玄武岩纤维对水工抗冲磨混凝土性能的影响.pdf

第27港第4期
长江科学院院报
2010年4月
Journal of Yangtze River Scientific Research Institute
p,2010
文章编号:1001-5485(2010}04-0058-03
玄武岩纤维对水工抗冲磨混凝土性能的影响
王强,陈国新,何力劲,祝烨然,黄国泓2
(1.海南省红皊水利1程健设有限公司,海口570203;2.南京水利科学研究院琋迪高新技术公司,南京210024
3.中水珠江规划勘测设计有限公同,广州510610)
摘要:玄武岩纤维(BF)作为一科绿色环保型纤维具有突出的优点,但成用于水丁抗冲磨混凝土的研究还比较少。
研究了不同掺量BF及与硅粉复掺对水抗冲磨混凝土的性能的影响,并与聚丙烯腈纤维(PANF)进行了对比。研
究结果表明:掺加BF后凝土的抗压强度略有降低,劈裂抗拉强度、轴心抗拉强度、抗压弹性模量、抗磨强度、抗
渗性能均有所提高,于缩变形也略有増大;同掺量下BF混凝土的性能优于PANF混凝土;BF与硅粉复掺后混凝土
各项性能提高显著,而干缩变形小于一般碓粉淞凝土,可应用于水工抗冲磨混凝土。
关键词:水工混凝土;玄武岩纤维;聚内烯腈纤维;硅粉;抗冲磨
中图分类号:TYV42
文献标识码;A
我国目前在建的大量船闻、大坝、桥梁等基础设量玄武岩纤维及与硅粉复掺对水工抗冲磨泥凝土的
施经过多年的运行,出现表面混凝土老化、碳化严性能的影响,并与聚丙烯腈纤维(PANF)进行了对比。
重、混凝土剥落、开裂等问题,已经影响到了水工建
筑物的安全运行及使用寿命,现大都进入修复期。
因此研究具自高强、高耐臍、高抗滲性及粘结良好1试验原料与方法
的,针对受高速含沙水流冲蚀水王建筑物混疑土表
试验原料
面的修复材料,具有重要的实际意义及广泛的应用
宿迁中联P?042.5水泥,具体性能见表1;南京
前景。纤维増强水泥基复合材料的高耐磨、高抗冲华能电厂Ⅰ级粉煤灰;费州遵义联丰工贸有限公司
击特性可满足抗高速挟砂水流磨蚀及受船舶碰撞等产硅粉;骆马湖河砂,细度模数2.3;南京江宁碎石
技术要求,适用于船闻、池洪坝、溢洪道等水工建筑5~31.5m连续级配,表观密度2730kg/m2南京
物表面混凝土剥落、大面积磯化受损及其受损露石瑞迪高新技术公司产HIC-NAF2高效泵送剂,减
的底板及廊道等的修复。
水率>18%;深圳海川工程科技有限公司产路威
玄武岩纤维( Basalt Fibber,简写为BF)以天然2002型聚丙烯腈纤维及浙江石金玄武岩纤维有限
玄武岩矿石作为原料,经1450~1500℃的高温熔公司产BF短切玄武岩纤维,技术参数见表2。
融后快速拉制而成的连续纤维。虾碳纤维、芳纶纤
表1水泥的物理力学性能
维、聚乙烯纤维等其它高科技纤维相比,BF具有许
Table 1 Physical and mechanical properties
多独特的优点,如突出的力学性能,耐高温,可在
of the cement
269~650℃范围内连续工作,耐酸碱,吸湿性低,
且绝缘性好,绝热隔音性能优异,透波性能良好等优(g
密度/、细度裤结时间安定抗压磁度/抗折端度
初涎终凝
3d28d3t28d
点。同时玄武岩熔化过程中没有硼、砷和其它碱金
属氧化物排出,使玄武岩连续纤继的制造过程对环
3.035.1223.215min40min格23.349.85.012.4
境无害,无工业垃圾,不向大气排放有害气体,玄武
表2纤维技术参数
岩连续纤维是21世纪新型的环保型纤维叫。
Table 2 Technical parameters of twu fibers
目前已有学者对玄武岩纤维在混凝土中的应用维品种称直长度(『、度,、簿だ傻断数
开展研究2-,但对纤维用于提高水工混凝土抗冲磨
玄武岩
18
性能的研究主要集中在聚丙烯纤维上,玄武岩纤维在
这一领域的系统研究尚较少。本文研究不同掺
聚丙烯腈12.7
]2
I,18
了~920~26
收稿日期:2009-11-19;修回日期:20100201
作者简介:王.(1962-)男,吉林德惠人,倾十併究牛,主要从半水利工程姓设及运営管理、(电话)089865303010,(电子信箱
第4期
王强等玄武岩纤维对水工抗冲磨混凝土性能的影响
1.2试验方法
试验根据SI352-2006《水工混凝土试验规程》
进行,抗压强度、劈裂抗拉强度采用150mmx150
mmx150mm立方体试件;静力抗压弹性模量采用
150mmx150mmx300mm棱柱体试件;轴向抗拉
强度、干缩试验采用100mmx100mmx515mm棱
KB PANIO BS
0 B12 BIOSF
试件编
柱体试件;抗冲磨性能试验采用水下钢球法;抗渗试
图2纤维对混凝土劈裂抗拉强度的影响
验采用1.3MPa下一次加压并恒压24h后测定。
Fig 2 Effect of fiber on concrete splitting tensile strength
设计混凝土配合比为水泥:粉煤灰:砂:石:水
4.「7
4.
362:60:716:1072:190(单位:kg/m3),通过调节减
3.0
水剂掺量控制混凝土坍落度为18~21cm,具体配
合比及新拌混凝土性能见表3。按照表中混凝土配
1.5
合比,将水泥、砂、石、外加剂、矿物掺合料和纤维在
搅拌机中干拌1min,再加水湿拌3min,出料后测定
0
KB PAN10 B8
B10 B12 B10SF
坍落度及含气量并装模。
试件编号
图3纤维对混凝士轴心抗拉强度的影响
表3混凝士配合比及新拌混凝士性能
Fig 3 Effect of fiber on concrete axis tensile strength
Table 3 Mix proportions of concrete and performances
of fresh concrete
图4可见:纤维的掺人可使混凝土弹性模量得到不
配合比
性能
同程度提高,同掺量下BF略高于PANF;随着BF掺
试件编号BF
硅粉/泵送坍落度/含气
量提高,弹性模量呈增大趋势;复掺硅粉后28d弹性
(kg?m-3)(kg?m-3)(kg?m-3)剂/%cm量/%
821,01.5
模量提高约113%。
PANIO
2.019.52.7
50F B7d =28 d
0.8
1.820.52.
45
B10
t.921.02.2
40
35
0
30
BLOSF1.00162.020.51.6
20
10
2试验结果及分析
KB PANIO B8
B10
B12
BIOSF
试件编号
2.1纤维对混凝土强度的影响
图4纤维对混凝土弹性模量的影响
由图1可见:纤维的掺人对混凝土抗压强度略有
Fig 4 Effect of f