玄武巖纖維自密實(shí)混凝土的配制及性能研究

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1、鐵道建筑2012年第1期RailwayEngineering121文章編號(hào)：1003—1995(2012)01．0121．03玄武巖纖維自密實(shí)混凝土的配制及性能研究潘慧敏，趙慶新(燕山大學(xué)建筑工程與力學(xué)學(xué)院，河北秦皇島066004)摘要：文章對(duì)玄武巖纖維自密實(shí)混凝土的配制及性能進(jìn)行了系列試驗(yàn)。結(jié)果表明，在滿(mǎn)足混凝土強(qiáng)度等級(jí)的前提下，通過(guò)調(diào)整砂率、增加膠凝材料用量、用水量及高效減水劑用量等措施，可使纖維混凝土達(dá)到自密實(shí)；玄武巖纖維對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響源于其阻裂效應(yīng)和弱界面效應(yīng)的共同作用。關(guān)鍵詞：自密實(shí)混凝土纖維增強(qiáng)玄武巖纖維中圖分類(lèi)號(hào)

2、：TU528．572文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A自密實(shí)混凝土(selcompactingConcrete，簡(jiǎn)稱(chēng)1試驗(yàn)概況SCC)拌和物具有良好的工作性，在密集配筋條件下，無(wú)需振搗，僅靠混凝土自重，便能均勻密實(shí)成型。自密1．1原材料實(shí)混凝土的應(yīng)用可以解決傳統(tǒng)混凝土施工的漏振、過(guò)試驗(yàn)用原材料為：P·O42．5普通硅酸鹽水泥；秦振，以及鋼筋密集難以振搗等問(wèn)題，還將大大降低施工皇島熱電廠產(chǎn)Ⅱ級(jí)粉煤灰；遼寧綏中潔凈河砂，細(xì)度模噪音，減少能源消耗。因此，自密實(shí)混凝土是高性能鋼數(shù)2．9；破碎石灰石，5～20mm連續(xù)級(jí)配；橫店集團(tuán)上筋混凝土發(fā)展的熱門(mén)課題之一¨。海

3、俄金玄武巖纖維有限公司生產(chǎn)的短切玄武巖纖維，自密實(shí)混凝土同樣具有普通混凝土的缺點(diǎn)，如化其性能指標(biāo)見(jiàn)表1；UNF．5萘系高效減水劑，減水率為學(xué)收縮和干燥收縮等原因引起的混凝土內(nèi)部微裂紋。20％這些微裂紋的存在會(huì)導(dǎo)致混凝土受力時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力集表1玄武巖纖維的物理力學(xué)性能指標(biāo)中，從而降低混凝土強(qiáng)度。為克服這一缺陷，纖維增強(qiáng)混凝土的應(yīng)用日益增多。研究表明，在混凝土中摻人鋼纖維、聚丙烯纖維、玻璃纖維、尼龍纖維等，可有效15提高混凝土的強(qiáng)度及抗裂性能。玄武巖纖維(BasaltFiber)是一種新的混凝土增強(qiáng)1．2混凝土配合比材料，由純天然的火山巖(含

4、玄武巖)礦石經(jīng)高溫熔本試驗(yàn)從自密實(shí)混凝土的制備原理入手，對(duì)砂率、融、拉絲而成，是典型的硅酸鹽纖維，具有性?xún)r(jià)比高、抗膠凝材料用量、粉煤灰摻量等影響自密實(shí)混凝土工作拉強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐高溫、抗裂性能好等優(yōu)點(diǎn)，是其它性的因素進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)分析，經(jīng)優(yōu)化，得到性能穩(wěn)材料的良好替代品。玄武巖纖維應(yīng)用在混凝土中，與定的C40自密實(shí)混凝土基準(zhǔn)配合比，見(jiàn)表2。在保持碳纖維等相比，有性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)，其試驗(yàn)研究具有一定的基準(zhǔn)配比的基礎(chǔ)上，玄武巖纖維摻量分別為0，1．0，理論意義和實(shí)用價(jià)值。但是，纖維的加入會(huì)使新1．5，2．0，2．5，3．0kg／m。拌混凝土

5、的黏聚性增大，坍落度和流動(dòng)性下降，對(duì)混凝。土的工作性產(chǎn)生影響。因此，如何將自密實(shí)和纖維增表2C40自密實(shí)混凝土基準(zhǔn)配合比kg／m強(qiáng)兩種}昆凝土技術(shù)很好地結(jié)合起來(lái)，更好地將混凝土應(yīng)用于特殊工況有著重要意義。本文研究不同玄武巖纖維摻量下自密實(shí)混凝土的配制方法及玄武巖纖維對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響。1．3纖維混凝土制備方法收稿日期：2011·06—15；修回日期：2011—10-18先將纖維與砂、石、水泥干拌1．0～1．5min，使玄基金項(xiàng)目：河北省高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(D2010114)武巖纖維均勻分布于混凝土中，再加水濕拌，全部攪拌

6、作者簡(jiǎn)介：潘慧敏(1978一)，女，河北盧龍人，講師，碩士。時(shí)間較普通混凝土延長(zhǎng)1～2min。l22鐵道建筑1．4試驗(yàn)方法(代號(hào)C／W)調(diào)整為0．40。調(diào)整后的坍落度、擴(kuò)展度、本試驗(yàn)對(duì)混凝土進(jìn)行自密實(shí)性檢測(cè)及基本力學(xué)性自密實(shí)程度變化見(jiàn)圖2～圖4。能測(cè)試。新拌混凝土自密實(shí)性包括填充性、間隙通過(guò)性和抗離析性。本試驗(yàn)采用坍落度筒法及自制的自密實(shí)能力測(cè)試儀測(cè)定混凝土的工作性。自密實(shí)能力測(cè)試儀示意圖見(jiàn)圖l。測(cè)試方法為：將方箱內(nèi)的鋼筋籠擺正，固定好上盒，裝入新拌混凝土，5min后將方箱放在振動(dòng)臺(tái)上，測(cè)量上盒中混凝土振動(dòng)前后的距離差，計(jì)算混凝土的體

7、積變化。振動(dòng)后體積與振動(dòng)前體積之比即為混凝土的自密實(shí)程度?；炷量箟骸⒖拐坌阅茉囼?yàn)參照《普通混凝土力調(diào)整項(xiàng)目學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB／T50081—2002)實(shí)施。圖2坍落度變化鋼筋籠一尺標(biāo)gm／趟壤密趟皚圖1混凝土自密實(shí)能力測(cè)試儀示意2試驗(yàn)結(jié)果與分析2．1自密實(shí)混凝土配合比調(diào)整圖3擴(kuò)展度變化對(duì)不同玄武巖纖維摻量的自密實(shí)混凝土進(jìn)行工作性測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表3。表3玄武巖纖維自密實(shí)混凝土的工作性蜊稚壬j(稍皿調(diào)整項(xiàng)目圖4自密實(shí)程度變化由圖2～圖4可見(jiàn)：①砂率增大至47％后，坍落度由表3可知，混凝土中摻入1．5～3．0kg／m的玄和擴(kuò)展度增大

8、，自密實(shí)程度增強(qiáng)。當(dāng)砂率增加至50％武巖纖維，會(huì)導(dǎo)致新拌混凝土坍落度下降，擴(kuò)展度減后，擴(kuò)展度反而減小，自密實(shí)程度也有所降低。由此可小，自密實(shí)程度降低，且變化幅度隨纖維摻量的增加而見(jiàn)，和普通混凝土相似，纖維自密實(shí)混凝土也同