玄武岩纤维对机场道面混凝土抗冻性能影响研究.pdf
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1、2 0 1 2年第 1 2期 1 2月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA C0NCRETE AND CEMENT PRODUC 2 01 2 No 1 2 De c e mb e r 玄武岩纤维对机场道面混凝土抗冻性能影响研究 谢永亮 , 战仕利 , 王 瑞 , 张建军 , 梁 峰 。 ( 1 空军勤务学院机场工程系 , 徐州 2 2 1 0 0 0 ; 2 空防工程五处 , 南京 2 1 1 1 0 0 ; 3 空防工程二处 , 沈阳 1 1 0 0 2 0 ) 摘要 : 通过设计对 比试验 , 从 相对动弹模量和质量 变化 两个方面研 究 了普通 混凝土 、 玄武岩纤 维混凝
2、土及玄 武岩纤维一引气混凝土的抗 冻性能 , 并分析 了纤 维增 强抗 冻机理 。结果表 明, 玄武岩纤 维的掺入 能有 效提 高机 场道 面混凝土的抗冻性 能, 相对耐久性指数较 引气混凝 土提 高 1 8 6 。 关键词 : 玄武岩纤维; 抗冻性能 ; 机场道面 ; 动 弹模量 Ab s t r a c t :Th r o u g h t h e d e s i g n o f c o mp a r a t i v e t e s t ,t h e f r o s t r e s i s t a n c e o f o r d i n a r y c o n c r e t e ,b a
3、s a l t fi b e r r e i n f o r c e d c o n c r e t e( B F R C ) a n d B F R C a i 卜e n t r a i n i n g c o n c r e t e i s s t u d i e d f r o m t w o a s p e c t s o f th e r e l a t i v e e l a s t i c m o d u l u s a n d q u a l i t y c h a n g e s nl e me c h a n i s m o f fi b e r r e i n f o r
4、 c i n g f r o s t r e s i s t i n g i s a n aly z e d T h e r e s u l t s s h o w t h a t the b a s a h fi b e r c a n e ff e c t i v e l y i mp r o v e t h e f r o s t r e s i s t a n c e o f a i r p o r t p a v e me n t c o n c r e t e a n d t h e r e l a t i v e d u r a b i l i t y i n d e x i s
5、 i n c r e a s e d b y 1 8 6 t h a n t h e o n e s o f a i r e n tra i n e d c o n c r e t e Ke y wo r d s : B a s alt f i b e r ; F r o s t r e s i s t a n t p r o p e r t i e s ; Ai r p o rt p a v e me n t ; Dy n a mi c e l a s t i c mo d u l u 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、6 3 7 ( 2 0 1 2 ) 1 2 4 8 一 O 3 O前 言 我 国北 方地 区 自然 环 境相 对 恶 劣 ,大 风 干热 、 日温差和年温差普遍较高 ,这使冻融破 坏成为机 场、 公路水泥混凝土道面的主要病害之- ” 。冻融破 坏引起 的道 面开裂和剥落掉渣严重影 响着 飞机起 降的安全。混凝土冻融破坏主要是 由于水分不断通 过微裂缝侵入到内部结构结晶一 融化 ,使其受到冻 胀开裂而造成的。在混凝土中掺入一定量的纤维可 以有效减少并抑制微裂缝的发展 , 是提高混凝土抗 冻性 能 的有 效途 径 。 玄武岩纤维( C B F ) 是近来发展 的一种新型硅酸 盐纤维 ,与其他纤维相
7、 比具有很多独特 的优点 , 如 力学 性能佳 、 耐 高温性 能好 , 可 在一 2 6 9 7 0 0 范 围 内 连续工作 , 且耐酸耐碱 , 抗紫外线能力强 , 与混凝土 相容性好 , 是一种很好 的混凝 土增强材料。据研究 , 当玄武岩纤维体积掺量为 0 1 时, 混凝土的静力学 性能最佳圆 。 目前 , 对玄武岩纤维混凝土( B F R C ) 抗冻 耐久性能的研究 不多 , 为此 , 本 文通过设计不 同配 合比的玄武岩混凝土, 研究其抗冻耐久性能。 1 试 验准 备 1 1 原材料及配合比 水泥: P O 4 2 5 R级普通硅酸盐水泥。 细骨料 : 河砂 , 级配 良好 ,
8、细度模数 3 0 , 表观密 度 2 7 3 g c m , 含 泥量小 于 4 0 。 粗骨料 : 石灰石 , 5 - 2 0 mm、 2 0 - 4 0 ra m两级配 , 表 一 4 8一 观密度 2 7 3 g c m 3 , 含泥量小于 1 0 。 外加剂 : 引气减水剂 , 现场配比试验后 测得 的 减水率为 1 8 , 引气量 3 5 。 玄武岩纤维 : 南京某公司生产 的短切玄武岩纤 维, 其性能指标见表 1 。 表 1 玄武岩纤维 的物理力学性能 根据 G J B 1 5 7 8 -1 9 9 2 ( 机场道面水泥混凝土配 合 比设计技术标准 和 G J B 1 1 1 2
9、A 一2 0 o 4 军用机场 场道工程施工及验收规范 ,设计试验混凝土抗折 强度等级为 5 O MP a , 和易性要求维勃稠度 1 5 3 0 s , 纤维体积掺量为 0 1 、 0 1 5 , 经初步设计和试拌调 整 , 确定五种混凝土配合 比, 见表 2 。 表 2 混凝土配合 比 k g m 1 2 试件制作 为保证混凝土拌合物 的均匀性和质量 , 试验用 谢永这 , 战仕利 , 王 瑞 , 等 玄武岩纤维对机场道面混凝土抗浆性能影响研究 混凝 土采用双卧轴强制式混凝土搅拌机搅拌 , 每次 最大搅拌量为 0 5 m ,通过参考文献及现场试拌 , 确 定混凝土的搅拌流程如图 1 所示。
10、 J 砂、 水泥、 水J J 加石子 I J 加引气减水剂 J I搅拌3 o s广 _ 搅拌3 o s广 搅拌3 0 s l I 加 譬 水 泥 浆 1 r 3 0 I 搅 拌 s l 1 兰 ! : 兰 图 1 试件制作 流程 玄武岩纤维的添加方式 目前主要有 三种 : 直掺 法、 预饱和法和水泥净浆包裹法 3 1 。本试验采用水泥 净浆包裹法 , 即从 已称量好 的配合 比材料用量 中取 出部分水泥及水与玄武岩纤维预先搅拌后再投入 搅拌机。此方法可使纤维与水泥石界面具有更好的 联结性 , 减少基体孔洞 , 从而更好地提高增强效果 。 试件按常规方法振动成型 , 在空气中静养 l d后 拆模
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