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).