不同形態(tài)纖維素纖維對大壩混凝土性能影響研究

陳立壯

摘 要：通過研究采用兩種不同形態(tài)的絮狀和排片狀纖維素纖維對大壩四級配混凝土的工作性能、力學(xué)性能、抗裂性能指標(biāo)等進行分析，全方面進行深入研究。研究表明排片狀纖維素纖維除混凝土抗壓強度高于絮狀纖維素纖維外，劈拉強度、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;強度;抗裂性

中圖分類號：TU528 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）08-0117-02

0 引言

近年來，隨著工程對混凝土的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用方面的要求進一步提高，對混凝土各項性能的指標(biāo)要求也越來越高，尤其對工程中易抗裂部位，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)纖維素纖維對混凝土性能的影響。

1 試驗用原材料情況

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 試驗用配合比情況

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

3 試驗場地布置

本次試驗在現(xiàn)場進行。場地布置在高線拌和系統(tǒng)1885平臺處，盡量靠近混凝土拌和樓處，易運輸。試驗塊尺寸為6m×3m×1.0m，分為2個區(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。試驗塊澆筑試驗在大壩混凝土澆筑間隙進行，混凝土采用汽車運輸，反鏟入倉，人工振搗。試驗共澆筑兩層，每層厚度約0.5m。

4 機口混凝土試驗成果

4.1 機口混凝土檢測成果

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

從表1和表2試驗成果可以看出：

（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)時間略有延長，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)時間和坍落度損失基本相同。

從表3試驗成果可以看出：

（1）摻羅洋纖維摻纖維素纖維后，混凝土7d、14天、28天抗壓強度略有增加，其中摻羅洋排片狀纖維素纖維混凝土抗壓強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劈拉強度有所增加，其中28d劈拉強度較不摻纖維提高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度高于絮狀纖維外，劈拉強度、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)場試驗塊取芯試驗成果

混凝土澆筑后第7天在試驗塊進行鉆孔取芯。鉆機鉆頭直徑為Φ150mm，芯樣試驗檢測成果見表4。

摻纖維素纖維后，現(xiàn)場芯樣混凝土抗壓強度、劈拉強度規(guī)律與機口試驗結(jié)果相同，由于芯樣尺寸因素的影響，因此混凝土芯樣實測強度均低于機口混凝土強度。

5 混凝土抗裂性能評價

由于摻各種纖維素纖維混凝土各項指標(biāo)表現(xiàn)出不同的結(jié)果，故對混凝土的抗裂性能采用抗裂指數(shù)的形式綜合評價，即抗裂指數(shù)=極限拉伸/（彈性模量*壓拉比），試驗成果見表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間，其中摻羅洋排片狀纖維素纖維混凝土拌和時間比摻羅洋絮狀纖維素纖維混凝土拌和時間多30s;

（2）摻纖維素纖維后，混凝土凝結(jié)時間均有所增加，混凝土無泌水;

（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天抗壓強度略有增加，其中摻羅洋排片狀纖維素纖維混凝土抗壓強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劈拉強度有所增加，其中28d劈拉強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)場芯樣混凝土抗壓強度、劈拉強度規(guī)律與機口試驗結(jié)果相同，由于芯樣尺寸因素的影響，因此混凝土芯樣實測強度均低于機口混凝土強度;

（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

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