合成纖維混凝土抗凍性與抗?jié)B性的試驗(yàn)

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幻燈片1 第二節(jié)合成纖維混凝土 混凝土的合成纖維的品種 合成纖維混凝土的塑性阻裂機(jī)理 合成纖維混凝土早期抗裂性的評(píng)價(jià)體系 土木工程對(duì)合成纖維的基本要求 幻燈片2 一.合成纖維的品種 表1混凝土常用合成纖維的性能 幻燈片3 1.聚丙烯纖維（丙綸pp） 聚丙烯纖維由于生產(chǎn)原料比較豐富，生產(chǎn)過程比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本相對(duì)于其他品種纖維較低， 所以受到國(guó)內(nèi)外建筑業(yè)界的重視和使用。但其不具有“高強(qiáng)高模”的特性，從土木工程的角 度來看，它不屬于“高彈模纖維”，因?yàn)闃?gòu)成聚丙烯纖維的大分子鏈比較柔，玻璃化溫度只 有－18℃。 幻燈片4 它的主要用途是用作裝飾材料和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，如用于制作地毯、人造草坪、包扎用繩 子以及一次性使用的“用即棄”產(chǎn)品等。 近幾年有一定數(shù)量聚丙烯纖維用于土木工程領(lǐng)域，以提高混凝土及砂漿的早期抗裂 性能和韌性。 一.合成纖維的品種 一.合成

幻燈片1 第二節(jié)合成纖維混凝土 混凝土的合成纖維的品種 合成纖維混凝土的塑性阻裂機(jī)理 合成纖維混凝土早期抗裂性的評(píng)價(jià)體系 土木工程對(duì)合成纖維的基本要求 幻燈片2 一.合成纖維的品種 表1混凝土常用合成纖維的性能 幻燈片3 1.聚丙烯纖維（丙綸pp） 聚丙烯纖維由于生產(chǎn)原料比較豐富，生產(chǎn)過程比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本相對(duì)于其他品種纖維較低， 所以受到國(guó)內(nèi)外建筑業(yè)界的重視和使用。但其不具有“高強(qiáng)高?！钡奶匦裕瑥耐聊竟こ痰慕?度來看，它不屬于“高彈模纖維”，因?yàn)闃?gòu)成聚丙烯纖維的大分子鏈比較柔，玻璃化溫度只 有－18℃。 幻燈片4 它的主要用途是用作裝飾材料和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，如用于制作地毯、人造草坪、包扎用繩 子以及一次性使用的“用即棄”產(chǎn)品等。 近幾年有一定數(shù)量聚丙烯纖維用于土木工程領(lǐng)域，以提高混凝土及砂漿的早期抗裂 性能和韌性。 一.合成纖維的品種 一.合成

綜述了各類合成纖維對(duì)混凝土強(qiáng)度、韌性等力學(xué)性能的增強(qiáng)效果,以及對(duì)抗?jié)B性、耐久性等其它物理性能的影響。其中詳細(xì)討論了碳纖維和聚丙烯纖維。并介紹了合成纖維混凝土的發(fā)展前景及目前存在的問題。

通過在混凝土中摻加纖維的一系列對(duì)比研究試驗(yàn),研究混凝土中摻入聚丙烯纖維后對(duì)混凝土的耐久性和裂紋控制方面的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,在混凝土中摻入聚丙烯纖維可以提高混凝土的韌性,抑制混凝土的開裂過程,從而有效達(dá)到防裂的目的。

根據(jù)實(shí)際工作中杭州灣大橋?qū)９つ途眯曰炷恋目沽岩?通過在混凝土原材料中添加適當(dāng)摻量的聚丙烯纖維試配,選擇出既能夠達(dá)到混凝土耐久性要求又可以增強(qiáng)混凝土抗裂性能、具有一定經(jīng)濟(jì)效益的海工混凝土。

針對(duì)聚丙烯腈和聚丙烯纖維對(duì)混凝土的力學(xué)性能影響進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn),研究?jī)煞N纖維及其摻量對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度的影響關(guān)系.試驗(yàn)結(jié)果表明,與素混凝土相比,聚丙烯腈纖維混凝土的抗壓強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度隨纖維摻入量的增加而不同,存在最佳的纖維摻入量,而聚丙烯纖維對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度沒有提高作用,對(duì)劈拉強(qiáng)度則有提高,但也存在最佳的纖維摻入量.兩種纖維的使用應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際進(jìn)行選取.

