聚丙烯腈纤维对混凝土耐久性的影响

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1、王学军等：聚丙烯腈纤维对混凝土耐久性的影响27聚丙烯腈纤维对混凝土耐久性的影响王学军，江守恒(1．黑龙江岁宝热电有限公司．哈尔滨150080；2．黑龙江省寒地建筑科学研究院．哈尔滨150080)【摘要】主要研究了聚丙烯腈纤维对混凝土抗裂性、力学性能和耐久性的影响规律。试验结果表明：掺人聚丙烯腈纤维对混凝土力学性能无明显影响，但可显著改善混凝土早期抵抗塑性收缩开裂的性能，当纤维体积掺量达到110kg／m后，平均开裂面积仅为基准混凝土1／3，单位面积总开裂面积不足基准混凝土的20％，最大裂缝宽度<0．5mm。聚丙烯腈纤维的加入能够提高混凝土的抗冻性和抗渗性，掺量为0．8kg／I113时对混

2、凝土耐久性改善最为明显。【关键词】混凝土；聚丙烯腈纤维；早期开裂；耐久性【中图分类号】TU528．572【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2014)04—0027—030引言2630kg／m。；5—25mm连续级配碎石；萘系高效减水近年来，随着建设工程和混凝土配制需求的不断剂，减水率20％；聚丙烯腈高分子合成纤维，截面形状提高，我国的水泥工业也取得了持续、快速的发展。哑铃型，其性能指标见表2。混凝土设计强度等级为满足混凝土性能的要求，水泥品质得到大幅度提C50，聚丙烯腈纤维掺量分别为0．6、0．8和1．0kg／m，高。而强度是混凝土配合比设计的一个基本前提，强基准混凝土配

3、合比见表3。在混凝土搅拌过程中，为度是检验混凝土工程质量的一个非常重要的指标，同使纤维分散均匀，避免发生团聚现象，先将纤维与水时，强度也是检验水泥是否满足出厂要求的一个重要泥混合搅拌30s，再加入集料搅拌30s，最后加入水和指标。因此，混凝土生产者和使用者对水泥品质的要外加剂进行搅拌。求也往往最强调强度。水泥生产技术的进步受到混表1粉煤灰性能指标％凝土强度不断提高的影响，导致了一种盲目追求市场需求的结果，就是水泥粉磨细度越来越大，水泥强度、尤其是早期强度越来越高，致使近年来混凝土开裂现象频繁发生⋯。众所周知，开裂对混凝土的整体性、表2聚丙烯腈纤维性能力学性能和耐久性等影响显著，直观上也

4、给人一种不安全感。提高混凝土尤其是高强、高性能混凝土抗裂性是工程技术人员十分关注的问题。提高混凝土的抗拉强度，以抵抗收缩受约束而产生的拉应力是解决混凝土早期开裂的有效手段。目前国际上公认掺加纤维是提高混凝土抗裂性和韧性的有效方法“。钢表3混凝土配合比纤维、有机纤维、无机纤维、天然纤维和合成纤维等等各种各样的纤维已被应用到混凝土中。聚丙烯纤维以其密度小、单丝直径小和弹性模量低等优越的性能在混凝土中大量应用并取得了很大进展。尽管其较低掺率就能在混凝土中起到明显的阻裂与增韧作用，2试验结果与分析但是其直径小易结团，若搅拌过程中分散不好可能会2．1聚丙烯腈纤维对混凝土抗裂性的影响对混凝土的工作

5、性带来不利影响，对混凝土耐久性方采用平板式试验法研究了聚丙烯腈纤维掺量对面影响方面的研究亦不深入。因此，文中主要研究工混凝土抗裂性的影响，试验结果见表4和表5。程中常用的有代表性的聚丙烯腈纤维对混凝土抗裂由表4和表5的试验结果可以看出，聚丙烯腈纤性、力学性能和耐久性的影响规律。维的掺人对混凝土抵抗早期塑性收缩开裂具有明显1原材料及配合比的作用，并且随纤维体积分数的增加，单位面积开裂试验采用P·042．5普通硅酸盐水泥；I级粉煤裂缝数目降低，平均开裂面积、开裂总面积和最大裂灰，性能指标见表1；中砂，细度模数2．6，表观密度缝宽度均成倍减少。当纤维体积掺量达到1．Okg／m低温建筑技术20

6、14年第4期(总第190期)后，平均开裂面积仅为基准混凝土1／3，单位面积总开的6％；而混凝土抗折强度则与基准混凝土相近。聚裂面积不足基准混凝土的20％，最大裂缝宽度<丙烯腈纤维人到混凝土中，具有一定的增稠作用和弱0．5mm，且大部分分布在0．2ram以下范围内。界面效应，对混凝土拌合物的工作性和强度略有不利影响，但由于纤维的掺量较低，且搅拌过程中注意了表4其分散性，因此以上不利因素对混凝土强度的影响并不显著。可见，聚丙烯腈纤维能够阻止早期混凝土发生塑性开裂，但对硬化混凝土力学性能的作用不明显。2_3聚丙烯腈纤维对混凝土耐久性的影响采用快速冻融试验法研究了聚丙烯腈纤维对混凝土抗冻性的影

7、响，试验结果见图3和图4。采用NEL法研究了28d龄期时掺聚丙烯腈混凝土的抗渗性，试验结果见图5。表5聚丙烯腈纤维对混凝土裂缝分布的影响条·m堡衄I辎莹融臀翟冻融循环，次图3聚丙烯腈纤维对混凝土相对动弹模的影响2．2聚丙烯腈纤维对混凝土力学性的影响聚丙烯腈纤维掺量对混凝土抗压强度和抗折强度影响的试验结果见图1和图2。1．0澎o．0杈删-1．o重遐遗一2-0‘＼L鼎_J●_●t●_幽o408012ol6o2o()24o280冻融循环，次图4聚丙烯