不同纤维活性粉末混凝土基本性能研究

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1、2016年第9期混凝土与水泥制品2016No．99月CHINACONCRETEANDCEMENTPRODUCTSSeptember不同纤维活性粉末混凝土基本性能研究贾方方1，王万金1，贺奎1，夏义兵1，王靖1，查炎鹏1，孔德成2(1．北京市功能性高分子建筑材料工程技术研究中心北京市建筑工程研究院有限责任公司，100039；2．北京交通职业技术学院，102200)摘要：选取玄武岩纤维和聚丙烯粗纤维制备活性粉末混凝土，研究了纤维种类和掺量对活性粉末混凝土流动性、抗压强度、劈拉强度、抗折强度的影响规律，并与钢纤维进行了对比分析。根据试验结果，给出了每种纤维的最佳掺量。

2、关键词：活性粉末混凝土；非金属纤维；流动性；强度Abstract：BasaltfiberandpolypropylenecrudefibeTswereselectedtopreparetheReactivePowerConcrete．7rhein’fluenceoffibertypeandcontentontheliquidity，compressivestrength，splittingtensilestrength，flexuralstrengthofReac。tivePowderConcretewasstudied．Comparedwithsteelfib

3、ers，theoptimumcontentofeachtypeoffiberwerepresented．Keywords：ReactivePowderConcrete；Non—metallicfiber；Liquidity；Strength中图分类号：TU528文献标识码：A文章编号：1000—4637(2016)09—53—040前言活性粉末混凝土(ReactivePowderConcrete)是法国BOUYGUES公司于1993年研制成功的一种具有超高强度、高韧性、高耐久性、高环保性的新型水泥基复合材料【l-21．其抗压强度可达200～800MPa。由于性能

4、优异，也称之为超高性能混凝土(UHPC)。结构中使用活性粉末混凝土能减小构件尺寸。有效减轻结构自重，节约材料用量13]。将活性粉末混凝土应用到桥梁工程中可以降低桥梁高度，有效解决跨线区桥梁高度受净空限制的问题14]，同时可减少配筋，并降低结构自重151。由于超高性能混凝土具有优异的耐久性性能．可以减少后期维护费用．延长结构使用寿命，并对严酷服役环境下的结构有着重要的现实意义。超高性能混凝土优异的力学性能及耐久性能使其在土木、石油、核电、市政、海洋及军事设施中都有着广阔的应用前景。活性粉末混凝土具有普通混凝土脆性的特点．若不掺加纤维则容易发生开裂，而一旦出现裂缝，

5、外界有害离子就会侵人基体内部，引起结构腐蚀。因此，在活性粉末混凝土中纤维不可缺少。活性粉末混凝土在配制过程中一般通过掺加钢纤维来提高基体本身的韧性、抗拉强度、抗冲击性、抗爆能力等，但钢纤维具有易锈蚀、自重大、造价高、搅拌成基金项目：北京市百千万人才资助项目：北京市博士后基金资助项目(2014ZZ-41)。型困难等缺点。将活性粉末混凝土应用于海洋环境中，若施工不当，钢纤维外露则存在锈蚀的风险，而一旦发生钢纤维锈蚀，基体及内部钢筋就会发生腐蚀，严重影响结构物的承载能力及使用寿命，因而使设计及施工者对活性粉末混凝土在海洋工程中的应用产生了顾虑。若能在保证强度及耐久性的

6、前提下采用非金属纤维材料替代钢纤维配制活性粉末混凝土，则可在提高活性粉末混凝土韧性、抗裂性的同时打消设计者对钢纤维易锈蚀的顾虑，从而使其应用范围更加广泛。本文选取了工程中常用的两种非金属纤维制备活性粉末混凝土．研究了纤维种类及掺量对活性粉末混凝土流动性和强度的影响规律，并给出了纤维的最佳掺量．同时与钢纤维活性粉末混凝土进行了对比分析。1试验1．1原材料及配合比水泥选用P·O42．5级普通硅酸盐水泥：选用粒径21xm以下．且平均粒径0．3121山m左右的微硅粉：粒径范围0．16～1．25mm的石英砂(粒径0．16～0．315mm为细砂，0．315—0．63mm为中

7、砂．0．63～1．25mm为粗砂)；高效减水剂；纤维选用了钢纤维(表面镀铜)、玄武岩纤维和聚丙烯粗纤维(表面压痕)，各纤维的性能指标列于表1。首先根据拌合物的流动性状态来确定纤维掺量，试验中除纤维外其余原材料配合比保持不变，一53—2016年第9期混凝土与水泥制品总第245期表1纤维的各项性能指标试验用配合比见表2。最终确定的各组试件中纤维掺量及试件编号见表3。表2混凝土配合比kg／m3试件编号纤维类型纤维掺量／％1．2试件制备及养护制备活性粉末混凝土时首先将称量好的砂和纤维倒入搅拌机中搅拌3rain。使纤维与砂均匀混合；然后加入水泥和硅粉搅拌1min；最后将水

8、与高效减水剂混合后加入搅