飞机场混凝土耐磨性和抗冲击性能研究.pdf
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1、6 低温建筑技术 2 0 1 0年第 7期 ( 总第 1 4 5期 ) 飞机场混凝土耐磨性和抗冲击性能研究 李巧生 , 卢俊 , 冯长伟 ( 1 9 4 9 6 8部 队。 南京2 1 0 0 0 0; 2 昆山市建筑 - r 程质量检测中心 江苏苏州2 1 5 3 3 7) 【 摘要】 分别考察了粉煤灰、 纤维和膨胀型减水剂对飞机场混凝土耐磨性能和抗冲击性能的影响。研究 表明混凝土的耐磨性随着抗压强度的增加而提高, 即在减水剂 、 纤维和粉煤灰掺量三个因素中, 减水剂掺量是影 响混凝土耐撞磨性显著 因素, 此次为粉煤灰。聚丙烯纤维掺入 明显提高混凝土早期塑性开裂性能, 在掺量为 0 9 k
2、g m 时相对具有较好耐撞磨性能。混凝土抗冲击强度随粉煤灰掺量( O 一 2 0 ) 的增加而增加, 在纤维掺量 0 9 k g m 时, 混凝土的抗冲击强度较高。在粉煤灰、 纤维和减水剂三个影响因素中, 纤维对混凝土的抗冲击性能 影响较大。 【 关键词】 飞机场混凝土; 耐磨性能; 抗冲击性能 【 中图分类号】 T U 5 2 8 0 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 0 ) 0 7 一 O O O 6 0 2 飞机场混凝土属于耐磨、 耐冲击的地面, 需要承受较大 负荷或较频繁的作业, 对混凝土要求具有较高的强度、 耐磨 性和冲击性, 本文
3、重点研究飞机场混凝土的耐磨性能和抗 冲击性能。X G Hu 等研究了素混凝土和钢纤维增强混 凝土两种水工混凝土在4 4 、 9 0 、 1 4 0 、 1 9 7、 2 3 4 m s的不同高速 水流下和 l 5 。 和 9 0 。 两种不 同角度 冲刷下的耐磨性 能。 C D A t i s L 2 等进行了普通硅酸盐混凝土( N P C) 和高粉煤灰 掺量混凝土( HV F C) 的性能试验 , 发现了不同混凝土的耐磨 损性能和其抗弯强度之 间的关系, 抗弯强度每 提高 4 5 MP a 。 1 实验配比 基准配合比, 进行原材料对混凝土耐撞磨和抗冲击性 能影响的试验。 表 1 试验 基准
4、配合 比 在基准配合比的基础上分别改变粉煤灰、 纤维、 膨胀型 减水剂, 来研究原材料对混凝土抗压强度、 耐撞磨、 抗 冲击 和抗裂性的影响。研究中, 粉煤灰选用 I级粉煤灰, 采用等 量取代, 取代量为 1 0 , 2 0 ; 外加剂为复配型膨胀萘系减 水剂; 纤维为聚丙烯纤维( P P F ) ; 不同原材料品种和掺量下 的混凝土配合 比如下表所示。 表 2 影响因素与水平 注 : 以上膨胀 型减水剂和纤维均为南京润方建筑技 术工程有限 公 司提供。 2 试验 方法 2 1 耐撞磨试验 2 1 1 仪器与试件 耐撞磨试验方法参考洛杉矶撞磨法, 洛杉矶磨耗试验 机 : 圆桶内径7 1 0 5
