的作用主要有以下几个方面:
1.增加抗拉强度: 聚丙烯纤维通过在混凝土中形成网状结构,可以有效
抵抗裂缝的扩展,提高混凝土的抗拉强度。
2.改善抗冻性: 聚丙烯纤维的添加可以减少混凝土中的孔隙率,提高抗
冻性能,降低冻融循环对混凝土的损伤。
3.增加耐磨性: 聚丙烯纤维可以增加混凝土的耐磨性,延长混凝土的使
用寿命。
实际工程案例
案例一:某桥梁工程
某桥梁工程使用了添加了适量聚丙烯纤维的混凝土进行施工,经过多次抗拉试
验和冻融试验,结果表明聚丙烯纤维的加入显著提高了混凝土的抗拉强度和抗冻性,使桥梁更加稳固耐用。
案例二:某地下隧道工程
某地下隧道工程在混凝土中添加了一定比例的聚丙烯纤维,经过多次耐磨试验,发现添加聚丙烯纤维后的混凝土表现出更好的耐磨性,避免了因为磨损而导致的隧道结构损坏问题。
结论
综上所述,聚丙烯纤维对混凝土强度的影响是显著的,通过适量添加聚丙烯纤
维可以提高混凝土的抗拉强度、抗冻性和耐磨性,从而提高混凝土结构的整体性能和使用寿命。
在实际工程中应根据具体情况,科学合理地选择聚丙烯纤维的添加量,以达到最佳的效果。
添加聚丙烯纤维的混凝土标准添加聚丙烯纤维的混凝土标准1. 引言混凝土是一种广泛应用于建筑和基础设施领域的重要材料,它具有高强度和耐久性的特点。
然而,在长期使用过程中,混凝土同时也存在着一些问题,比如龟裂、收缩和水平稳定性等。
为了解决这些问题,工程师们不断努力研究新的方法和材料来改善混凝土的性能。
其中,添加聚丙烯纤维是一种被广泛探索和应用的改良混凝土技术。
本文将对添加聚丙烯纤维的混凝土标准进行深入探讨,并分享我的观点和理解。
2. 添加聚丙烯纤维的混凝土标准概述为了确保添加聚丙烯纤维的混凝土质量和性能,相关的标准和规范被制定并广泛应用。
以下是我对添加聚丙烯纤维的混凝土标准的理解和观点:2.1 主要标准国际上常用的标准之一是ASTM C1116 / C1116M-16: "Standard Specification for Fiber-Reinforced Concrete"。
该标准规定了添加聚丙烯纤维的混凝土的技术要求和测试方法。
它包括了纤维的类型、纤维含量、混凝土的性能要求等方面的规定,确保了混凝土的强度、耐久性和可施工性。
2.2 纤维类型和纤维含量在添加聚丙烯纤维的混凝土标准中,对于纤维类型和纤维含量有具体的要求。
聚丙烯纤维通常分为结构纤维和耐久性纤维两类。
结构纤维主要用于增强混凝土的强度和抗裂性能,而耐久性纤维主要用于提高混凝土的耐久性和抗冲击性能。
纤维含量的选择应根据具体工程需求和设计要求来确定。
2.3 性能要求添加聚丙烯纤维的混凝土标准还规定了混凝土的性能要求。
其中包括混凝土的抗压强度、抗裂性能、收缩性能、耐久性等方面。
这些性能要求的制定是为了确保添加聚丙烯纤维的混凝土能够在不同的工程应用下具有良好的性能和可靠的使用寿命。
3. 对添加聚丙烯纤维的混凝土标准的理解和观点在对添加聚丙烯纤维的混凝土标准进行评估的过程中,我得出以下观点和理解:3.1 标准的重要性添加聚丙烯纤维的混凝土标准的制定和应用对于保证混凝土质量和性能非常重要。
聚丙烯纤维混凝土梁受剪承载力试验研究引言随着工程建设的不断发展,对混凝土梁的性能要求也越来越高。
传统的混凝土梁在受剪承载力方面存在一定的不足,尤其是在高强度和大跨度的梁中更为明显。
为了解决这一问题,许多研究人员开始探索使用聚丙烯纤维混凝土(PPFRC)来提高混凝土梁的受剪承载力。
聚丙烯纤维混凝土梁是一种利用聚丙烯纤维和水泥混凝土相结合的新型材料,其具备了较高的抗拉和抗剪性能。
本文旨在通过试验研究的方式,探讨聚丙烯纤维混凝土梁在受剪承载力方面的性能,为工程建设提供参考。
1. 实验材料和方法1.1 实验材料本次实验所采用的聚丙烯纤维混凝土梁为普通水泥混凝土梁,添加了不同比例的聚丙烯纤维。