表號(hào)：鐵建試錄048 批準(zhǔn)文號(hào)：鐵建設(shè)函[2009]27號(hào) 施工單位記錄編號(hào) 工程名稱施工部位 強(qiáng)度等級(jí)評(píng)定日期 設(shè)計(jì)強(qiáng)度等 級(jí) 理論配合比 工地拌和方 法 制件時(shí)坍落 度（mm） 制件日期 齡期（d） 每次凍結(jié)時(shí) 間 試驗(yàn)計(jì)算復(fù)核 溫度（℃） 相對(duì)濕度 （%）分辨力 混凝土抗凍性能試驗(yàn)記錄（一） 型號(hào) 管理 示值范圍 儀器設(shè)備編號(hào) 及 儀器設(shè)備名稱 采用標(biāo)準(zhǔn) 環(huán)境條件 樣品狀態(tài)描述 （1）技術(shù)條件 設(shè)計(jì)抗凍等級(jí)理論配合比報(bào)告編號(hào) 施工配合比 工地?fù)v實(shí)方法制件搗實(shí)方法 試件尺寸（mm）養(yǎng)護(hù)方法 制件時(shí)擴(kuò)展度（mm）制件維勃稠度（s） 融化溫度范圍（℃）每次融化時(shí)間 凍結(jié)溫度范圍（℃)每次凍結(jié)降溫歷時(shí) （2）混凝土使用材料情況 材料名稱 材料 產(chǎn)地 品種規(guī)格報(bào)告編號(hào)施工拌和用料量（kg/m3） 水泥 摻和料1 摻和料2 細(xì)骨料

設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí) 理論配合比 工地拌和方法 制件時(shí)坍落度 制件日期 齡期（d） 每次凍結(jié)時(shí)間 32平均 32平均 確定抗凍等級(jí) 附注： 混凝土耐久性系數(shù)k=p×n/300 n次凍融循環(huán)試驗(yàn)后試件相對(duì)動(dòng)彈性模量p（%） p=（fn 2/f0 2）×100 n次凍融循環(huán)試驗(yàn)后試件橫向基頻值fn（hz） n次凍融循環(huán)試驗(yàn)后試件質(zhì)量損失率δwn（%） δwn=［（g0-gn）/g0］×100 凍融循環(huán)試驗(yàn)前試件橫向基頻初始值f0（hz） 凍融循環(huán)試驗(yàn)后試件質(zhì)量gn（g） 凍融循環(huán)試驗(yàn)前試件質(zhì)量g0（g） （4）快凍法達(dá)規(guī)定凍融循環(huán)試驗(yàn)次數(shù)時(shí)的檢測(cè) 檢測(cè)項(xiàng)目 凍融循環(huán)試驗(yàn)次數(shù)n（次） 12平均13 確定抗凍等級(jí) n次凍融循環(huán)試驗(yàn)后抗壓強(qiáng)度損失率δfc（%） δfc=［（fc0－fcn）/fc0］×100 凍融循環(huán)試驗(yàn)后試件抗壓強(qiáng)

試驗(yàn)復(fù)核批準(zhǔn) 試件 編號(hào) 報(bào)告編號(hào) 委托編號(hào) 記錄編號(hào) 單位（章） 表號(hào)：鐵建試報(bào)21 批準(zhǔn)文號(hào)：鐵建設(shè)[20混凝土抗凍性能試驗(yàn)報(bào)告 標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定值 試 結(jié)果 試驗(yàn) 日期 檢測(cè)評(píng)定依據(jù)： （4）快凍法達(dá)規(guī)定凍融循環(huán)試驗(yàn)次數(shù)時(shí)的檢測(cè)結(jié)果 試 結(jié)果 標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定值 試驗(yàn) 日期 試件 編號(hào) 報(bào)告日期 工程名稱 委托單位 粗骨料 水泥 摻和料1 摻和料2 制件時(shí)坍落(mm) 試件尺寸（mm） 凍結(jié)溫度范圍（℃） 細(xì)骨料 工地拌和方法 n次凍融循環(huán)試驗(yàn)后試件質(zhì)量損失率δwn（%） 養(yǎng)護(hù)方法 報(bào)告編號(hào) 施工部位 代表數(shù)量 （1）技術(shù)條件 設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí) 理論配合比 n次凍融循環(huán)試驗(yàn)后試件相對(duì)動(dòng)彈性模量p（%） 混凝土耐久性系數(shù)k 試驗(yàn)結(jié)論： 確定抗凍等級(jí) 檢測(cè)項(xiàng)目 最大凍融循環(huán)試驗(yàn)次數(shù)n（次） 凍融循環(huán)試驗(yàn)后試件質(zhì)量損失率δωn（%） 凍融循環(huán)試驗(yàn)

