基于快凍法的四種聚丙烯纖維混凝土對比試驗研究

蘇文娟，董宏斌

(龍建路橋股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150009)

?

基于快凍法的四種聚丙烯纖維混凝土對比試驗研究

蘇文娟，董宏斌

(龍建路橋股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150009)

在論述橋面聚丙烯纖維混凝土及國內外抗凍性試驗方法的基礎上，采用快凍法，經過反復凍融試驗，分析指標定為相對動彈性模量和質量減少率，對比研究了四種摻加了聚丙烯纖維的混凝土抗凍性，試驗表明，摻加聚丙烯單絲纖維能提高混凝土的抗凍性，且改善效果優于其他三種纖維。

聚丙烯纖維；混凝土；快凍法；抗凍性

1 試驗準備

1.1 材料準備

試驗中采用的四種聚丙烯纖維的性能指標如表1所示。

表1 四種聚丙烯纖維的性能指標

1.2 試驗混凝土配合比及基本情況

筆者將試驗混凝土用代號加以區分，即編號0#代表沒有摻加纖維的普通混凝土，編號1#、2#、3#、4#分別代表摻加了單絲纖維、腈纖維、網狀纖維和束狀絞聯增強纖維的混凝土。

聚丙烯纖維混凝土配合比及聚丙烯摻加量如表2所示。

表2 聚丙烯纖維混凝土配合比

試驗中，混凝土成型流程按照圖1所示，保證了聚丙烯纖維的分散均勻，一定程度上避免試驗誤差；混凝土力學性能試驗根據《水泥混凝土立方體抗壓強度試驗方法》(T0553-2005)和《水泥混凝土抗彎拉強度試驗方法》(T0558-2005)完成，試驗結果如表3所示。可以看出，混凝土的抗折強度和抗壓強度均符合標準要求。

圖1 混凝土成型流程

項目0#1#2#3#4#標準強度坍落度/mm9580253430—抗折強度/MPa4.975.275.385.275.5245抗壓強度/MPa51.4651.9853.4052.4755.004.5

2 抗凍性試驗方法

美國的抗凍性試驗采用檢測混凝土抵抗快速凍融能力的標準方法(ASTMC666-97)，其中的A法采用試件全部浸泡在鹽水或清水中快速凍融。

歐洲的抗凍性試驗方法大多采用國際材料試驗協會制定的平板法和CIF法(RILEMTC176-IDC2002)。平板法進行凍融試驗時，試件四周密封但只有頂部浸泡在3%的鹽水或清水中，經過28或56次凍融循環完成試驗，評價時通過測量試件超聲傳播時間和表面剝蝕量變化；CIF法與平板法基本相似，試驗時只是溶液位于混凝土試件底部。

根據我國的《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》(GBT50082-2009)，本研究中選取混凝土抗凍性試驗方法是快凍法，當混凝土試件發生下述情況任意一種時凍融試驗即告停止：一是凍融循環次數300次；二是相對動彈性模量下降至≤60%；③質量損失率≥5%。

3 相對動彈性模量的試驗結果

圖2顯示，0#的相對動彈性模量下降較快，經過200次凍融循環后下降趨勢越加明顯，300次后為51.5%；1#和3#的相對動彈性模量保持了較高的穩定性，前250次降低幅度非常小，只是在最后50次，1#由95.5%降至90.4%，3#由95.1%降至90.2%；2#和4#提前結束試驗，分別經過200次和250次凍融循環降至59.0%和58.5%。值得注意的是，經過50次凍融循環，所有試件均降至95%左右。

圖2 混凝土相對動彈性模量

3.2 回歸分析

(1) 相對動彈性模量與凍融循環次數的關系

以凍融循環次數為x，相對動彈性模量為P，0#、1#和3#的變化趨勢分別為P1=103.225 4-0.000 49x2、P2=98.246 67-0.017 89x和P3=96.42-0.013 83x，相關系數分別為0.93、0.72和0.72。對回歸方程進行數學分析可以得到：P2>P1和P3>P1，并且P2≈P3。即1#和3#在相對動彈性模量方面，均能改善混凝土的抗凍性，且改善效果大致相同。

(2) 質量減少率與凍融循環次數的關系

以凍融循環次數為x，質量減少率為W，0#、1#和3#的變化趨勢分別為W1=-1.301 33+0.014 503x、W2=-0.475 33+0.003 126x和W3=-1.688+0.010 589x，相關系數分別為0.94、0.88和0.88。對回歸方程進行數學分析可以得到：W2

4 結 論

(1)聚丙烯單絲纖維能夠提高混凝土的抗凍性，并且優于其他三種纖維，300次凍融循環后的相對動彈性模量高達90.4%，質量減少率為0.50%。

(2)某些聚丙烯單絲纖維不但沒有改善混凝土的抗凍性，還使其下降。

(3)聚丙烯單絲纖維改善在混凝土耐久性方面具有重要作用，擁有很好的應用前景。

[1] 高淑玲,田穩苓,張二龍.混雜纖維混凝土在橋面鋪裝中的應用研究[J].2010，(3):55-59.

[2] 劉雙,石振武,李兆林，等.寒區聚丙烯纖維混凝土的抗凍性試驗研究[J].2011(6):10-11.

[3] 中華人民共和國國家標準.普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準(GBT50082-2009)[S].2010.

2016-01-10

蘇文娟(1986-)，女，助理工程師，研究方向：路基路面相關研究。

U

C

1008-3383(2016)12-0011-01