聚丙烯纖維在混凝土基體中的摻加工藝

纖維混凝土試驗(yàn)的成果要想應(yīng)用到實(shí)際工程中，并得到推廣，必須要有成熟的纖維摻加工藝。其中，文獻(xiàn)[39]中強(qiáng)調(diào)，要想達(dá)到纖維對(duì)混凝土有效增強(qiáng)的目的，必須使纖維較密集地分布在應(yīng)力大的部位，而且纖維的取向最好是與構(gòu)件的主拉應(yīng)力方向一致。但是，在實(shí)際工程中這種理想的纖維分布狀態(tài)無(wú)法在材料成分多樣的混凝土中實(shí)現(xiàn)，同時(shí)受施工成本及攪拌方法等眾多因素的影響，為了充分發(fā)揮纖維的增強(qiáng)作用，力求纖維能在混凝土中均勻分散。根據(jù)文獻(xiàn)[40]推薦聚丙烯纖維混凝土的攪拌方法采用先干拌后濕拌，有助于聚丙烯纖維的均勻分布，避免纖維在攪拌過程中結(jié)團(tuán)，從而使得聚丙烯纖維能夠均勻分布在混凝土中，達(dá)到較好的和易性和坍落度，具體攪拌過程如下：

①先將石子，砂子，水泥投入攪拌機(jī)，干拌1min左右；

②攪拌后，再均勻放入聚丙烯纖維，再次干拌1min左右；

③最后加水，濕拌2min左右。

拌合物坍落度試驗(yàn)

混凝土的工作性能是指新拌的混凝土能夠保持密實(shí)，均勻狀態(tài)，不發(fā)生分層離析等現(xiàn)象，主要包括流動(dòng)性、粘聚性和保水性三個(gè)方面的因素。因此，新拌混凝土的工作性能夠直接影響到混凝土的澆筑質(zhì)量，為了保證新拌的混凝土在澆筑，施工過程中順利進(jìn)行，有必要對(duì)混凝土的工作性能進(jìn)行測(cè)試。其中評(píng)價(jià)混凝土拌合物的工作性能可通過其坍落度測(cè)試或者落桌測(cè)試，或者韋伯測(cè)試等方法。其中坍落度測(cè)試操作簡(jiǎn)單，結(jié)果也很明顯，并且適用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，從而成為最常用的測(cè)試混凝土拌合物和易性的方法，本試驗(yàn)采用坍落度測(cè)試方法。 每組混凝土拌合物都是按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌，攪拌均勻后，進(jìn)行新拌混凝土的坍落度測(cè)量，測(cè)量工具如下圖3.1所示。 

圖 3.1   坍落度測(cè)量工具

Fig. 3.1   The test tools of slump

坍落度測(cè)試主要儀器

①小鏟、抹刀、鋼尺

②搗棒搗棒為直徑18mm，長(zhǎng)600mm的圓棒，端部光滑。

③坍落度筒 坍落度筒是一個(gè)薄金屬的圓臺(tái)形筒，上小下大，內(nèi)壁光滑，頂面和底面相互平行且與圓臺(tái)體中心線相垂直。在筒的2/3高度處有把手，下端（大開口端）有腳踏板。筒的內(nèi)部尺寸為：頂部直徑為 100 2mm；下部直徑為 200 2mm；高度為300 2mm。

④還有一些其他輔助工具，如鐵鏟、木尺等。

試驗(yàn)步驟

①試驗(yàn)前將坍落度筒內(nèi)外洗干凈，放在經(jīng)水潤(rùn)濕的不吸水的平板上，踏緊踏腳板；

②將混凝土分三層裝入筒內(nèi)，每層裝入高度稍大于筒高的1/3，每次用搗棒在每層的橫截面上均勻插搗 25 次。插搗在全部面積上進(jìn)行，插搗底層時(shí)插至底部，插搗其他兩層時(shí)，應(yīng)插透本層并插入下層約20mm-30mm，當(dāng)頂部插搗完畢后，將搗棒用鋸和滾的動(dòng)作，清除掉多余的混凝土，用瓦刀抹平筒口，刮凈筒周圍的拌合物，而后就立即垂直地提起坍落度筒，提筒過程在 5s-10s 內(nèi)完成。從開始裝料到提出坍落度筒整個(gè)過程應(yīng)在 150s 內(nèi)完成； ③將坍落度筒放在錐體混凝土試樣一邊，筒頂平放木尺，用鋼尺量出木尺底面到試樣頂面的垂直距離，即為混凝土試樣的坍落度，精確至1mm。29 3.2.3  試驗(yàn)結(jié)果及分析 下表 3.1 給出了不同類型和不同摻量的纖維對(duì)新拌纖維混凝土坍落度的影響。其中纖維的物理力學(xué)指標(biāo)同前面表2.1中所示：

表 3.1   混凝土坍落度試驗(yàn)結(jié)果

Table 3.1   concrete slump test results

將摻加纖維的混凝土試件的坍落度值與素混凝土試件做對(duì)比，如圖 3.2所示。

圖 3.2   纖維混凝土與素混凝土坍落度之比

Fig. 3.2   The ratio of slump between fiber concrete and plain concrete

從上表3.1及圖3.2中可以看出，聚丙烯纖維混凝土相對(duì)于素混凝土而言，其保水性和粘聚性都有不同程度的提高，纖維的加入在一定程度上可以降低混凝土的坍落度，這說明聚丙烯纖維對(duì)混凝土拌合物起到了增稠的效果。由于在水灰比相同的條件下，纖維的表面積需要消耗掉混凝土中一部分水泥漿量，導(dǎo)致粗細(xì)骨料表面積的水泥漿量相對(duì)減少，混凝土拌合物的流動(dòng)性降低，坍落度值減小。同時(shí)通過單一纖維與多尺度混摻纖維相對(duì)比，發(fā)現(xiàn)不同纖維種類以及多尺度混摻纖維對(duì)混凝土的坍落度影響不同，其中單一纖維對(duì)坍落度的影響較大。摻入FF4纖維的混凝土的坍落度大大降低，其次是CF2與FF4相混合的A8 拌合物，而A9拌合物中的多尺度混摻纖維反而對(duì)混凝土的坍落度影響不大。

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