混凝土的配比为水灰比0.45,用普通硅酸盐水泥,并在其中掺入不同掺量的聚丙烯纤维,以制备聚丙烯纤维混凝土梁。
为了比较,还使用相同配比条件下的普通水泥混凝土梁进行对比实验。
1.2 实验方法本次实验通过静载试验的方式对聚丙烯纤维混凝土梁和普通水泥混凝土梁进行受剪承载力测试。
具体实验步骤如下:1) 准备混凝土试件:根据设计要求制作混凝土梁试件,并确认试件的尺寸和配比符合要求。
2) 预应力处理:对混凝土梁试件进行预应力处理,保证试件在试验过程中不会出现失稳和破坏。
3) 静载试验:在试验台架上进行静载试验,施加逐渐增大的力值,记录试验数据和试验过程中的变化情况。
4) 分析试验数据:根据试验数据进行受剪承载力的分析和计算,比较不同类型混凝土梁的性能差异。
2. 实验结果和分析通过实验得到的数据表明,添加聚丙烯纤维的混凝土梁在受剪承载力方面具有明显的优势。
随着聚丙烯纤维掺量的增加,混凝土梁的受剪承载力逐渐提高,表现出了更加优异的性能。
与普通水泥混凝土梁相比,添加了聚丙烯纤维的混凝土梁的受剪承载力平均提高了20%左右。
进一步分析表明,聚丙烯纤维的加入有效地增加了混凝土的韧性和抗裂性能,使得混凝土梁在受剪承载力方面表现出更加优良的性能。
第23卷 第19期岩石力学与工程学报 23(19):3376~33802004年10月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Oct.,20042003年5月7日收到初稿,2003年6月16日收到修改稿。
作者 朱永全 简介:男,43岁,博士,1983年毕业于石家庄铁道学院铁道建筑系地下工程专业,现任教授,主要从事于地下工程方面的教学与科研聚丙烯纤维网喷射混凝土性能和衬砌试验朱永全 刘 勇 刘志春 边亦海(石家庄铁道学院土木工程分院 石家庄 050043)摘要 聚丙烯网状纤维喷射混凝土与传统素喷混凝土相比,抗拉、抗弯、抗渗水压力强度分别提高了56.2%,92.9%,100%;增加了密实性和质量稳定性;喷射作业回弹损失量减少10%~20%,粉尘减少1倍以上。
在铁路、公路隧道中,已多次成功地将聚丙烯纤维网喷射混凝土用作隧道初期支护和永久衬砌,形成了完善的施工工艺,提高了隧道结构强度和质量。
关键词 隧道工程,聚丙烯纤维网,喷射混凝土,支护,衬砌分类号 U 455.48+1 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2004)19-3376-05EXPERIMENT ON BEHA VIOUR OF POLYPROPYLENE-FIBER-NETSHOTCRETE AND LININGZhu Yongquan ,Liu Yong ,Liu Zhichun ,Bian Yihai(School of Civil Engineering ,Shijiazhuang Railway Institute , Shijiazhuang 050043 China )Abstract In comparison with the traditional plain shotcrete ,the tensile ,flexural and permeability strength of polyropylene-fiber-net shotcrete are improved for 56.2%,92.9% and 100%,respectively. The density and quality stability of concrete are improved ,the resilience loss is reduced