聚丙烯纖維混凝土耐磨性能研究

【摘要】為了更好地了解纖維混凝土的力學性能，本文通過其耐磨性能試驗，對其耐磨性能進行了研究，結(jié)果表明：摻入纖維后，其耐磨性能大大提升。

與普通混凝土相比，超韌性纖維混凝土由于其內(nèi)部纖維充當次要鋼筋的作用，避免了塑性開裂，減少了干縮，使用過程中裂紋極少且裂紋寬度小。同時，該材料變形能力強，不易斷板，無露骨，行車舒適度較好，克服了傳統(tǒng)混凝土路面的常見病害，進一步提高了其路用性能，提高了路面使用壽命，降低了維護成本。耐磨性能是纖維增強復合材料研究的一個重要方面，主要集中于抗磨性能與復合材料參數(shù)之間的關系以及磨損機理的研究，但對于纖維增強水泥基復合材料，這方面的研究還涉及不多。在高速公路、機場和橋梁路面等工程的材料應用中，耐磨損往往是一個很重要的性能指標。，本文對聚丙烯纖維混凝土路面的耐磨性能進行了研究。

1試驗概況

基本配合比及力學強度見表1

混凝土磨耗試驗采用150mm×150mm×150mm立方體標準試件，每組三個試件。試件的成型和養(yǎng)護按規(guī)范T-0551的規(guī)定進行。

試件養(yǎng)護至27d齡期從養(yǎng)護地點取出，擦干表面水分放在室內(nèi)空氣中自然干燥12h，再放入60℃±5℃烘箱中，烘12h至恒重。

試件烘干處理后放至室溫，刷凈表面浮塵。將試件放至磨耗試驗機的水平轉(zhuǎn)盤上，磨削面應與成型時的頂面垂直，用夾具將其輕輕緊固。在200N負荷下磨30轉(zhuǎn)，后取下試件刷凈表面浮塵稱重記下相應質(zhì)量 ，該質(zhì)量作為試件的初始質(zhì)量。然后在200N負荷下磨60轉(zhuǎn)然后取下試件刷凈表面粉塵稱重，并記錄剩余質(zhì)量 。 整個磨損過程應將吸塵器對準試件磨損面，使磨下的粉塵被及時吸走。

單位面積的磨耗量 按照

以3塊試件磨耗量的算術(shù)平均值作為試驗結(jié)果結(jié)果計算精確至0.001kg/m2。當其中一塊磨損量超過平均值15%時，應予以剔除，取余下兩塊試件的平均值作為試驗結(jié)果，如兩塊磨損量超過平均值15%時，應重新試驗。

2 試驗結(jié)果與分析

從表2可以看出，沒有加入聚丙烯纖維的JZ砂漿的耐磨性能，總體低于傳統(tǒng)的GD混凝土，摻入聚丙烯纖維后的砂漿的耐磨性能明顯提高，且28d及60d的耐磨性能均高于傳統(tǒng)的GD混凝土，而含膠凝材料少，砂膠比大的S1的砂漿的耐磨性能最好，60d質(zhì)量損失率已經(jīng)下降到2%。可見，聚丙烯纖維的摻入對混凝土的耐磨性有了相當大的改善，分析其原因主要由于有以下幾個方面：

首先，聚丙烯纖維與混凝土基體之間有較強的粘結(jié)作用，纖維在混凝土基材中形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成了混凝土的“筋骨”。纖維的搭接作用一方面阻礙了裂縫的繼續(xù)發(fā)展，另一方面纖維也能承受部分荷載，材料韌性增大，從而延緩了復合材料的破壞過程，減輕了被破壞的程度。

其次，在磨損過程中纖維對混凝土中水泥、砂、石等材料有牽制作用。磨損過程中基準試件部分水泥塊砂粒、小石等從整塊試樣中分離，然而聚丙烯纖維混凝土由于纖維的牽制作用能使其繼續(xù)停留在試樣表面，承擔磨損荷載。即使它們從纖維束縛中剝落，纖維仍能停留在孔洞中承受荷載。磨損過程中纖維與混凝土基體共同承擔磨損試驗荷載。

再次，聚丙烯纖維從混凝土中剝落時消耗了大量摩擦功。聚丙烯纖維在混凝土中所處的空間結(jié)構(gòu)，使磨損纖維過程中必須克服纖維與混凝土基材之間的摩擦阻力。

3 結(jié)論

在磨損過程中纖維對混凝土中水泥、砂、石等材料有牽制作用，聚丙烯纖維從混凝土中剝落時消耗了大量摩擦功。從而提升了混凝土的耐磨性能。

參考文獻

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