表號(hào)：鐵建試錄049 批準(zhǔn)文號(hào)：鐵建設(shè)函[2009]27號(hào) 施工單位記錄編號(hào) 工程名稱施工部位 強(qiáng)度等級(jí)評(píng)定日期 123平均123平均 凍融循環(huán)試驗(yàn)前試件質(zhì)量g0（g） 凍融循環(huán)試驗(yàn)后試件質(zhì)量gn（g） n次凍融循環(huán)試驗(yàn)后試件質(zhì)量損失率 δωn（%） δωn=［（g0－gn）/g0］×100 試件承壓面積a（mm2） 對(duì)比試件破壞荷載p0（kn） 對(duì)比試件抗壓強(qiáng)度fc0（mpa） fc0=p0/a 凍融循環(huán)試驗(yàn)后試件破壞荷載pn （kn） 凍融循環(huán)試驗(yàn)后試件抗壓強(qiáng)度fcn （mpa） fcn=pn/a n次凍融循環(huán)試驗(yàn)后抗壓強(qiáng)度損失率 δfc（%） δfc=［（fc0－fcn）/

我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)量大面廣,自建國(guó)以來興建了大量的混凝土建筑物。但是,隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng),混凝土建筑物的老化問題日益突出,即混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題。本文對(duì)鋼纖維輕骨料混凝土的抗凍融性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。凍融試驗(yàn)分為兩種強(qiáng)度等級(jí)(lc30、lc35)。lc35凍融循環(huán)25次、50次、75次;lc30凍融循環(huán)50次、100次。以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù),分析了凍融循環(huán)次數(shù)、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、鋼纖維體積率等因素對(duì)輕骨料混凝土凍融后抗壓強(qiáng)度及其質(zhì)量損失的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明,隨著鋼纖維體積摻量的增加,混凝土的抗凍性能也有所提高。

粗合成纖維為聚丙烯與聚乙烯的復(fù)合體,表面為壓痕波浪形,是一種新型增強(qiáng)增韌材料。試驗(yàn)研究異型粗合成纖維混凝土抗彎拉強(qiáng)度、抗彎韌性和疲勞特性,探討疲勞壽命與應(yīng)力水平、纖維體積摻量的關(guān)系,結(jié)果表明:當(dāng)纖維摻量為9～13kg/m3時(shí),異型粗合成纖維混凝土相對(duì)剩余強(qiáng)度為49%～66%;疲勞壽命相比基準(zhǔn)混凝土提高了100%～389%。

通過對(duì)摻改性聚丙烯仿鋼絲纖維和聚丙烯混雜纖維(改性聚丙烯仿鋼絲纖維和聚丙烯纖維)混凝土進(jìn)行"快凍法"試驗(yàn),比較不同纖維摻量組合的混凝土經(jīng)歷預(yù)定凍融循環(huán)次數(shù)后的質(zhì)量損失、動(dòng)彈性模量以及相對(duì)動(dòng)彈性模量,研究改性聚丙烯纖維及混雜纖維對(duì)普通混凝土抗凍性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:摻入改性聚丙烯仿鋼絲纖維有助于增加混凝土的凍融循環(huán)使用壽命,提升混凝土的抗凍性能;而且混雜纖維的抗凍效果好于單摻改性聚丙烯纖維。

通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)無砂混凝土抗凍性的影響因素進(jìn)行分析,采用比較先進(jìn)的快凍法評(píng)價(jià)無砂混凝土的抗凍性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:集灰比影響非常顯著,集料粒級(jí)次之。

根據(jù)機(jī)場(chǎng)道面水泥混凝土的特點(diǎn),研究了水泥用量與混凝土含氣量的關(guān)系,試驗(yàn)結(jié)果表明混凝土的含氣量并不隨著水泥的用量增加而增大;引氣劑的加入可以提高混合料的流動(dòng)性,但會(huì)降低混凝土的抗彎拉強(qiáng)度;同時(shí),可以顯著提高混凝土的抗凍性;根據(jù)西北戈壁灘的氣候特點(diǎn)和機(jī)場(chǎng)道面的使用特點(diǎn),建立了抗凍性混凝土配合比設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合某機(jī)場(chǎng)的氣候特點(diǎn),設(shè)計(jì)出道面抗凍性混凝土配合比,并應(yīng)用于道面混凝土的施工中,經(jīng)使用表明較好地解決了該機(jī)場(chǎng)曾發(fā)生過的道面混凝土的凍融損壞。

