纤维品种对抗冲磨混凝土性能影响的对比研究

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1、第41卷第2l期人民长江Vo1．41，No．212010年11月YangtzeRiverNov．，2010文章编号：1001—4179(2010)21—0021—03纤维品种对抗冲磨混凝土性能影响的对比研究句广东，石妍2，李家正(1．长江水利委员会建设与管理局，湖北武汉430010；2．长江科学院材料与结构研究所，湖北武汉430010)摘要：对比分析了单掺玄武岩纤维、聚丙烯腈纤维和高性能异型塑钢纤维的抗冲磨混凝土力学、变形及耐久性能。试验结果表明：高性能异型塑钢纤维混凝土的用水量比空白混凝土多8kg／m；高性能异型塑钢纤维对抗冲磨混凝土的力学性能和抗冲磨能力的提高最显著；抗冲磨混凝

2、土干缩率和极限拉伸值均较高；3种纤维的掺入均明显抑制了抗冲磨混凝土的自生体积收缩；单掺3种纤维及空白抗，中磨混凝土的抗渗和抗冻等级分别达到W8和F100。关键词：抗冲磨混凝土；耐久性；玄武岩纤维；聚丙烯腈纤维；高性能异型塑钢纤维；水工材料中图法分类号：TV4l文献标志码：A混凝土抵抗水流冲刷磨损的能力即为抗冲耐磨性。将抗冲磨添加材料的纤维掺入混凝土中，已成为表1抗冲磨混凝土主要设计指标及配制强度提高水工混凝土抗冲耐磨性能的重要途径¨。玄武强度保证抗渗等级抗冻等级最大掺和辩最大蠕坍落度／含气量／配制强岩纤维、聚丙烯腈纤维和高性能异型塑钢纤维的使用等级率／％(90d)(90d)水胶比掺

3、量／％帆ilam％~／MPa近年来备受关注，本文通过对比试验，研究3种纤维混C5095W8F100≤0，4520二50—704．0-5．059．0凝土的力学、变形及耐久性能，分析其对混凝土抗冲磨性能的影响效果，期望为工程应用提供技术支持。1．3试验配合比1混凝土试件制作抗冲磨混凝土配合比参数及拌和物性能见表2。其中抗冲磨材料的掺量如下：玄武岩纤维掺量0．91．1原材料及试验方法kg／m；聚丙烯腈纤维掺量0．9kg／m；高性能异型塑42．5中热硅酸盐水泥；宣威发电厂分选I级粉煤钢纤维掺量5kg／m。灰；江苏博特JM—PCA聚羧酸减水剂和GYQ引气剂；表2抗冲磨混凝土配合比参数及拌和物

4、性能灰岩砂石料，粗骨料级配的中石：小石比例为50：50。抗冲磨混凝土中添加的功能材料分别为：①玄武岩外加剂掺量／％抗拌和物性能⋯型冲磨坍落含气纤维；②聚丙烯腈纤维；③高性能异型塑钢纤维。混kg'm-3材料／~／mm量／％凝土拌和与成型按照SL352—2006《水工混凝土试验常态o．30l23①规程》进行。采用水下钢球法进行混凝土抗冲磨试常态o，30128②常态030131③验。常态0．301231．2技术要求及配制强度注：抗冲磨材料一列中的①、②、③分别表示掺玄武岩纤维、掺聚丙烯抗冲磨混凝土的主要设计指标及配制强度见表腈纤维和掺异型塑钢纤维(下同)。收稿日期：2010—07—2O基

5、金项目：水利部公益性行业科研专项资金项目(200901066)作者简介：句广东，男，副局长，高级工程师，主要从事水利工程建设与管理工作。E—mail：jsgld@sohu．eom22人民长江≈童＼髓出螺伯∞弱∞成有力的空间支撑体系，改善混凝土的内在结构，增强2试验结果与分析水泥石与骨料之间的界面黏结力，改善混凝土的脆性，2．1纤维对抗冲磨混凝土力学性能的影响阻碍了由于冲击或磨损导致的裂缝的发展，从而提高混凝土的抗磨蚀性能-3]。不同品种纤维的抗冲磨混凝土力学性能试验结果见表3。抗冲磨混凝土抗压强度柱状图见图1。试验结果表明：(1)3种纤维对混凝土拌和物的性能均有影响，为达到相近的坍

6、落度及含气量，掺入高性能异型塑钢纤维所需的单位用水量最高，比不掺纤维的混凝土多8kg／m。(2)抗冲磨混凝土抗压强度均能满足设计要求。玄武岩聚丙烯腈异型塑钢无纤维纤维纤维分别掺入3种纤维及无抗冲磨材料，抗冲磨混凝土图228d龄期不同添加材料的28d的抗压强度为61．1～64．5MPa，均能达到C50配抗冲磨混凝土抗冲磨强度对比制强度59．0MPa的要求，且有一定的富余。分别掺入3种纤维，能提高抗冲磨混凝土的抗压强度3％～6％、2．3纤维对抗冲磨混凝土变形性能的影响劈拉强度15％～32％，其中高性能异型塑钢纤维的改抗冲磨混凝土的变形性能试验结果见表4，不同善效果最好，其次是聚丙烯腈纤

7、维。添加材料的抗冲磨混凝土干缩发展曲线见图3，抗冲(3)3种纤维的掺人均能提高抗冲磨混凝土的轴磨混凝土的自生体积变形曲线见图4。拉强度，但效果不明显。表3抗冲耐磨混凝土力学性能试验结果f呈X一＼斟姆H-图3不同添加材料的抗冲磨混凝土干缩曲线。．

8、l28龄期／d图1掺入不同添加材料的抗冲屠混凝土抗压强度对比2．2纤维对混凝土抗冲磨强度影响混凝土抗冲磨强度试验结果见表3。图2为不同添加材料的混凝土抗冲磨强度柱状图。试验结果表明，不掺纤维的空白混凝土抗冲磨强度为9．33h／