不同形态纤维素纤维对大坝混凝土性能影响研究

陈立壮

摘 要：通过研究采用两种不同形态的絮状和排片状纤维素纤维对大坝四级配混凝土的工作性能、力学性能、抗裂性能指标等进行分析，全方面进行深入研究。研究表明排片状纤维素纤维除混凝土抗压强度高于絮状纤维素纤维外，劈拉强度、极限拉伸值及弹性模量均逊于絮状纤维拌制的混凝土，掺絮状纤维素纤维抗裂指数比排片状纤维素纤维高13.5%。

关键词：形态;纤维素纤维;工作性;强度;抗裂性

中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）08-0117-02

0 引言

近年来，随着工程对混凝土的结构和应用方面的要求进一步提高，对混凝土各项性能的指标要求也越来越高，尤其对工程中易抗裂部位，混凝土中掺入纤维素纤维能有效的得到解决，本文主要研究不同形态纤维素纤维对混凝土性能的影响。

1 试验用原材料情况

水泥、粉煤灰、砂石骨料、外加剂均采用大坝混凝土生产所用原材料，纤维采用上海罗洋新材料科技有限公司生产的UF500纤维素纤维，分别为絮状和排片状形态。

2 试验用配合比情况

采用水电站使用的大坝A区C18040W15F300四级配混凝土配合比，试验采用配合比具体参数及材料用量见表1。

3 试验场地布置

本次试验在现场进行。场地布置在高线拌和系统1885平台处，尽量靠近混凝土拌和楼处，易运输。试验块尺寸为6m×3m×1.0m，分为2个区，每区尺寸为3m×3m×1.0m，分别浇筑掺罗洋排片状纤维和罗洋絮状纤维混凝土。试验块浇筑试验在大坝混凝土浇筑间隙进行，混凝土采用汽车运输，反铲入仓，人工振捣。试验共浇筑两层，每层厚度约0.5m。

4 机口混凝土试验成果

4.1 机口混凝土检测成果

不掺纤维素纤维混凝土拌和时间采用75s，罗洋絮状纤维素纤维混凝土拌和时间采用90s，罗洋排片状纤维素纤维混凝土拌和时间采用120s，机口坍落度控制在20mm～40mm，含气量控制在4%～6%，机口混凝土拌和物试验检测成果见表2，混凝土力学性能试验检测成果见表3。

从表1和表2试验成果可以看出：

（1）掺纤维素纤维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）掺纤维素纤维由于减水剂掺量的增加，混凝土凝结时间略有延长，但能满足施工要求;

（3）掺排片状纤维素纤维比掺絮狀纤维素纤维后混凝土含气量损失大，凝结时间和坍落度损失基本相同。

从表3试验成果可以看出：

（1）掺罗洋纤维掺纤维素纤维后，混凝土7d、14天、28天抗压强度略有增加，其中掺罗洋排片状纤维素纤维混凝土抗压强度略高于掺罗洋絮状纤维素纤维混凝土;

（2）掺罗洋纤维掺纤维素纤维后混凝土7d、14d、28d劈拉强度有所增加，其中28d劈拉强度较不掺纤维提高17%左右，其中掺罗洋排片状纤维素纤维混凝土劈拉强度略高于掺罗洋絮状纤维素纤维混凝土;

（3）掺罗洋纤维素纤维后28d极限拉伸值较不掺混凝土提高15%左右，28d弹性模量低于不掺纤维素纤维的混凝土弹性模量;

（4）罗洋排片状纤维素纤维除混凝土抗压强度高于絮状纤维外，劈拉强度、极限拉伸值及弹性模量均逊于絮状纤维素纤维拌制的混凝土。

4.2 现场试验块取芯试验成果

混凝土浇筑后第7天在试验块进行钻孔取芯。钻机钻头直径为Φ150mm，芯样试验检测成果见表4。

掺纤维素纤维后，现场芯样混凝土抗压强度、劈拉强度规律与机口试验结果相同，由于芯样尺寸因素的影响，因此混凝土芯样实测强度均低于机口混凝土强度。

5 混凝土抗裂性能评价

由于掺各种纤维素纤维混凝土各项指标表现出不同的结果，故对混凝土的抗裂性能采用抗裂指数的形式综合评价，即抗裂指数=极限拉伸/（弹性模量*压拉比），试验成果见表5。

从表5可以看出：

（1）掺罗洋纤维素纤维后，混凝土综合抗裂指数优于不掺纤维的混凝土，其中掺罗洋絮状纤维素纤维比不掺纤维素纤维的混凝土综合抗裂指数提高43%;

（2）混凝土抗裂指数从大到小为：罗洋絮状纤维素纤维大于罗洋片状纤维素纤维拌制的混凝土，不掺纤维素纤维的混凝土抗裂指数最小。

6 试验结论

（1）掺纤维素纤维后，为保证纤维的均匀性，需增加混凝土拌和时间，其中掺罗洋排片状纤维素纤维混凝土拌和时间比掺罗洋絮状纤维素纤维混凝土拌和时间多30s;

（2）掺纤维素纤维后，混凝土凝结时间均有所增加，混凝土无泌水;

（3）掺纤维素纤维后混凝土坍落度、含气量损失小于不掺纤维素纤维的混凝土，但混凝土坍落度有所降低;

（4）掺纤维素纤维后混凝土7d、14天、28天抗压强度略有增加，其中掺罗洋排片状纤维素纤维混凝土抗压强度略高于掺罗洋絮状纤维素纤维混凝土;

（5）掺纤维素纤维后混凝土7d、14d、28d劈拉强度有所增加，其中28d劈拉强度较不掺纤维素纤维提高17%左右;

（6）掺纤维素纤维后28d极限拉伸值较不掺纤维混凝土提高15%左右，28d弹性模量低于不掺纤维素纤维的混凝土弹性模量;

（7）掺纤维素纤维后，现场芯样混凝土抗压强度、劈拉强度规律与机口试验结果相同，由于芯样尺寸因素的影响，因此混凝土芯样实测强度均低于机口混凝土强度;

（8）采用罗洋絮状纤维素纤维拌制的混凝土综合性能优于罗洋片状纤维素纤维拌制的混凝土;

（9）掺罗洋纤维素纤维后，混凝土综合抗裂指数优于不掺纤维的混凝土，其中掺罗洋絮状纤维素纤维比不掺纤维素纤维的混凝土综合抗裂指数提高43%。

参考文献

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