對(duì)無機(jī)硅、硅烷類和有機(jī)共聚物3類保護(hù)劑對(duì)混凝土抗凍性的影響進(jìn)行了研究。重點(diǎn)研究了凍融循環(huán)條件下保護(hù)劑對(duì)混凝土相對(duì)動(dòng)彈性模量、抗剝蝕性能的影響,通過以上指標(biāo)綜合評(píng)定保護(hù)劑對(duì)混凝土抗凍性的影響。

泡沫混凝土的抗凍性與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系,摻入憎水劑及有效的調(diào)整配合比對(duì)提高泡沫混凝土的抗凍性有著積極的作用,文中分別對(duì)兩種不同配合比的泡沫混凝土的抗凍性試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析,并對(duì)不同容重、不同ⅰ級(jí)增鈣灰的摻入憎水劑的泡沫混凝土孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行了試驗(yàn)分析。

采用改變粉煤灰和再生粗骨料在廢棄混凝土試塊摻合型再生混凝土中的取代率,對(duì)再生混凝土的抗凍性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究,探索不同粉煤灰和再生粗骨料取代率分別對(duì)再生混凝土質(zhì)量損失率、抗壓強(qiáng)度損失率以及相對(duì)動(dòng)彈性模量的影響.試驗(yàn)結(jié)果表明:一方面,粉煤灰對(duì)再生混凝土在受到凍融破壞時(shí)有不同程度的改善和增強(qiáng)作用;另一方面,不同再生粗骨料取代率配制的再生混凝土,其質(zhì)量損失率較小,然而抗壓強(qiáng)度損失率、相對(duì)動(dòng)彈性模量下降率增加明顯,再生粗骨料取代率80%的抗壓強(qiáng)度損失率比30%的提高了180.5%,再生粗骨料取代率100%比取代率為30%的相對(duì)動(dòng)彈性模量降低了21.8%.

高效能引氣劑是碾壓混凝土解決抗凍性的首要選擇。文章結(jié)合新疆北部某碾壓混凝土重力壩混凝土抗凍性能的研究,針對(duì)不同引氣劑品種、原材料、配合比和施工工藝對(duì)混凝土含氣量的影響進(jìn)行了系列試驗(yàn)研究。在兼顧引氣效果和成本的前提下,確定了適用于高寒地區(qū)碾壓混凝土的引氣劑。探討比較了不同水泥混凝土混合料中所用的水與水泥重量的比值對(duì)混凝土中產(chǎn)生氣泡大小和距離的影響。施工技術(shù)人員為了提高混凝土單位體積中空氣的體積百分比,對(duì)施工工藝也提出了要求。文章所得結(jié)論可為高寒地區(qū)的修建碾壓混凝土建筑物提高抗凍性能提供參考。

為提高普通混凝土的抗?jié)B性能,將不同種類的纖維摻入混凝土中,設(shè)計(jì)了纖維混凝土配合比。通過室內(nèi)試驗(yàn)研究了不同纖維混凝土的抗?jié)B性能,并通過工程實(shí)例,對(duì)其抗?jié)B性能及使用性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

以抗折強(qiáng)度損失率、相對(duì)動(dòng)彈性模量、質(zhì)量損失率作為評(píng)價(jià)指標(biāo),研究了人工砂中石粉含量對(duì)兩種水膠比的二級(jí)配泵送混凝土的抗凍性能影響,借助sem測(cè)試技術(shù)分析探討了石粉對(duì)混凝土抗凍性的影響機(jī)理。結(jié)果表明:相對(duì)于質(zhì)量損失率,抗折強(qiáng)度損失率和相對(duì)動(dòng)彈性模量能更準(zhǔn)確地反映凍融循環(huán)對(duì)混凝土性能劣化的程度?；炷恋目箖鲂噪S石粉含量增大而呈現(xiàn)先提高后下降的趨勢(shì),這是由于一方面石粉顆粒的微集料填充效應(yīng)和活性效應(yīng)能提高混凝土密實(shí)度,對(duì)改善混凝土抗凍性有利,另一方面,混凝土的含氣量隨石粉含量的增大而降低,從而對(duì)抗凍性不利。因此,從抗凍性的角度,石粉含量存在一最佳范圍值。在本試驗(yàn)研究條件下,二級(jí)配泵送混凝土所用人工砂中石粉含量的最佳范圍為20%~25%。