合成纖維混凝土抗凍性與抗?jié)B性的試驗

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幻燈片1 第二節(jié)合成纖維混凝土 混凝土的合成纖維的品種 合成纖維混凝土的塑性阻裂機理 合成纖維混凝土早期抗裂性的評價體系 土木工程對合成纖維的基本要求 幻燈片2 一.合成纖維的品種 表1混凝土常用合成纖維的性能 幻燈片3 1.聚丙烯纖維（丙綸pp） 聚丙烯纖維由于生產(chǎn)原料比較豐富，生產(chǎn)過程比較簡單，生產(chǎn)成本相對于其他品種纖維較低， 所以受到國內(nèi)外建筑業(yè)界的重視和使用。但其不具有“高強高?！钡奶匦?，從土木工程的角 度來看，它不屬于“高彈模纖維”，因為構(gòu)成聚丙烯纖維的大分子鏈比較柔，玻璃化溫度只 有－18℃。 幻燈片4 它的主要用途是用作裝飾材料和產(chǎn)業(yè)應用，如用于制作地毯、人造草坪、包扎用繩 子以及一次性使用的“用即棄”產(chǎn)品等。 近幾年有一定數(shù)量聚丙烯纖維用于土木工程領(lǐng)域，以提高混凝土及砂漿的早期抗裂 性能和韌性。 一.合成纖維的品種 一.合成

幻燈片1 第二節(jié)合成纖維混凝土 混凝土的合成纖維的品種 合成纖維混凝土的塑性阻裂機理 合成纖維混凝土早期抗裂性的評價體系 土木工程對合成纖維的基本要求 幻燈片2 一.合成纖維的品種 表1混凝土常用合成纖維的性能 幻燈片3 1.聚丙烯纖維（丙綸pp） 聚丙烯纖維由于生產(chǎn)原料比較豐富，生產(chǎn)過程比較簡單，生產(chǎn)成本相對于其他品種纖維較低， 所以受到國內(nèi)外建筑業(yè)界的重視和使用。但其不具有“高強高模”的特性，從土木工程的角 度來看，它不屬于“高彈模纖維”，因為構(gòu)成聚丙烯纖維的大分子鏈比較柔，玻璃化溫度只 有－18℃。 幻燈片4 它的主要用途是用作裝飾材料和產(chǎn)業(yè)應用，如用于制作地毯、人造草坪、包扎用繩 子以及一次性使用的“用即棄”產(chǎn)品等。 近幾年有一定數(shù)量聚丙烯纖維用于土木工程領(lǐng)域，以提高混凝土及砂漿的早期抗裂 性能和韌性。 一.合成纖維的品種 一.合成

綜述了各類合成纖維對混凝土強度、韌性等力學性能的增強效果,以及對抗?jié)B性、耐久性等其它物理性能的影響。其中詳細討論了碳纖維和聚丙烯纖維。并介紹了合成纖維混凝土的發(fā)展前景及目前存在的問題。

通過在混凝土中摻加纖維的一系列對比研究試驗,研究混凝土中摻入聚丙烯纖維后對混凝土的耐久性和裂紋控制方面的影響。試驗結(jié)果表明,在混凝土中摻入聚丙烯纖維可以提高混凝土的韌性,抑制混凝土的開裂過程,從而有效達到防裂的目的。

根據(jù)實際工作中杭州灣大橋?qū)９つ途眯曰炷恋目沽岩?通過在混凝土原材料中添加適當摻量的聚丙烯纖維試配,選擇出既能夠達到混凝土耐久性要求又可以增強混凝土抗裂性能、具有一定經(jīng)濟效益的海工混凝土。

針對聚丙烯腈和聚丙烯纖維對混凝土的力學性能影響進行室內(nèi)試驗,研究兩種纖維及其摻量對混凝土的抗壓強度、劈拉強度的影響關(guān)系.試驗結(jié)果表明,與素混凝土相比,聚丙烯腈纖維混凝土的抗壓強度、劈拉強度隨纖維摻入量的增加而不同,存在最佳的纖維摻入量,而聚丙烯纖維對混凝土抗壓強度沒有提高作用,對劈拉強度則有提高,但也存在最佳的纖維摻入量.兩種纖維的使用應根據(jù)工程實際進行選取.

表號：鐵建試錄048 批準文號：鐵建設函[2009]27號 施工單位記錄編號 工程名稱施工部位 強度等級評定日期 設計強度等 級 理論配合比 工地拌和方 法 制件時坍落 度（mm） 制件日期 齡期（d） 每次凍結(jié)時 間 試驗計算復核 溫度（℃） 相對濕度 （%）分辨力 混凝土抗凍性能試驗記錄（一） 型號 管理 示值范圍 儀器設備編號 及 儀器設備名稱 采用標準 環(huán)境條件 樣品狀態(tài)描述 （1）技術(shù)條件 設計抗凍等級理論配合比報告編號 施工配合比 工地搗實方法制件搗實方法 試件尺寸（mm）養(yǎng)護方法 制件時擴展度（mm）制件維勃稠度（s） 融化溫度范圍（℃）每次融化時間 凍結(jié)溫度范圍（℃)每次凍結(jié)降溫歷時 （2）混凝土使用材料情況 材料名稱 材料 產(chǎn)地 品種規(guī)格報告編號施工拌和用料量（kg/m3） 水泥 摻和料1 摻和料2 細骨料