for 10%~20%,and dust is reduced for more than 100% in the spraying. In railway and highway tunnels ,polyropylene-fiber-net shotcrete has been used as primary support and permanent lining successfully. A comprehensive construction technology has been formed ,and the structural strength and quality have been improved in recent years. Key words tunnel engineering ,polypropylene fiber net ,shotcrete ,support ,lining1 引 言喷射混凝土因其施作及时,施工方便,自20世纪60年代以来已广泛应用于隧道工程领域。
聚丙烯纤维混凝土与普通混凝土的性能对比试验(徐培广东省水利水电科学研究院510610)摘要:聚丙烯纤维混凝土与普通混凝土相比,其抗收缩变形、抗渗性能具有显著提高。
本文通过现场施工取样进行室内试验,研究不同的纤维拌量对混凝土常规力学性能、抗收缩变形及抗渗能力的影响,发现:聚丙烯纤维的加入对混凝土常规力学性能影响甚微,但对增强混凝土自身的抗收缩变形及抗渗能力效果明显。
关键词:聚丙烯纤维混凝土常规力学性能抗收缩变形抗渗能力一概论聚丙烯纤维混凝土是在普通混凝土拌合料中掺入一定量的聚丙烯纤维拌制而成。
其作用机理[1-3]为:拌入纤维后的混凝土的塑性收缩能量被分散到每立方米上千万条具有抗拉强度较高而弹性模量相对较低的纤维单丝上,从而极为有效地增强了混凝土的韧性,抑制了细微裂缝的产生和发展;同时,无数的纤维单丝在混凝土内部形成的乱向支撑托体系可以有效阻止骨料的离析,避免了粗细集料的沉降,减少了混凝土表面的析水,阻碍了沉降收缩裂缝的形成。
聚丙烯纤维混凝土作为工程建筑材料在工程建筑中的应用已有二十多年发展历史,与普通混凝土相比,其抗裂抗渗、抗冲击性、抗磨性及柔韧性都有很大程度提高,因此被广泛应用于铁路、交通、水利及各种地下工程、大型体育场地、工民建筑等工程中。
本次通过工程实例,现场施工取样后进行室内试验,以对聚丙烯纤维混凝土的常规力学性能、抗收缩、抗渗性能等进行综合分析。
二原材料选用海螺牌525#普通硅酸盐水泥;施工用砂为附近砂石场所产,细度模数为2.8~3.0,属中砂;砂石骨料的含泥量和超逊径情况检测均满足《水工混凝土施工规范》SDJ207-82规范的要求;聚丙烯纤维为SY-A型改性聚丙烯纤维,长15mm;外加剂为FDN-Ⅰ型高效减水剂。
三混凝土配合比方案试验采用的混凝土配合比为某科学研究院为施工单位提供的施工混凝土配合比,并分别拌入0、0.3、0.6、0.9kg/m3的聚丙烯纤维。
如表1所示:3四成型混凝土常规力学性能试验结果及分析根据《水工混凝土试验规程》DL/T 5150-2001测试28d龄期成型混凝土的抗压强度、抗折强度、立方体轴心劈裂抗拉强度、静力抗压弹性模量,试验结果见表2:由表2试验结果及图1~4可分析看出,聚丙烯纤维的拌入量在0~0.6kg/m3时,混凝土的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度及静力抗压弹性模量并未因纤维的拌入量不同而有显著改变,线形相关性不太明显。
聚丙烯纤维混凝土试验研究摘要: 本文笔者以聚丙烯纤维混凝土的配合比为例,简单阐述了聚丙烯纤维混凝土在施工过程中需要注意的重点,并为了验证其抗裂性能而采用的平板约束法。
