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        聚酯纖維石灰煤渣砂礫的力學(xué)性能研究

        2014-08-01 09:18:22林長青周新潤陳陽陽
        黑龍江交通科技 2014年10期
        關(guān)鍵詞:煤渣聚酯纖維砂礫

        林長青,周新潤,陳陽陽,賈 睿

        (新疆大學(xué)建筑工程學(xué)院交通土建系)

        1 材料組成

        1.1 石灰

        石灰采用烏魯木齊市周邊的石灰,其技術(shù)指標(biāo)見表1 所示。

        表1 石灰技術(shù)性能指標(biāo)

        1.2 砂礫

        研究所用砂礫為烏魯木齊地區(qū)砂礫,壓碎值為10.67%,參照文獻(xiàn)級配,見表2 所示。

        表2 砂礫級配

        1.3 聚酯纖維

        聚酯纖維采用河北某公司生產(chǎn),各項(xiàng)性能指標(biāo)見表3。

        表3 聚酯纖維性能指標(biāo)

        1.4 煤渣

        煤渣產(chǎn)于烏魯木齊,顆粒級配參照文獻(xiàn)。

        2 混凝土試件的制備

        2.1 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

        纖維長度3 cm,纖維摻加量分別取0.3‰、0.4‰、0.5‰、0.6‰、0.7‰共5 種制備試件,每種平行試件5 個。試件為直徑×高=150 ×150 mm 圓柱形,振動成型后標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)至7 d、28 d 齡期,按照《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E51-2009 )要求測定試件的抗壓強(qiáng)度。

        2.2 抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)

        抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)混合料同抗壓強(qiáng)度混合料相同,每種平行試件同樣是5 個。試件為長×寬×高=400 ×100 ×100 mm棱柱體,振動成型后標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)至7 d、28 d 齡期,按照《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E51-2009 )要求測定試件的抗拉強(qiáng)度。

        3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

        3.1 抗壓強(qiáng)度與纖維摻加量的關(guān)系

        按照《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E51-2009 )的振動試驗(yàn)得到上面6 種試塊類型,試驗(yàn)按照振實(shí)度為97%在室內(nèi)成型直徑×高=150 ×150 mm 圓柱體試件,養(yǎng)生至7 d、28 d 后,測定其抗壓強(qiáng)度,試驗(yàn)結(jié)果如表4和圖1 所示。

        表4 抗壓強(qiáng)度匯總

        圖1 抗壓強(qiáng)度與纖維摻加量的關(guān)系

        聚酯纖維石灰煤渣砂礫試件抗壓強(qiáng)度變化規(guī)律基本可以分為段,即纖維長度不變,抗壓強(qiáng)度隨著纖維摻加量的增加而逐漸增加;當(dāng)纖維量增加到0.5‰時,抗壓強(qiáng)度達(dá)到了峰值;再隨著纖維量的增加,抗壓強(qiáng)度逐漸降低。總體上說,試件的抗壓強(qiáng)度不與纖維的摻加量成一直增加的趨勢。以上數(shù)據(jù)說明,在適當(dāng)控制纖維長度和摻加量的情況下?lián)郊泳埘ダw維可以有效提高材料的抗壓強(qiáng)度。

        3.2 抗拉強(qiáng)度與纖維摻加量的關(guān)系

        抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果如圖2 所示。從圖示可以看出,向石灰煤渣砂礫中摻加入聚酯纖維在養(yǎng)護(hù)齡期較低的情況下,抗拉強(qiáng)度的改變并不明顯,摻加量對抗拉強(qiáng)度也沒有顯著地影響。隨著試件養(yǎng)護(hù)齡期的增加,聚酯纖維的摻加對試件抗拉強(qiáng)度有明顯的提高作用,當(dāng)養(yǎng)護(hù)齡期達(dá)到一定期限時,聚酯纖維的摻加量對試件抗拉強(qiáng)度就出現(xiàn)了不同的的影響??估瓘?qiáng)度的曲線圖類同與抗壓強(qiáng)度的曲線圖,在聚酯纖維摻加量少于0.5‰,抗拉強(qiáng)度隨著纖維摻加量的增加而增加,抗拉強(qiáng)度在纖維摻加量0.5‰時抗拉強(qiáng)度達(dá)到了強(qiáng)度的最高值,當(dāng)纖維摻加量大于0.5‰時,抗拉強(qiáng)度隨著纖維摻加量的增加而減少。

        圖2 抗拉強(qiáng)度與纖維摻加量的關(guān)系

        從機(jī)理上說,在較高齡期的條件下,摻加適量聚酯纖維的石灰煤渣砂礫材料的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度得到了明顯的提高。在齡期較低的情況下,適量纖維的摻入對抗壓強(qiáng)度同時起到了增強(qiáng),但對抗拉強(qiáng)度沒有顯著的作用。

        4 總 結(jié)

        綜上所示,聚酯纖維對石灰煤渣砂礫的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的提高有明顯的作用。

        (1)聚酯纖維在摻加量上有一個適量值,即聚酯纖維的摻加量占石灰煤渣砂礫材料0.5‰時抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度達(dá)到了峰值。其主要原因主要有兩方面。一是適量值之前,石灰煤渣砂礫的物理化學(xué)反應(yīng)和聚酯纖維在石灰煤渣砂礫三維亂向分布共同起到了作用,但聚酯纖維的摻加加強(qiáng)了其強(qiáng)度;二是適量值之后,聚酯纖維在石灰煤渣砂礫中分布較密,產(chǎn)生了比適量值時和適量值之前較多的裂縫,降低了其強(qiáng)度。

        (2)養(yǎng)護(hù)齡期較低時,聚酯纖維的摻加對抗壓強(qiáng)度有明顯的作用,但對抗拉強(qiáng)度的作用就不十分明顯。

        (3)養(yǎng)護(hù)齡期較長時,聚酯纖維的摻加對抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度都有顯著的提高作用。

        [1]煤渣石灰類道路基層施工暫行技術(shù)規(guī)定(CJJ-5-83)[S].

        [2]公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程(JTG E51-2009)[S].

        [3]柳志軍,呂 成.聚酯纖維對水泥碎石抗裂性影響的試驗(yàn)研究[J].建筑技術(shù),2009,40(5).

        [4]吳超凡,申愛琴,張新旺.三灰穩(wěn)定砂礫力學(xué)性能研究[J].公路,2005,(5).

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