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杜拉纤维为代表的聚丙烯 纤维

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-07-24  浏览次数:225
核心提示:刘 克,焦安梅,李海松,郑 强(日照港建设监理有限公司, 山东 日照276826)摘要:在C30素水泥混凝土中分别添加杜拉纤维 尼龙纤
 刘 克,焦安梅,李海松,郑 强
(日照港建设监理有限公司, 山东 日照276826)
摘要:在C30素水泥混凝土中分别添加杜拉纤维 尼龙纤维 钢纤维配制纤维混凝土,标准养护28 d后进行抗弯曲冲
击试验研究以初裂次数终裂次数冲击韧性评价混凝土抗冲击性能的优劣试验结果表明:在设定的落锤抗弯曲冲击试
验方法基础上添加钢纤维混凝土 杜拉纤维混凝土 尼龙纤维混凝土,其冲击韧性分别是素混凝土冲击韧性的15.1倍 3.4
倍 2.7倍 素混凝土冲击破坏突出表现为脆性断裂破坏,纤维混凝土冲击破坏表现为韧性断裂破坏 3种纤维混凝土的抗
冲击性能均较素混凝土有较大的提高,其中钢纤维混凝土的抗冲击性能最强,其次是杜拉纤维混凝土
关键词:纤维混凝土;抗弯曲冲击;杜拉纤维;尼龙纤维;钢纤维
中图分类号:TU 528 文献标志码:A 文章编号:1002-4972(2011)02-0016-05
LIU Ke, JIAO An-mei, LI Hai-song, ZHENG Qiang
(Rizhao Port Construction Supervision Co., Ltd., Rizhao 276826, China)
The fiber reinforced concrete with Dura fiber, nylon fiber and steel fiber respectively added into
C30 plain concrete, curing under standard condition for 28 days, was used for flexural impact resistance
performance experiment. The impact resistance property was evaluated by initial cracking times, final cracking
times and impact toughness. The result shows that the impact toughness of steel fiber concrete, Dura fiber concrete
and nylon fiber concrete is respectively 15.1, 3.4, 2.7 times of the plain concrete. The flexural failure of plain
concrete after impact damage shows brittle fracture mode, but the fiber reinforced concrete shows ductile fracture
failure mode. All of the fiber reinforced concrete improves the impact resistance property much more compared
with the plain concrete. The impact resistance of steel fiber reinforced concrete is the best, and that of the Dura
fiber reinforced concrete is the secondly strongest.
fiber reinforced concrete; flexural impact resistance; Dura fiber; nylon fiber; steel fiber
2011年2月
第2期 总第450期
Feb. 2011
No. 2 Serial No. 450
水运工程工程监理及试验检测工作
多年来,水泥混凝土因抗压强度高 耐久性
好 成本低等特点在土建工程中得到广泛应用,
但混凝土作为一种多孔性的脆性材料,其抗拉强
度远低于抗压强度,韧性 耐冲击 抗裂 耐疲
劳性能均较差,这在一定程度上限制了其应用范
围 如何有效地解决混凝土的抗裂问题,已成为
工程界十分关注的热点问题 目前国际上基本一
致的认识是纤维混凝土是提高抗裂性和韧性的有
效方法 钢纤维对阻止硬化混凝土裂缝扩展有良
好的效果,合成纤维在解决混凝土早期塑性开裂