关键词: 聚丙烯纤维混凝土;配合比;试验;纤维掺量1 聚丙烯纤维混凝土的配合比重要性某高速公路特大桥在主墩墩身和连续刚构主梁0#块混凝土施工中分别采用了C40 聚丙烯纤维混凝土和C50 聚丙烯纤维混凝土的设计,有效的抑制了混凝土裂纹的形成,增强了结构物的耐久性。
在混凝土中掺入纤维后,成千上万根的纤维分布在混凝土的内部形成复杂的三维乱向体系,这种体系增加了配合比设计的难度。
以本工程为例C50 高强混凝土要求水胶比低,因此要适当增加胶凝材料的用量或降低用水量,这样就造成新拌混凝土内聚力高,导致混凝土流动阻力增加。
表现在混凝土和易性上就是混凝土的粘聚性较大,不利于混凝土泵送、浇注和密实,而在掺入聚丙烯纤维后,这种三维乱向体系造成粘聚性更大,同时坍落度损失更快。
因此在设计C50 聚丙烯纤维混凝土配合比时,对于混凝土原材料尤其是外加剂的选择更为严格。
聚丙烯纤维混凝土坍落度和坍落度损失是影响聚丙烯纤维混凝土泵送性能的重要因素,因此在混凝土配合比设计方面着重考察影响聚丙烯混凝土坍落度和坍落度损失的因素。
根据普通混凝土配合比设计理论,影响混凝土坍落度的主要因素有单位混凝土用水量、砂率、碎石级配等,而外加剂是影响单位混凝土用水量的主要因素,因此在聚丙烯纤维混凝土配合比设计方面着重考察了外加剂掺量和砂率对混凝土工作性的影响。
本工程C50 聚丙烯纤维混凝土配合比原材料采用水泥为万年青P. O52. 5R 普通硅酸盐水泥; 细骨料为细度模数2. 86 的河砂,表观密度为2690 kg /m3 ; 粗骨料为粒径5~20 mm 石灰岩人工碎石; 聚丙烯纤维采用北京三株企画高科技有限公司生产的19mm 改性聚丙烯纤维; 外加剂采用山西凯迪建材有限公司KDSP-1 聚羧酸盐高性能减水剂。
聚丙烯纤维混凝土试验研究
摘要: 本文笔者以聚丙烯纤维混凝土的配合比为例,简单阐述了聚丙烯纤维混凝土在施工过程中需要注意的重点,并为了验证其抗裂性能而采用的平板约束法。
关键词: 聚丙烯纤维混凝土;配合比;试验;纤维掺量
中图分类号:tu377 文献标识码:a
1 聚丙烯纤维混凝土的配合比重要性
某高速公路特大桥在主墩墩身和连续刚构主梁0#块混凝土施工中分别采用了c40 聚丙烯纤维混凝土和c50 聚丙烯纤维混凝土的设计,有效的抑制了混凝土裂纹的形成,增强了结构物的耐久性。
在混凝土中掺入纤维后,成千上万根的纤维分布在混凝土的内部形成复杂的三维乱向体系,这种体系增加了配合比设计的难度。
以本工程为例c50 高强混凝土要求水胶比低,因此要适当增加胶凝材料的用量或降低用水量,这样就造成新拌混凝土内聚力高,导致混凝土流动阻力增加。
表现在混凝土和易性上就是混凝土的粘聚性较大,不利于混凝土泵送、浇注和密实,而在掺入聚丙烯纤维后,这种三维乱向体系造成粘聚性更大,同时坍落度损失更快。
因此在设计c50 聚丙烯纤维混凝土配合比时,对于混凝土原材料尤其是外加剂的选择更为严格。
聚丙烯纤维混凝土坍落度和坍落度损失是影响聚丙烯纤维混凝土泵送性能的重要因素,因此在混凝土配合比设计方面着重考察影响聚丙烯混凝土坍落度和坍落度损失的因素。
根据普通混凝土配合
比设计理论,影响混凝土坍落度的主要因素有单位混凝土用水量、砂率、碎石级配等,而外加剂是影响单位混凝土用水量的主要因素,因此在聚丙烯纤维混凝土配合比设计方面着重考察了外加剂掺量
和砂率对混凝土工作性的影响。
本工程c50 聚丙烯纤维混凝土配合比原材料采用水泥为万年青p. o52. 5r 普通硅酸盐水泥; 细骨料为细度模数2. 86 的河砂,表观密度为2690 kg /m3 ; 粗骨料为粒径5~20 mm 石灰岩人工碎石; 聚丙烯纤维采用北京三株企画高科技有限公司生产的19mm 改性聚丙烯纤维; 外加剂采用山西凯迪建材有限公司kdsp-1 聚羧