5、 ra m, 内侧长 5 1 0 5 m m, 两端封闭, 投料 13的钢盖通过紧固螺栓和橡胶垫与钢桶紧闭密封。钢桶的 转速为 3 0 3 3 r ra i n 。 耐撞磨试验试件: 尺寸直径为 1 0 0 ra m和高度为 1 0 0 ram 圆柱体, 成型后放人温度为 2 02 C, 相对湿度大于 9 o 的 标准养护室养护。 2 1 2试验步骤 将 2 8 d龄期的试件从标准养护室取出, 烘干, 称质量 , 分 别测量磨耗机旋转 3 0 0次和 5 0 0次后试件的质量损失百分 比, 作为评价混凝土抗撞磨能力的指标。 2 2 抗 冲击试验 2 2 1 试验方法 试件尺寸: 直径 1 5
6、0 mm、 高度6 0 m m的圆柱体试件。 成型 : 按标准方法成型。 养护: 标准养护条件下养护2 8 d 。 试验器材 : 冲击锤重4 5 k g , 下落高度为4 5 7 mm。 2 2 2 实验结果评 价 实验评价方法共有四项指标 : 第一, 出现第一条裂缝的 冲击次数; 第二, 初裂后试件体积膨胀, 当试件与试验仪中 四块挡板的任意三块接触时的冲击次数 ( 破坏时的冲击次 数) ; 第三, 冲击韧性; 第四, 初裂及破坏冲击次数的差值。 : N m g h 式中, 为试件达规定破坏指标时所吸收的全部冲击 能量; J7 、 r 为冲击次数; h为冲击锤下落的高度, 为 4 5 7 m
7、 m; g 为 9 8 1 m s 。 3实验结果及分析 3 1 实验结果 3 2 耐磨结果分析 李巧生等 : 飞机场混凝土耐磨性和抗 冲击性能研究 7 表 3 混凝土性能测试 结果 注 : 混凝 土试件撞磨试 验结 果 中, 撞 磨 质量损 失为 换算成 等强 度时撞磨 的质量损失率 。 ( 1 ) 粉煤 灰掺 量对混 凝 土撞磨 性 能影 响。对 比上面 数据可以看出, 掺 1 0 2 0 粉煤灰可改善混凝土的耐撞 磨性能, 质量损失随掺量的增加而增加, 混凝土的撞磨性与 抗压强度之间存在较好的相关性, 可能由于粉煤灰的掺人 延缓了水泥的水化过程, 从而降低了混凝土的2 8 d强度, 因
8、此就降低了其耐撞磨能力 , 但在相同抗压强度下, 掺加粉煤 灰混凝土的耐撞磨性能仍高于不掺粉煤灰的混凝土, 其原 因可能为粉煤灰提高了混凝土表面的致密性, 从而提高了 混凝土的表面耐撞磨性能。 ( 2 ) 纤维掺量对混凝土撞磨性能影响。首先, 掺 P P F 纤维的混凝土, 其撞磨性能不是随着纤维掺量的增加而增 加 ; 其次 , P V A纤维掺量在 0 9 k g m 时, 抗撞磨性能相对较 好 , 且不同掺量的变化幅度不是很大 , 即纤维掺量不是影响 混 凝土撞磨性能的主要 因素 。 ( 3 ) 外加剂掺量对混凝土撞磨性能影响。随着减水 剂掺量的增加 , 3 0 0次和 5 0 0次撞磨后
9、质量损失都有所降 低 , 即混凝土的耐撞磨能力随减水剂掺量的增加有增长的 趋势。这主要一方面 由于减水剂, 减水率高、 保坍性能好、 增强效果好、 而且能有效降低混凝土的干燥收缩等特点, 增 加 了混凝土的强度 。同时膨 胀型 减水剂 可能增加 了混凝 土 的密实性, 使得混凝土的耐撞磨性能提高。从极差分析表 中可以看出, 减水剂是影响混凝土撞磨性能的主要因素。 表 4 混凝 土性能测试结果极差分析 粉煤灰掺量, 0 薹 暑 冀 5 g 0 粉煤灰掺量, 减水剂掺量, ( a ) 3 0 o 次撞磨质量损失 ( b ) 5 o 0 次撞磨质量损失 ( a ) 3 o o 次撞磨质量损失 图 1
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