减少混凝土干燥收缩变形方面具有十分独特的作
用[1]
在合成纤维中,以杜拉纤维为代表的聚丙烯
纤维,具有稳定的化学性质 较高的抗拉强度和
第2期
良好的自分散性等优点[2],作为混凝土的掺合料改
善混凝土性能,尤其是改善路面水泥混凝土性能
延长使用寿命,已引起许多学者的兴趣并致力于
对此的研究[3-6] 文献[7-9]对路用聚丙烯纤维混凝
土的力学性能和耐久性进行了较系统的研究 但
是,抗冲击性能作为评价混凝土路用性能的重要
指标之一,相关研究很少[10]
文章是日照港2009年科技计划课题 码头面
层纤维混凝土抗裂技术与应用技术 的研究成果
之一 日照港自1986年开港以来,在短短的20
年跨入全国十大港口行列 日照港现有万吨以上
泊位50余个,混凝土硬化面层 道路堆场等近
800万m
2,每年平均新建40万m
2,但由于受重型
卡车 吊装机械车辆荷载冲击 疲劳作用,混凝
土结构过早地损坏 有些混凝土道路 堆场还未
达到使用寿命就不得不花费巨额资金进行重修或
维护 日照港集团公司统计资料表明这种情况达
到20 ,维护费用每年1 500余万元,后果十分
严重 为此,日照港建设监理有限公司组织有关
技术人员到港区混凝土道路 堆场进行量测取证
到有关大学科研机构进行咨询,分析认为混凝土
面层的龟裂是码头工程质量的通病,是导致使用
中混凝土裂缝继续扩展开裂的主要原因 为此,
日照港在已竣工的码头前沿采用了聚丙烯纤维混
凝土面层 经观测发现,与素混凝土面层比较,
无论是施工期还是运行期,聚丙烯纤维混凝土面
层均取得了较好的效果 混凝土浇筑初期,龟裂
明显减少;纤维对混凝土塑性龟裂程度控制效果
提高90 ~100 ,使用后,抗冲击 抗疲劳能力
提高明显,路面完好性延长5~10年 为了继续推
广使用高性能纤维混凝土,为日照港的发展提供
保障,本课题对添加美国杜拉纤维 国产尼龙纤
维 国产粗钢纤维配制的纤维混凝土进行综合试
验研究,并与不添加纤维的纯水泥混凝土 (以下
简称素混凝土) 进行综合性能 经济性对比分析,
筛选综合性能好且经济的纤维混凝土种类
试验材料与试样制备
试验材料
日照中联水泥厂生产的P.O42.5普通硅酸盐水
泥,28 d抗压强度为46.8 MPa;5.0 31.5 mm级
配良好的花岗岩碎石,陈疃产,针片状含量
5.3 ,压碎指标6.8 ,含泥量0.4 ,表观密度为
2 620 kg/m
3;砂子采用陈疃河砂,细度模数2.9,
含泥量为1.8 ,表观密度2 620 kg/ m
3 ;水工牌
PC-2型混凝土引气剂,青岛科力建材责任有限公
司生产拌和用水选用饮用水
美国杜拉纤维:规格19 mm 18 m,聚丙
烯材质;
国产尼龙纤维:规格15 mm 18 m,聚酰
胺材质;
国产带端钩的粗钢纤维:规格:50 mm
1.0 mm,Q195冷轧薄板材质
纤维性能参数见表1
混凝土配合比
配制C30强度等级的素混凝土,其配合比
(1 m
3 ) 为:水泥418 kg 水185 kg 砂550 kg
石子1 115 kg 引气剂0.05 kg 在素混凝土配
合比中分别添加杜拉纤维0.9 kg/ m
3 尼龙纤维
0.9 kg/ m
3 钢纤维50 kg/ m
3配制C30强度等级的
纤维混凝土,以下分析中各类混凝土用代号表示
分别为:素混凝土B1 杜拉纤维混凝土B2 尼龙
纤维混凝土B3 钢纤维混凝土B4
试样制备
根据纤维的特点确定不同拌合顺序:钢纤维
拌合时,先将钢纤维及骨料投入搅拌0.5~1.0 min,
使钢纤维均匀分布在骨料中再将砂和水泥加入搅
拌机,混合再干拌0.5~1.0 min,最后加水湿拌
1.5~2.0 min 杜拉 尼龙纤维混凝土拌合时,先
按照石子 水泥 砂的顺序加入搅拌机,砂石料
备好后再加入纤维,开动搅拌机干拌1.5~2.0 min
后再徐徐加水搅拌 (注意:切不可先加水 后加
纤维,这样容易拌合不均匀)搅拌完成后随机取
表1 纤维的性能参数
纤维
密度/
(g cm
-3 )
抗拉强度/
MPa
弹性模量/
GPa
极限伸长率/
%
杜拉纤维
尼龙纤维
钢纤维
0.91
1.14
7.80
276
540
1 000
3.79
4.00
200.00
15.0
18.0
3.5
刘 克,等:码头面层纤维混凝土抗冲击性能的试验研究与评价 17
水运 工 程 2011年
样,若纤维已均匀分散成单丝,则可进行试块制
作,若仍有成束纤维则延长搅拌试件30 s 试件
成型后立即用不透水的薄膜覆盖表面,待混凝土
临近初凝时,用抹刀抹平 试件成型后,在温度
23 5 的环境中静置24 h,然后编号 拆模
拆模后立即进行标准养护,养护时间位为28 d
养护水的pH值不小于7
 
 
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