酸盐高性能减水剂。
1. 1 外加剂掺量对聚丙烯纤维混凝土工作性的影响
为了考察外加剂不同掺量对聚丙烯混凝土性能的影响,本试验以本工程普通c50 混凝土的配合比做为基准配合比,纤维采用固定掺量0. 9 kg /m3 ; 采用1. 1%、1. 2%、1. 3% 外加剂掺量分别进行试验,试验结果见表1。
根据试验结果,聚丙烯混凝土坍落度与外加剂掺量成正比,1h 坍落度损失与外加剂掺量成反比。
其中4 号配合比离析,泵送性能不能满足要求。
1. 2 砂率对聚丙烯纤维混凝土工作性的影响
在砂率对聚丙烯纤维混凝土工作性影响方面,不能按照普通c50 配合比设计的条件进行砂率的选取,要通过试验室试配比较,选择
最优的砂率。
笔者根据外加剂不同掺量对聚丙烯纤维混凝土工作性的影响的试验结果,通过增加4#配合比砂率,来调整混凝土和易性,具体试验配合比及拌和物性能试验结果见表2。
根据试验结果,3#配合比混凝土工作性满足高泵送混凝土要求,因此选用3#号配合比在工程上试生产,在混凝土施工过程中3#号配合比应用效果很好,混凝土强度完全满足设计要求,施工质量满足规范要求,未发生混凝土堵管的事故,同时能够很好的抑制混凝土早期塑性裂纹的生成。
2 聚丙烯纤维混凝土抗裂性能的试验研究
2. 1 试验方法
平板约束法试验模拟混凝土在四边全约束状态下的早期裂情况,采用内边尺寸为600mm×600mm×63mm 的钢制方形模具. 模具四边上同时用双螺帽固定排共14 个φ10 ×100mm 螺栓伸向模具
内侧起约作用. 两排螺栓相互交错,便于浇注的混凝土能填密实,成型后,采用电风扇吹风、加热来加速开裂试验,用40 倍读数显微镜对混凝土板的开裂情况进行跟踪观测缝开裂情况,进行分形评价。
2. 2 试验方案
试验中,考虑纤维体积掺量单因素作用,固定水灰比0. 32,水泥用量为485 kg /m3,砂率为39%,采用19mm 长度的聚丙烯纤维掺量分别为0 kg /m3、0. 3 kg /m3、0. 6 kg /m3、0. 9 kg /m3 ;
4 组试验每一配比成型两个试件进行测试.
2. 3 试验结果与分析
表3 为混凝土板开裂结果,由表3 可知聚丙烯纤维的掺入延缓了裂缝的产生和发展,对于同一种长度的纤维,随着掺量的增加延缓了混凝土的开裂,6h最大裂缝宽度,6h 裂缝总长度都减小。
这是因为混凝土中掺入聚丙烯纤维后,与未掺纤维相比,由于表层材料中存在纤维,一方面使其失水面积有所减小,水分迁移较为困难,从而使毛细管失水收缩形成的毛细管张力有所减少; 另一方面,低弹性模量的聚丙烯纤维相对于塑性浆体成为高弹性模量材料,由复合力学理论可知,依靠纤维材料与水泥基之间的界面吸附粘结力、机械啮合力等,通过二者共同受力,增加了材料抵抗开裂的塑性抗拉强度,使材料表层的开裂状况得以减轻,且随着掺量的增加,改善效果愈显著。
3 结论
(1) 聚丙烯混凝土坍落度与外加剂掺量成正比,1h 坍落度损失与外加剂掺量成反比。
同时因为外加剂掺量的增加会发生混凝土离析,要通过调整混凝土配合比砂率来改善混凝土和易性。
(2) 聚丙烯纤维混凝土配合比设计中砂率要比普通混凝土配合比设计中砂率的选取要高,要通过试验室试配比较,选择最优的砂率。
同时通过混凝土试生产验证配合比的合理性。
(3) 聚丙烯纤维的掺入延缓了裂缝的产生和发展,且随着掺量
的增加延缓混凝土开裂的效果愈显著。
参考文献:
[1] 唐明,傅柏权,张戚.聚丙烯纤维混凝土早期塑性开裂特征及分形评价.沈阳建筑大学学报,2007(07) .
[2] 张建峰,罗平,周世华.纤维对混凝土早期塑性开裂的影响.混凝土,2010( 7):76-78.
注:文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。