補償收縮纖維混凝土的抗裂性能研究與工程應(yīng)用

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19、007-1-13[摘要]通過對摻加膨脹劑和聚丙烯纖維配制的補償收縮纖維混凝土性能的研究、討論和工程應(yīng)用，表明補償收縮纖維混凝土能有效地控制混凝土結(jié)構(gòu)早期塑性收縮、干縮和溫度應(yīng)力引起的裂縫，提高結(jié)構(gòu)的抗裂防水能力和耐久性。[關(guān)鍵詞]補償收縮纖維混凝土裂縫1前言收縮是普通混凝土固有的特性，特別是采用泵送大流態(tài)方法進行施工的混凝土，早期裂縫更加明顯?；炷廉a(chǎn)生裂縫的因素是多方面的，也很復(fù)雜的。在地下防水工程中，裂縫不但會影響混凝土的防水性，而且由于水的滲入造成鋼筋銹蝕，會嚴(yán)重降低鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的壽命，裂縫的長度和寬度擴展到一定的程度后，還會影響結(jié)構(gòu)的安全性，因此要解決混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題

20、，設(shè)計、施工與原材料三個環(huán)節(jié)必須相互配合。在設(shè)計和施工方面，采取了很多措施，如設(shè)計上進行嚴(yán)格的荷載計算，留伸縮縫、調(diào)整配筋量等；施工方面，控制混凝土的坍落度，加強養(yǎng)護，分段澆筑等，但始終不盡人意。材料方面常用的措施有：①摻加膨脹劑配制補償收縮混凝土；②摻加聚丙烯纖維配制纖維混凝土；③摻加膨脹劑和聚丙烯纖維配制補償收縮纖維混凝土等。單俊鴻等人[1]運用美國ACI-544大板法試驗研究了聚丙烯纖維摻量，纖維長度及膨脹劑（UEA-W）等對水泥砂漿塑性收縮開裂性能的影響，認(rèn)為聚丙烯纖維可以明顯改善水泥砂漿的抗裂性能，纖維摻量越大，阻裂效果越好，長纖維（19mm）比短纖維（12mm）對水泥砂

21、漿阻裂作用有效一些，并認(rèn)為聚丙烯纖維和膨脹劑一起摻入水泥砂漿在合適的條件下其疊加效果更好。姜國慶等人[2]研究表明，膨脹劑是化學(xué)防裂手段，而聚丙烯纖維是物理防裂手段，二者的復(fù)合使用體現(xiàn)出“層次抗裂、階段抗裂”的新概念，符合裂縫控制“抗”與“放”的原則，是傳統(tǒng)補償收縮理論與復(fù)合材料理論的有機結(jié)合。游寶坤[3]等人認(rèn)為混凝土強度等級高、結(jié)構(gòu)尺寸又厚又長，混凝土有害裂縫出現(xiàn)幾率必然增多，為了提高結(jié)構(gòu)的耐久性和防滲等使用功能，對于墻體、轉(zhuǎn)換層、大跨度梁和自防水結(jié)構(gòu)采用膨脹劑與聚丙烯纖維復(fù)合的補償收縮纖維混凝土，工程實踐效果是可行的。本文討論了膨脹劑和聚丙烯纖維雙摻的情況，試驗研究和工程實踐

22、表明，補償收縮纖維混凝土可以綜合改善新拌混凝土和硬化混凝土的性能，有效地控制混凝土塑性收縮、干縮和溫度應(yīng)力引起的裂縫，提高混凝土的抗裂防水能力。2試驗材料與方法2.1試驗材料水泥：P·O42.5MPa；石子：南京產(chǎn)5～25mm碎石；砂子：南京產(chǎn)河砂，中砂；減水劑：南京產(chǎn)JM-B高效緩凝減水劑，粉劑摻量0.5%；膨脹劑：武漢三源特種建材有限責(zé)任公司生產(chǎn)HEA抗裂防水劑，摻量8%，物理性能指標(biāo)見表1；聚丙烯纖維：武漢三源特種建材有限責(zé)任公司生產(chǎn)SY-A阻裂纖維，摻量1.2kg/m3,主要物理性能指標(biāo)見表2。表1HEA抗裂防水劑物理性能(JC476-2001標(biāo)準(zhǔn))項目指標(biāo)值檢測值細(xì)度0.

23、08mm篩篩余/%≤126.2凝結(jié)時間初凝/min≥45165終凝/h≤103:40限制膨脹率/%水中7d≥0.0250.02828d≤0.100.039空氣中21d≥-0.020-0.011抗折強度/MPa7d≥4.55.628d≥6.58.7抗壓強度/MPa7d≥25.040.428d≥45.050.2注：HEA摻量8%.表2聚丙烯纖維物理性能(JT/T525-2004)項目指標(biāo)值檢測值形狀束狀單絲長度規(guī)格/mm6~3019當(dāng)量直徑/μm20~5024.06抗拉強度/MPa≥350480彈性模量/MPa≥35003651.9密度/(g/cm3)0.91±0.010.91熔點/o

24、C160～170168.4斷裂延伸率/%8～3024.12耐堿性能＞99％99.8%注：JT/T525-2004《公路水泥混凝土纖維材料聚丙烯纖維和聚丙烯腈纖維》2.3試驗配合比試驗用配合比設(shè)計如表3所示.表3試驗配合比/(kg/m3)水水泥砂石HEA纖維減水劑水膠比砂率1904077071061351.22.20.4340%2.4試驗方法依據(jù)《纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS38：2004,《普通混凝土拌和物性能試驗方法》GB/T50081-2002,《鋼纖維混凝土