玄武巖纖維在干硬性混凝土中的應用

摘 要：文章通過對不同長度的玄武巖纖維進行對比試驗，測試其在不同摻量條件下對混凝土抗壓強度、彈性模量和劈裂強度的影響規律，并對其作用機理進行系統分析。不同長度的玄武巖纖維對混凝土抗壓強度的影響規律不同，但均對混凝土抗壓強度的增長有促進作用，長度為18mm的玄武巖纖維對混凝土抗壓強度的增幅效果最優。玄武巖纖維對混凝土抗壓強度的最佳摻量為3.0kg/m3。隨摻入玄武巖纖維摻量的增加，長度6mm和12mm的玄武巖纖維混凝土彈性模量和劈裂強度先降低后增大;長度為18mm的玄武巖纖維混凝土彈性模量和劈裂強度隨摻量的增大而提高。

關鍵詞：玄武巖纖維;混凝土;抗壓強度;彈性模量;劈裂強度

一、 試驗概況

（一）原材料

1. 水泥。齊齊哈爾蒙西水泥公司的普通硅酸鹽42.5水泥。

2. 粉煤灰。齊齊哈爾華富的Ⅰ級粉煤灰。

3. 砂子。富拉爾基滿博鑫采砂場的中砂。

4. 碎石。碾子山宏鑫源采石場的5～20（mm）碎石。

5. 外加劑。江蘇尼高科技有限公司的聚羧酸標準型減水劑。

6. 玄武巖纖維。江蘇天龍玄武巖連續纖維股份有限公司的6mm、12mm、18mm的三種不同長度的纖維。

7. 水。當地飲用水。

（二）混凝土配合

混凝土強度等級為C60，根據標準要求混凝土拌合物應滿足增實因數1.05～1.40之間，28d彈性模量大于36000Mpa。按照JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設計規程》的計算方法得到C60干硬性混凝土計算配合比，通過試配調整，得到增實因數約1.35的基準混凝土，基準配合比見表1，再通過調整粉煤灰摻量，得到試驗基準混凝土配合比。

（三）混凝土攪拌

玄武巖纖維混凝土的攪拌與普通混凝土的攪拌過程大致一樣，區別在于以下幾點。

1. 攪拌的混凝土不得超過攪拌機額定量的80%。

2. 先加入碎石、砂、水泥、水、減水劑均勻攪拌后，再加入玄武巖纖維進行攪拌，攪拌時間不宜超過3～5min，以玄武巖纖維在混凝土中均勻分布為準。也可以把玄武巖纖維跟碎石、砂、水泥進行干拌后再加水和減水劑濕拌，同樣使玄武巖纖維分布均勻，干拌時間不少于1min。

3. 攪拌的投料次序以玄武巖纖維在混凝土中不結團、分布均勻為原則。

（四）試驗方法

參照《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》（GB/t50080-2016）進行纖維混凝土的工作性試驗。抗壓強度試塊尺寸：150mm×150mm×150mm，彈性模量試塊尺寸：150mm×150mm×300mm，劈裂強度試塊尺寸：150mm×150mm×150mm。本實驗參照《普通混凝土力學性能試驗方法標準》（GB/T50081-2016）中的相關規定進行。

二、 試驗結果與分析

不同長度纖維與摻量對混凝土力學性能的影響

本試驗選用長度6mm、12mm和18mm的3種不同長度的玄武巖纖維，通過調整不同摻量，研究其對混凝土抗壓強度、彈性模量和劈裂強度的影響的影響規律。

從表2數據可以看出，纖維摻量對混凝土JC值影響不大，但從試驗過程中對混凝土拌合物表觀狀態來看，纖維的摻入導致混凝土損失增大。從混凝土抗壓強度發展規律來看，混凝土抗壓強度隨纖維摻量的提高而增大，纖維摻量為3.0kg/m3時，抗壓強度較基準混凝土提高10.7%。當纖維摻量為1.5kg/m3時，混凝土彈性模量和劈裂強度最低，但隨著纖維摻量的增大，混凝土彈性模量和劈裂強度隨之提高。從整體試驗結果來看，混凝土中摻入長度6mm的纖維，當摻量為3.0kg/m3時抗壓強度、彈性模量、劈裂均為最佳。

三、 試驗結論

玄武巖纖維對混凝土的抗裂，抗凍及抗滲性能有不同程度的提高作用，能夠提高混凝土的耐久性和延長混凝土的使用壽命。通過對不同摻量、不同長度的玄武巖纖維進行對比試驗，分析其對混凝土抗壓強度、彈性模量和劈裂強度的影響，作為一項新技術，它的應用前景是非常廣泛的。隨著不斷深入的研究，相信玄武巖纖維會成為不可缺少的土木工程材料之一。

（一）不同長度的玄武巖纖維對混凝土抗壓強度的影響規律不同，但均對混凝土抗壓強度的增長有促進作用，長度為18mm的玄武巖纖維對混凝土抗壓強度的增幅效果最優。玄武巖纖維對混凝土抗壓強度的最佳摻量為3.0kg/m3。

（二）隨摻入玄武巖纖維摻量的增加，長度6mm和12mm的玄武巖纖維混凝土彈性模量和劈裂強度先降低后增大;長度為18mm的玄武巖纖維混凝土彈性模量和劈裂強度隨摻量的增大而提高。

參考文獻：

[1]崔毅華.玄武巖連續纖維的基本特性[J].紡織學報，2005，26（5）：120-121.

作者簡介：

丁學勝，齊齊哈爾富鐵軌枕有限公司。