玄武岩一聚丙烯混杂纤维混凝土基本力学性能试验研究.pdf
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1、2 0 1 4年第 8期 8月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEMENT PR0DUCTS 2 01 4 No 8 Aug us t 玄武岩一 聚丙烯混杂纤维混凝土 基本力学性能试验研究 赵兵兵 , 贺晶晶 , 王学志 , 郑淑文 ( 1 辽宁工业大学艺术设计与建筑学院, 锦州 1 2 1 0 0 1 ; 2 辽宁工业大学土木建筑工程学院, 锦州 1 2 1 0 0 1 ) 摘 要 : 将 玄武 岩、 聚 丙烯 纤维以单掺 和混杂 的形 式掺入普 通 C 3 0混凝 土基体 中, 通过对 4种掺加量在 不 同的 掺加方式一单掺和 3种不 同混杂比例的
2、混掺 下对混凝土基体的 2 8 d抗压 、 劈裂抗拉 、 抗折等性 能进行 试验 研究 。结 果表 明 , 混凝 土中掺入 纤维后 , 对基体混凝土的抗压 强度 有降低作用 ; 低掺 量纤维对基体劈 裂抗拉强度有 明显 的提 高; 对抗折强度有大幅度的提 高作用 ; 同时, 对混凝土破坏形态有极 大改善作 用 , 其 中混 杂纤 维优 于单掺纤 维。 关键词 : 玄武岩 纤维; 聚丙烯纤维; 混杂 纤维混凝土 ; 力学性 能 Ab s t r a c t :Ba s a l t fi b e r a n d p o l y p r o p y l e n e fi b e r a r e a
3、d d e d i n t h e o r d i n a r y C3 0 ma t ri x i n t h e d i f f e r e n t f o r m o f s i n g l e ad di t i o n? a nd mi x e d a dd i t i o n Th r o ug h di fie r e n t a dd i t i o n wa y s o f s i n g l e a dd i t i o n a nd t hr e e d i fie r e nt r a t i o mi x e d a dd i t i o n wi t h t h e
4、 f o ur ki nd s o f mi x i n g a mo un t s ,t h e c o mpo s i t e c o n c r e t e s a r e pr e p a r e d,a n d t h e 28 d c o mp r es s i v e s t r e ng t h,t e ns i l e s t r e n g t h fl e x u r a l a n d o t h e r p r o p e r t i e s o f t h e c o mp o s i t e c o n c r e t e a r e t e s t e d rr
5、 I 1 e r e s u h s s h o w t h a t a d d i n g fi b e r c a n r e d u c e t h e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f ma t ri x c o n c r e t e ,b u t a d d i n g t h e fi b e r w i t h l o w a mo u n t c a n i mp r o v e t h e t e n s i l e s t r e n g t h a n d f l e x u r a l s t r e n g t h o
6、 f t h e ma t r i x c o n c r e t e s i g n i fi c a n t l y ; me a n w h i l e ,fi b e r h a s a p o s i t i v e i mp a c t o n t h e f a i l u r e mo d e o f c o n c r e t e , a n d t h e e f f e c t o f mi x e d a d d i t i o n fi b e r a r e b e t t e r t h a n t h a t o f s i n g l e a d d i t
7、i o n fib e r Ke y wo r d s : Ba s a l t fi b e r ; P o l y p r o p y l e n e fi b e r ;Hy b ri d fi b e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e ; Me c h a n i c a l p r o p e r t i e s 中图分类号 : T U 5 2 8 5 7 2 文献标识码 : A 文章编 号 : 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 4 ) 0 8 5 1 0 5 0前 言 纤 维混凝 土( F i b e r R e i n f
8、o r c e d C o n c r e t e,简称 F RC ) 是以水泥浆 、 砂浆或混凝土为基体 , 加入纤维 组 成 的 复 合 混 凝 土 材 料 。 而 混 杂 纤 维 混 凝 土 ( H F R C) 是 指 在混 凝 土 中加 入 两 种 或两 种 以上 不 同 纤维或不 同几何特性 的同一 品种纤维组成 的纤维 混凝土。其混杂形式具体可分三种 : 不 同品质不 同几何特性的二种纤维混杂 , 如高弹性模量和低 弹 性模量纤维混杂 ; 同品种 , 不 同几何 特性纤维混 杂 , 如同一品种 、 不 同长度纤维混杂 ; 多元纤维混 杂 , 也就是多种纤维混杂。总之 , 混杂纤维
9、混凝土是 将 不 同品 种 或 不 同特 性 的纤 维 按 一 定 比例 混 杂 掺 入混凝土基体 , 使其取长补短 , 发挥各 自优势 , 使混 凝土基体性能在多相 、 多结构 、 多层次上得到改善。 国内外大量试验研究表 明: 在混凝土中掺入一定量 的纤维对混凝土性能有很大的改善 , 且掺入混杂纤 维优 于掺 单一 纤 维口 。 本文基 于聚丙烯纤维( P P F )和玄武岩纤维7 1 基金 项 目 :辽宁 省科学 事业公 益研 究基金 项 目( G Y 2 0 l 3 一 C O O 6) , 辽 宁省 教育厅 基金 项 目( L 2 0 1 1 1 0 3 ) , 辽宁省 百千 万人才
10、千人层次项 目( 2 0 1 1 9 2 1 0 5 9 ) 资助 。 ( C B F或 B F )各 自的特点将聚丙烯纤维和玄武岩纤 维加入混凝土 中制备玄武岩一 聚丙烯混杂纤维混凝 土 , 并对其基本力学性能进行 了试验研究。 1 试验 用原 材料 及试 件 制作 1 1 原 材料 水泥 : 3 2 5级矿渣硅酸盐水泥 ,其物理力学性 能见 表 l 。 表 1 水 泥的物理力学性能 细骨料 :锦州女儿河 中砂 ,表观密度 2 6 7 0 k g cm 。 ,堆 积密 度 1 5 5 4 k g c m。 , 细度 模数 2 4 6 , 含水 率 3 1 , 含泥 量 3 O 。 粗骨料 :
11、粒 径 l O - 2 0 m m 的碎石 ,表 观 密度 2 6 6 5 k g c m , 堆积密度 1 4 5 0 k g e m。 , 含泥量 0 - 3 , 针 片状含 量 1 4 。 水 : 自来水 。 纤维 : 玄武岩纤维 , 长 1 2 m m, 短切连续 , 最高使 用温 度 6 5 O ; 聚丙 烯 纤维 , 长 1 2 mm, 束 状 , 熔点 1 6 5 o C 1 7 3 o C 。纤维 的物 理力 学性 能指 标见 表 2 。 一 5 】一 2 0 1 4年第 8期 混凝土与水泥制 品 第 2 2 0期 表 2纤维的性能指标 1 2 配合 比设计 及 试验 方法 1
12、 2 1 配合 比设计 根据 J G J 5 5 2 0 1 1 普通混凝配合比设计规程 配制 C 3 0普通混凝土 , 水灰比 0 5 , 砂率 0 3 , 具体配 合 比见表 3 。聚丙烯纤 维和玄 武岩纤 维 以 0 _ 3 、 0 6 、 0 9 、 1 2 为掺加量 , 以单掺和混 杂比 1 : 1 、 1 : 2 、 2 : 1的方式掺人 C 3 0混凝土基体 ,组成混杂纤维 混凝土, 进行抗压 、 弯曲抗折 、 抗劈裂强度等试验 。 表 3 C3 0混 凝 土 配 合 比 k g m 1 2 2 试验 方 法 按 G B T 5 0 0 8 2 4 普通混凝 土长期性能和耐久性
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