設計強度等級 理論配合比 工地拌和方法 制件時坍落度 制件日期 齡期（d） 每次凍結(jié)時間 32平均 32平均 確定抗凍等級 附注： 混凝土耐久性系數(shù)k=p×n/300 n次凍融循環(huán)試驗后試件相對動彈性模量p（%） p=（fn 2/f0 2）×100 n次凍融循環(huán)試驗后試件橫向基頻值fn（hz） n次凍融循環(huán)試驗后試件質(zhì)量損失率δwn（%） δwn=［（g0-gn）/g0］×100 凍融循環(huán)試驗前試件橫向基頻初始值f0（hz） 凍融循環(huán)試驗后試件質(zhì)量gn（g） 凍融循環(huán)試驗前試件質(zhì)量g0（g） （4）快凍法達規(guī)定凍融循環(huán)試驗次數(shù)時的檢測 檢測項目 凍融循環(huán)試驗次數(shù)n（次） 12平均13 確定抗凍等級 n次凍融循環(huán)試驗后抗壓強度損失率δfc（%） δfc=［（fc0－fcn）/fc0］×100 凍融循環(huán)試驗后試件抗壓強

試驗復核批準 試件 編號 報告編號 委托編號 記錄編號 單位（章） 表號：鐵建試報21 批準文號：鐵建設[20混凝土抗凍性能試驗報告 標準 規(guī)定值 試 結(jié)果 試驗 日期 檢測評定依據(jù)： （4）快凍法達規(guī)定凍融循環(huán)試驗次數(shù)時的檢測結(jié)果 試 結(jié)果 標準 規(guī)定值 試驗 日期 試件 編號 報告日期 工程名稱 委托單位 粗骨料 水泥 摻和料1 摻和料2 制件時坍落(mm) 試件尺寸（mm） 凍結(jié)溫度范圍（℃） 細骨料 工地拌和方法 n次凍融循環(huán)試驗后試件質(zhì)量損失率δwn（%） 養(yǎng)護方法 報告編號 施工部位 代表數(shù)量 （1）技術(shù)條件 設計強度等級 理論配合比 n次凍融循環(huán)試驗后試件相對動彈性模量p（%） 混凝土耐久性系數(shù)k 試驗結(jié)論： 確定抗凍等級 檢測項目 最大凍融循環(huán)試驗次數(shù)n（次） 凍融循環(huán)試驗后試件質(zhì)量損失率δωn（%） 凍融循環(huán)試驗

表號：鐵建試錄049 批準文號：鐵建設函[2009]27號 施工單位記錄編號 工程名稱施工部位 強度等級評定日期 123平均123平均 凍融循環(huán)試驗前試件質(zhì)量g0（g） 凍融循環(huán)試驗后試件質(zhì)量gn（g） n次凍融循環(huán)試驗后試件質(zhì)量損失率 δωn（%） δωn=［（g0－gn）/g0］×100 試件承壓面積a（mm2） 對比試件破壞荷載p0（kn） 對比試件抗壓強度fc0（mpa） fc0=p0/a 凍融循環(huán)試驗后試件破壞荷載pn （kn） 凍融循環(huán)試驗后試件抗壓強度fcn （mpa） fcn=pn/a n次凍融循環(huán)試驗后抗壓強度損失率 δfc（%） δfc=［（fc0－fcn）/

我國混凝土結(jié)構(gòu)量大面廣,自建國以來興建了大量的混凝土建筑物。但是,隨著運行時間的增長,混凝土建筑物的老化問題日益突出,即混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題。本文對鋼纖維輕骨料混凝土的抗凍融性能進行了試驗研究。凍融試驗分為兩種強度等級(lc30、lc35)。lc35凍融循環(huán)25次、50次、75次;lc30凍融循環(huán)50次、100次。以試驗數(shù)據(jù)為依據(jù),分析了凍融循環(huán)次數(shù)、混凝土強度等級、鋼纖維體積率等因素對輕骨料混凝土凍融后抗壓強度及其質(zhì)量損失的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明,隨著鋼纖維體積摻量的增加,混凝土的抗凍性能也有所提高。

粗合成纖維為聚丙烯與聚乙烯的復合體,表面為壓痕波浪形,是一種新型增強增韌材料。試驗研究異型粗合成纖維混凝土抗彎拉強度、抗彎韌性和疲勞特性,探討疲勞壽命與應力水平、纖維體積摻量的關(guān)系,結(jié)果表明:當纖維摻量為9～13kg/m3時,異型粗合成纖維混凝土相對剩余強度為49%～66%;疲勞壽命相比基準混凝土提高了100%～389%。

