粉煤灰掺量对纤维混凝土压缩强度的影响

侯经文 秦亚梅

摘 要：纤维混凝土是建筑工程领域十分常用的一种混合材料，将适量的粉煤灰掺入混凝土中能够有效提升混凝土结构的耐久性。因此，本次研究详细分析了粉煤灰掺量对纤维混凝土压缩强度的影响，指在明确不同粉煤灰掺量下纤维混凝土在压缩强度方面的变化情况。

关键词：纤维混凝土;粉煤灰;压缩强度

中图分类号：TU528.572                        文献标识码：A                    文章编号：1001-5922（2021）04-0120-03

Abstract：Fiber concrete is a kind of very common composite material in the field of construction engineering. The durability of concrete structure can be effectively improved by adding a proper amount of fly ash into the concrete. Therefore， this study analyzes in detail the influence of the content of fly ash on the compressive strength of fiber concrete， which refers to the change of the compressive strength of fiber concrete under different content of fly ash.

Key words：fiber concrete， fly ash， compressive strength

粉煤灰是由煤炭发电所产生的副产品，我国是煤炭发电大国，粉煤灰材料的供应十分充足，并且随着建筑工程技术的不断发展，由粉煤灰和常规混凝土混合而成的纤维混凝土在建筑领域得到了十分广泛的应用[1]。然而，不同的粉煤灰掺量对于纤维混凝土压缩性能的提升效果各不相同，需要通过相应的实验来明确二者之间的关系，以充分发挥粉煤灰材料的应用价值[2]。

1 实验方法

本次研究分别测量粉煤灰FA=1.2、FA=1.8;FA=2.4三种状态下纤维混凝土的压缩强度[3]，依次控制膨润土量占膠凝材料的比例为BC0%、BC3%、BC6%[4]。分别采用Na2SO4、MgSO4、H2O三种侵蚀溶液来对比不同粉煤粉掺量下纤维混凝土压缩强度随干湿循环次数的变化规律情况[5]。

2 基于侵蚀溶液Na2SO4环境下的纤维混凝土压缩强度对比

图1为膨润土量BC0%、BC3%、BC6%时，并且在侵蚀溶液Na2SO4环境下，不同粉煤灰掺量与纤维混凝土压缩强度之间的变化关系[6]。经实验测量发现，在干湿循环为0次的情况下，粉煤灰掺量与纤维混凝土压缩强度呈反比，代表粉煤灰掺量越大，纤维混凝土早期强度越小，但随着干湿循环次数的增长，纤维混凝土的压缩强度会得到快速的提升。

经实验研究发现，FA2.4和FA1.8的纤维混凝土在干湿循环达到50次的情况下处于最高压缩强度水平，其中，FA1.2的纤维混凝土在干湿循环次数为50～75的情况下达到最高压缩强度水平，自干湿循环75次以后压缩强度缓慢下降。由此可知，在Na2SO4环境下，FA1.2的纤维混凝土抗侵蚀能力最强，FA1.8纤维混凝土次之，FA1.2纤维混凝土最弱。

3 基于侵蚀溶液MgSO4环境下的纤维混凝土压缩 强度对比

图2为膨润土量BC0%、BC3%、BC6%时，并且在侵蚀溶液MgSO4环境下，不同粉煤灰掺量与纤维混凝土压缩强度之间的变化关系[7]。

经实验研究发现，FA2.4、FA1.8和FA1.2三种纤维混凝土在干湿循环50次以后，其压缩强度呈现缓慢的下降趋势，在Na2SO4环境下，FA1.2的纤维混凝土抗侵蚀能力最强，FA1.8纤维混凝土次之，FA1.2纤维混凝土最弱。

在BC0%和BC3%的情况下，FA1.2的纤维混凝土在干湿循环达到75次之前。而在干湿循环50次后，FA2.4纤维混凝土的压缩强度呈现出较为迅速的下降趋势。FA1.8纤维混凝土的压缩性能介于二者之间。在BC6%的情况下， FA2.4、FA1.8和FA1.2三种混凝土在干湿循环100次以后，其压缩强度开始下降，FA2.4纤维混凝土压缩强度下降最快，FA1.2纤维混凝土压缩强度下降最慢。

4 基于侵蚀溶液H2O环境下的纤维混凝土压缩强 度对比

图3为膨润土量BC0%、BC3%、BC6%时，并且在侵蚀溶液MgSO4环境下，不同粉煤灰掺量与纤维混凝土压缩强度之间的变化关系[8]。相比于Na2SO4和MgSO4两种侵蚀环境来说，纤维混凝土在H20环境下体现出了完全不同的压缩强度变化关系，在干湿循环次数不断增加的过程中，FA2.4、FA1.8和FA1.2三种纤维混凝土的压缩强度均未出现明显的下降段。然而在压缩强度优劣性方面，三种纤维混凝土的表现在H20环境下并未体现出明显的差异，仍然是FA1.2纤维混凝土的压缩性能最强，FA1.8纤维混凝土次之，FA2.4纤维混凝土最弱。其中早期压缩强度最小的是FA2.4纤维混凝土，在干湿循环次数逐渐增加的情况下，压缩强度的提升比较迅速。早期压缩强度最大的是FA1.2纤维混凝土，在干湿循环次数逐渐增加的情况下，压缩强度的提升相对较慢。FA1.8纤维混凝土的压缩强度变化情况介于二者之间。

5 总结

经实验研究发现，在H20、MgSO4、Na2SO4、三种侵蚀环境下，纤维混凝土的压缩强度在干湿循环的早期阶段相对较低，并且会随着干湿循环次数的增加而出现一定程度的提升。在干湿循环次数达到一定水平的情况下，压缩强度会出现相应的下降。也就是说，在粉煤灰掺量较低的情况下，其早期强度相对较大，并且可以通过适当增加干湿循环次数的方式逐渐提升纤维混凝土的压缩强度。

FA2.4、FA1.8和FA1.2三种纤维混凝土早期压缩强度增加的原因可能在于，随着粉煤灰混凝土龄期的不断增加，其压缩强度也得到了相应的提升，这也是纤维混凝土材料普遍存在的规律[9]。除此之外，由于纤维混凝土内部与硫酸盐侵蚀液出现了一定程度的物理和化学反应，所产生的钙矾石和石膏涌入纤维混凝土孔隙之中，使得其密实度得到提升，进而提升了纤维混凝土的压缩强度[10]。最后，在硫酸盐侵蚀逐渐深入的过程中，所产生的硫酸盐结晶体会造成纤维混凝土内部开裂，进而使其压缩强度受到一定的影响[11]，这也是纤维混凝土在干湿循环后期压缩强度下降的主要原因。

6 结语

通过实验的方式阐述了粉煤灰掺量与纤维混凝土压缩强度之间的变化关系，并说明了纤维混凝土早期压缩强度提升和后期压缩强度下降的主要原因。在未来的研究工作中，还需要对硫酸盐的侵蚀过程进行长时间的模拟，丰富环境参数体系，以获取更加全面的实验分析结果。

参考文献

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