不同形態(tài)纖維素纖維對(duì)大壩混凝土性能影響研究

陳立壯

摘 要：通過(guò)研究采用兩種不同形態(tài)的絮狀和排片狀纖維素纖維對(duì)大壩四級(jí)配混凝土的工作性能、力學(xué)性能、抗裂性能指標(biāo)等進(jìn)行分析，全方面進(jìn)行深入研究。研究表明排片狀纖維素纖維除混凝土抗壓強(qiáng)度高于絮狀纖維素纖維外，劈拉強(qiáng)度、極限拉伸值及彈性模量均遜于絮狀纖維拌制的混凝土，摻絮狀纖維素纖維抗裂指數(shù)比排片狀纖維素纖維高13.5%。

關(guān)鍵詞：形態(tài);纖維素纖維;工作性;強(qiáng)度;抗裂性

中圖分類號(hào)：TU528 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）08-0117-02

0 引言

近年來(lái)，隨著工程對(duì)混凝土的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用方面的要求進(jìn)一步提高，對(duì)混凝土各項(xiàng)性能的指標(biāo)要求也越來(lái)越高，尤其對(duì)工程中易抗裂部位，混凝土中摻入纖維素纖維能有效的得到解決，本文主要研究不同形態(tài)纖維素纖維對(duì)混凝土性能的影響。

1 試驗(yàn)用原材料情況

水泥、粉煤灰、砂石骨料、外加劑均采用大壩混凝土生產(chǎn)所用原材料，纖維采用上海羅洋新材料科技有限公司生產(chǎn)的UF500纖維素纖維，分別為絮狀和排片狀形態(tài)。

2 試驗(yàn)用配合比情況

采用水電站使用的大壩A區(qū)C18040W15F300四級(jí)配混凝土配合比，試驗(yàn)采用配合比具體參數(shù)及材料用量見(jiàn)表1。

3 試驗(yàn)場(chǎng)地布置

本次試驗(yàn)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。場(chǎng)地布置在高線拌和系統(tǒng)1885平臺(tái)處，盡量靠近混凝土拌和樓處，易運(yùn)輸。試驗(yàn)塊尺寸為6m×3m×1.0m，分為2個(gè)區(qū)，每區(qū)尺寸為3m×3m×1.0m，分別澆筑摻羅洋排片狀纖維和羅洋絮狀纖維混凝土。試驗(yàn)塊澆筑試驗(yàn)在大壩混凝土澆筑間隙進(jìn)行，混凝土采用汽車運(yùn)輸，反鏟入倉(cāng)，人工振搗。試驗(yàn)共澆筑兩層，每層厚度約0.5m。

4 機(jī)口混凝土試驗(yàn)成果

4.1 機(jī)口混凝土檢測(cè)成果

不摻纖維素纖維混凝土拌和時(shí)間采用75s，羅洋絮狀纖維素纖維混凝土拌和時(shí)間采用90s，羅洋排片狀纖維素纖維混凝土拌和時(shí)間采用120s，機(jī)口坍落度控制在20mm～40mm，含氣量控制在4%～6%，機(jī)口混凝土拌和物試驗(yàn)檢測(cè)成果見(jiàn)表2，混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)檢測(cè)成果見(jiàn)表3。

從表1和表2試驗(yàn)成果可以看出：

（1）摻纖維素纖維后有助于改善混凝土的和易性及保塑性，降低混凝土的泌水率;

（2）摻纖維素纖維由于減水劑摻量的增加，混凝土凝結(jié)時(shí)間略有延長(zhǎng)，但能滿足施工要求;

（3）摻排片狀纖維素纖維比摻絮狀纖維素纖維后混凝土含氣量損失大，凝結(jié)時(shí)間和坍落度損失基本相同。

從表3試驗(yàn)成果可以看出：

（1）摻羅洋纖維摻纖維素纖維后，混凝土7d、14天、28天抗壓強(qiáng)度略有增加，其中摻羅洋排片狀纖維素纖維混凝土抗壓強(qiáng)度略高于摻羅洋絮狀纖維素纖維混凝土;

（2）摻羅洋纖維摻纖維素纖維后混凝土7d、14d、28d劈拉強(qiáng)度有所增加，其中28d劈拉強(qiáng)度較不摻纖維提高17%左右，其中摻羅洋排片狀纖維素纖維混凝土劈拉強(qiáng)度略高于摻羅洋絮狀纖維素纖維混凝土;