通過對摻改性聚丙烯仿鋼絲纖維和聚丙烯混雜纖維(改性聚丙烯仿鋼絲纖維和聚丙烯纖維)混凝土進行"快凍法"試驗,比較不同纖維摻量組合的混凝土經(jīng)歷預定凍融循環(huán)次數(shù)后的質(zhì)量損失、動彈性模量以及相對動彈性模量,研究改性聚丙烯纖維及混雜纖維對普通混凝土抗凍性能的影響。試驗結(jié)果表明:摻入改性聚丙烯仿鋼絲纖維有助于增加混凝土的凍融循環(huán)使用壽命,提升混凝土的抗凍性能;而且混雜纖維的抗凍效果好于單摻改性聚丙烯纖維。

通過正交試驗設計對無砂混凝土抗凍性的影響因素進行分析,采用比較先進的快凍法評價無砂混凝土的抗凍性,實驗結(jié)果表明:集灰比影響非常顯著,集料粒級次之。

根據(jù)機場道面水泥混凝土的特點,研究了水泥用量與混凝土含氣量的關(guān)系,試驗結(jié)果表明混凝土的含氣量并不隨著水泥的用量增加而增大;引氣劑的加入可以提高混合料的流動性,但會降低混凝土的抗彎拉強度;同時,可以顯著提高混凝土的抗凍性;根據(jù)西北戈壁灘的氣候特點和機場道面的使用特點,建立了抗凍性混凝土配合比設計標準。結(jié)合某機場的氣候特點,設計出道面抗凍性混凝土配合比,并應用于道面混凝土的施工中,經(jīng)使用表明較好地解決了該機場曾發(fā)生過的道面混凝土的凍融損壞。

對無機硅、硅烷類和有機共聚物3類保護劑對混凝土抗凍性的影響進行了研究。重點研究了凍融循環(huán)條件下保護劑對混凝土相對動彈性模量、抗剝蝕性能的影響,通過以上指標綜合評定保護劑對混凝土抗凍性的影響。

泡沫混凝土的抗凍性與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系,摻入憎水劑及有效的調(diào)整配合比對提高泡沫混凝土的抗凍性有著積極的作用,文中分別對兩種不同配合比的泡沫混凝土的抗凍性試驗結(jié)果進行了對比分析,并對不同容重、不同ⅰ級增鈣灰的摻入憎水劑的泡沫混凝土孔結(jié)構(gòu)進行了試驗分析。

采用改變粉煤灰和再生粗骨料在廢棄混凝土試塊摻合型再生混凝土中的取代率,對再生混凝土的抗凍性能進行了試驗研究,探索不同粉煤灰和再生粗骨料取代率分別對再生混凝土質(zhì)量損失率、抗壓強度損失率以及相對動彈性模量的影響.試驗結(jié)果表明:一方面,粉煤灰對再生混凝土在受到凍融破壞時有不同程度的改善和增強作用;另一方面,不同再生粗骨料取代率配制的再生混凝土,其質(zhì)量損失率較小,然而抗壓強度損失率、相對動彈性模量下降率增加明顯,再生粗骨料取代率80%的抗壓強度損失率比30%的提高了180.5%,再生粗骨料取代率100%比取代率為30%的相對動彈性模量降低了21.8%.

高效能引氣劑是碾壓混凝土解決抗凍性的首要選擇。文章結(jié)合新疆北部某碾壓混凝土重力壩混凝土抗凍性能的研究,針對不同引氣劑品種、原材料、配合比和施工工藝對混凝土含氣量的影響進行了系列試驗研究。在兼顧引氣效果和成本的前提下,確定了適用于高寒地區(qū)碾壓混凝土的引氣劑。探討比較了不同水泥混凝土混合料中所用的水與水泥重量的比值對混凝土中產(chǎn)生氣泡大小和距離的影響。施工技術(shù)人員為了提高混凝土單位體積中空氣的體積百分比,對施工工藝也提出了要求。文章所得結(jié)論可為高寒地區(qū)的修建碾壓混凝土建筑物提高抗凍性能提供參考。

為提高普通混凝土的抗?jié)B性能,將不同種類的纖維摻入混凝土中,設計了纖維混凝土配合比。通過室內(nèi)試驗研究了不同纖維混凝土的抗?jié)B性能,并通過工程實例,對其抗?jié)B性能及使用性能進行了評價。

以抗折強度損失率、相對動彈性模量、質(zhì)量損失率作為評價指標,研究了人工砂中石粉含量對兩種水膠比的二級配泵送混凝土的抗凍性能影響,借助sem測試技術(shù)分析探討了石粉對混凝土抗凍性的影響機理。結(jié)果表明:相對于質(zhì)量損失率,抗折強度損失率和相對動彈性模量能更準確地反映凍融循環(huán)對混凝土性能劣化的程度。混凝土的抗凍性隨石粉含量增大而呈現(xiàn)先提高后下降的趨勢,這是由于一方面石粉顆粒的微集料填充效應和活性效應能提高混凝土密實度,對改善混凝土抗凍性有利,另一方面,混凝土的含氣量隨石粉含量的增大而降低,從而對抗凍性不利。因此,從抗凍性的角度,石粉含量存在一最佳范圍值。在本試驗研究條件下,二級配泵送混凝土所用人工砂中石粉含量的最佳范圍為20%~25%。