柔性復合材料對混凝土性能影響試驗研究

夏　銘，　趙 鴻 遠

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都　610072)

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柔性復合材料對混凝土性能影響試驗研究

夏銘，趙 鴻 遠

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都610072)

摘要：對混凝土中摻入柔性復合材料開展了混凝土性能試驗研究。結果表明：摻入可再分散性乳膠粉后，可以有效地提高混凝土劈裂強度，降低混凝土彈性模量，從而有效地改善混凝土抗沖磨性能，提高混凝土的耐久性。

關鍵詞：復合材料；混凝土；彈性模量；耐久性；試驗研究

1概述

為了應對水流中懸移質和推移質對混凝土的破壞作用，混凝土的高強是不可少的。但是，高強混凝土往往意味著高彈性模量，這就意味著混凝土表面與水流中的懸移質、推移質的接觸都可以認為是完全的彈性碰撞，其瞬間的沖擊力巨大。隨著時間的積累，強度再高的混凝土也可能發生破壞，因此，在保證混凝土一定高強的同時，尋求途徑降低其彈性模量已成為一個合理且值得研究探討的技術途徑。結合工程實踐，筆者選擇了可再分散膠乳粉和PVA粉進行混凝土性能對比試驗。

2試驗方案

試驗使用的原材料為玄武巖人工骨料、二級配、80%的中熱水泥+20%粉煤灰的膠凝材料組合、水膠比為0.32、摻0.5%納米SiO2、聚羧酸減水劑及引氣劑，將混凝土拌和物中的含氣量控制為2%～4%，進行混凝土拌和物及硬化混凝土性能對比試驗。混凝土拌和試驗情況見表1。

2.1柔性復合材料對混凝土強度性能的影響

表1　混凝土拌和試驗成果表

硬化混凝土抗壓強度及抗壓強度比見表2，劈拉強度及劈拉強度比見表3。

表2　混凝土抗壓強度及抗壓強度比參數表

表3　混凝土劈拉強度及劈拉強度比參數表

從試驗成果中可以看出：

(1)混凝土中摻入膠乳粉，對混凝土的抗壓強度有一定影響，混凝土各齡期的抗壓強度綜合統計結果顯示降低幅度為4 %；但對混凝土的劈拉強度有改善作用，特別是早期，可提高混凝土7d劈拉強度8%左右。

(2)在混凝土中摻入PVA粉，對混凝土的早期抗壓強度有一定程度的影響，后期與基準混凝土基本持平，混凝土各齡期的抗壓強度綜合統計結果顯示降低幅度為7%左右；但對混凝土的劈拉強度有改善作用，可提高混凝土劈拉強度5%左右。

(3)摻入柔性復合材料會對混凝土的抗壓強度造成負面影響。鑒于柔性材料本身的強度很低，而且抗壓強度與混凝土的密實度有很大關系，故其抗壓強度會有所降低；然而，柔性復合材料會隨水遷移到空腔附近沉積成膜，劈裂破壞的應力集中點就是混凝土中的空隙，柔性復合材料沉積成膜相當于附加了一個結合力，故劈裂強度有所上升。

2.2柔性復合材料對混凝土彈性模量的影響

混凝土28d、90d彈性模量性能試驗成果見表4。

表4　混凝土彈性模量試驗成果表

從表4中可以看出：

(1)摻加柔性復合材料都具有降低混凝土彈性模量的性能，說明可以利用柔性復合材料達到降低混凝土彈性模量、從而改善混凝土抗沖磨性能的目的。

(2)在混凝土中摻入柔性復合材料，能夠降低混凝土的彈性模量。在膠乳粉摻量為0.75%時或PVA粉為0.3kg/m3摻量時混凝土28d的彈性模量降低幅度最大，均為10%左右；

2.3柔性復合材料對混凝土抗沖磨性能的影響

依據表1中的配合比試配混凝土進行了圓環法和鋼球法抗沖磨試驗，其試驗成果見表5。

由試驗成果可以看出：

在試驗所選定的摻量范圍內，兩種柔性復合材料均對混凝土的抗沖磨強度沒有明顯的影響，混凝土的抗沖磨性能與其密實度和強度密切相關，柔性復合材料相對于骨料和水泥漿體來說強度可以忽略不計，其占據的空間可以近似認為是

表5　柔性復合材料對混凝土抗沖磨性能影響表

混凝土的空隙。但由于其摻量較低，故對抗沖磨強度影響并不明顯。

3結語

柔性復合材料優選可再分散性乳膠粉。在混凝土中摻入可再分散性乳膠粉后，雖然對混凝土抗壓和抗沖磨強度影響不明顯，但可以有效提高混凝土劈裂強度，降低混凝土彈性模量，從而有效改善混凝土抗沖磨性能，提高混凝土的耐久性。

夏銘(1979-)，女，重慶涪陵人，工程師，碩士，從事新材料開發、試驗和研究工作；

趙鴻遠(1975-)，男，四川成都人，助理工程師，從事新材料工程應用與研究工作.

(責任編輯：李燕輝)

收稿日期:2015-10-22

文章編號:1001-2184(2015)06-0136-02

文獻標識碼:B

中圖分類號:TV4;TV41;TV22

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