（3）摻羅洋纖維素纖維后28d極限拉伸值較不摻混凝土提高15%左右，28d彈性模量低于不摻纖維素纖維的混凝土彈性模量;

（4）羅洋排片狀纖維素纖維除混凝土抗壓強(qiáng)度高于絮狀纖維外，劈拉強(qiáng)度、極限拉伸值及彈性模量均遜于絮狀纖維素纖維拌制的混凝土。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)塊取芯試驗(yàn)成果

混凝土澆筑后第7天在試驗(yàn)塊進(jìn)行鉆孔取芯。鉆機(jī)鉆頭直徑為Φ150mm，芯樣試驗(yàn)檢測(cè)成果見(jiàn)表4。

摻纖維素纖維后，現(xiàn)場(chǎng)芯樣混凝土抗壓強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度規(guī)律與機(jī)口試驗(yàn)結(jié)果相同，由于芯樣尺寸因素的影響，因此混凝土芯樣實(shí)測(cè)強(qiáng)度均低于機(jī)口混凝土強(qiáng)度。

5 混凝土抗裂性能評(píng)價(jià)

由于摻各種纖維素纖維混凝土各項(xiàng)指標(biāo)表現(xiàn)出不同的結(jié)果，故對(duì)混凝土的抗裂性能采用抗裂指數(shù)的形式綜合評(píng)價(jià)，即抗裂指數(shù)=極限拉伸/（彈性模量*壓拉比），試驗(yàn)成果見(jiàn)表5。

從表5可以看出：

（1）摻羅洋纖維素纖維后，混凝土綜合抗裂指數(shù)優(yōu)于不摻纖維的混凝土，其中摻羅洋絮狀纖維素纖維比不摻纖維素纖維的混凝土綜合抗裂指數(shù)提高43%;

（2）混凝土抗裂指數(shù)從大到小為：羅洋絮狀纖維素纖維大于羅洋片狀纖維素纖維拌制的混凝土，不摻纖維素纖維的混凝土抗裂指數(shù)最小。

6 試驗(yàn)結(jié)論

（1）摻纖維素纖維后，為保證纖維的均勻性，需增加混凝土拌和時(shí)間，其中摻羅洋排片狀纖維素纖維混凝土拌和時(shí)間比摻羅洋絮狀纖維素纖維混凝土拌和時(shí)間多30s;

（2）摻纖維素纖維后，混凝土凝結(jié)時(shí)間均有所增加，混凝土無(wú)泌水;

（3）摻纖維素纖維后混凝土坍落度、含氣量損失小于不摻纖維素纖維的混凝土，但混凝土坍落度有所降低;

（4）摻纖維素纖維后混凝土7d、14天、28天抗壓強(qiáng)度略有增加，其中摻羅洋排片狀纖維素纖維混凝土抗壓強(qiáng)度略高于摻羅洋絮狀纖維素纖維混凝土;

（5）摻纖維素纖維后混凝土7d、14d、28d劈拉強(qiáng)度有所增加，其中28d劈拉強(qiáng)度較不摻纖維素纖維提高17%左右;

（6）摻纖維素纖維后28d極限拉伸值較不摻纖維混凝土提高15%左右，28d彈性模量低于不摻纖維素纖維的混凝土彈性模量;

（7）摻纖維素纖維后，現(xiàn)場(chǎng)芯樣混凝土抗壓強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度規(guī)律與機(jī)口試驗(yàn)結(jié)果相同，由于芯樣尺寸因素的影響，因此混凝土芯樣實(shí)測(cè)強(qiáng)度均低于機(jī)口混凝土強(qiáng)度;

（8）采用羅洋絮狀纖維素纖維拌制的混凝土綜合性能優(yōu)于羅洋片狀纖維素纖維拌制的混凝土;

（9）摻羅洋纖維素纖維后，混凝土綜合抗裂指數(shù)優(yōu)于不摻纖維的混凝土，其中摻羅洋絮狀纖維素纖維比不摻纖維素纖維的混凝土綜合抗裂指數(shù)提高43%。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳宏友.纖維混凝土力學(xué)性能室內(nèi)試驗(yàn)研究[J].中外公路，2005（1）：91-94.

[2] 何真，羅謙，梁文泉，等.面板混凝土補(bǔ)償收縮與纖維增強(qiáng)的阻裂試驗(yàn)研究[J].混凝土，2006（05）：50-53.

[3] 徐至鈞.纖維混凝土技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.

[4] 宮世宇，李楊.纖維素纖維對(duì)面板混凝土性能的影響[J].化工管理，2016（36）：8+10.