侯倩倩

摘 要：活性粉末混凝土因抗壓強(qiáng)度高、耐久性好、環(huán)保性能好得到了廣泛應(yīng)用?；钚苑勰┗炷量箟簭?qiáng)度受到很多因素的影響，本文通過實(shí)驗(yàn)方法研究了鋼纖維和聚丙烯纖維不同摻量下對(duì)活性粉末混凝土抗壓強(qiáng)度的影響。通過研究發(fā)現(xiàn)摻加鋼纖維對(duì)RPC試塊抗壓強(qiáng)度有一定的貢獻(xiàn)，摻加聚丙烯纖維對(duì)抗壓強(qiáng)度影響并不顯著。

關(guān)鍵詞：活性粉末混凝土；鋼纖維；聚丙烯纖維

0 引言

1933年，法國BouygIles公司的研究小組在Pierre Richard的帶領(lǐng)下率先研制成一種新型水泥基復(fù)合材料，即繼普通混凝土和高性能混凝土之后應(yīng)用比較多的活性粉末混凝土，它具有超高強(qiáng)度、高耐久性、高韌性的特點(diǎn)，還具有良好的環(huán)保性能和環(huán)保性能。因?yàn)榛钚苑勰┗炷聊軌蜓娱L結(jié)構(gòu)的使用壽命，并且減少后期的維護(hù)費(fèi)用，在大型設(shè)施例如土木、石油、市政、核電、海洋及軍事設(shè)施中的應(yīng)用前景十分廣闊。

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)RPC展開了較深入的研究。法國的Pierre Richard的研究小組研究了原材料和成型工藝對(duì)RPC性能的影響；長安大學(xué)的馬愷澤研究了鋼纖維摻量對(duì)RPC抗壓強(qiáng)度的影響以及尺寸效應(yīng)；哈爾濱工業(yè)大學(xué)的鄭文忠研究了水膠比、養(yǎng)護(hù)條件等對(duì)RPC的流動(dòng)性和強(qiáng)度的影響。由于影響RPC的因素較多，參數(shù)范圍較廣，同時(shí)考慮多個(gè)因素影響的系統(tǒng)研究還有待繼續(xù)深入。本文采用實(shí)驗(yàn)方法主要研究鋼纖維、聚丙烯纖維在不同摻量下對(duì)活性粉末混凝土破壞狀態(tài)和抗壓強(qiáng)度的影響。

1 實(shí)驗(yàn)研究

1.1 實(shí)驗(yàn)原材料

實(shí)驗(yàn)采用的主要材料：水泥：普通硅酸鹽水泥，P.O42.5，河砂：中砂；減水劑：聚羧酸減水劑；粉煤灰：Sio2含量≥58%，比表面積≥340m2/kg；硅灰：Sio2含量≥96%，比表面積≥15000m2/kg；鋼纖維：抗拉強(qiáng)度2850-3000MPa，長度13±1mm；聚丙烯纖維：抗拉強(qiáng)度>400Mpa，長度為18±1mm。

1.2 配合比設(shè)計(jì)

本文研究的是纖維種類、纖維摻量對(duì)RPC試塊破壞狀態(tài)、抗壓強(qiáng)度的影響。

鋼纖維摻量是體積摻量，聚丙烯纖維是質(zhì)量比，其他各組成材料皆以每立方混凝土中各材料的質(zhì)量。配合比設(shè)計(jì)如表1所示。

1.3 試件設(shè)計(jì)、制備與養(yǎng)護(hù)

1.3.1 試件設(shè)計(jì)

根據(jù)規(guī)范要求，選用邊長為100mm的立方體試件，根據(jù)配合比澆筑試件，且每組試件各3塊。

1.3.2 試件制備與養(yǎng)護(hù)

根據(jù)配合比將稱量好的水泥、硅灰、粉煤灰、砂倒入攪拌機(jī)內(nèi)，干拌，分三次加入纖維，將溶解了減水劑的水分兩次加入攪拌機(jī)，將攪拌好的拌合物注入試模內(nèi)，然后放置在震動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)成型。

試塊養(yǎng)護(hù)是在試塊成型后，在（20±2）℃的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)24h，拆模后進(jìn)行常溫養(yǎng)護(hù)。

1.3.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

加載設(shè)備選用WAW-2000電液伺服壓力實(shí)驗(yàn)機(jī)，最大實(shí)驗(yàn)力為2000KN。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)上述對(duì)影響因素的分析及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，下面討論纖維種類、纖維摻量對(duì)RPC試塊破壞形態(tài)及強(qiáng)度的影響。

2.1 纖維摻量對(duì)RPC試塊破壞狀態(tài)的影響

2.1.1 鋼纖維對(duì)RPC試塊破壞狀態(tài)的影響

未摻加鋼纖維的試塊最終破壞狀態(tài)，出現(xiàn)角錐面脆性破壞，混凝土碎片四處剝落。而摻有鋼纖維的RPC立方體試件，在加載過程中，會(huì)聽到試件內(nèi)部的撕裂聲，試件破壞后，試件加載兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)大致平行的豎向裂縫，同時(shí)試件表面有部分剝落現(xiàn)象。隨著鋼纖維摻量的增加，破壞時(shí)整體性越來越好，如圖1所示。

2.1.2 摻加聚丙烯纖維對(duì)RPC試塊破壞狀態(tài)的影響

摻加聚丙烯纖維的RPC試塊由于內(nèi)部存在聚丙烯纖維的拉結(jié)作用，斷面處纖維被拔出，出現(xiàn)延性破壞，試件兩側(cè)表面會(huì)出現(xiàn)大致平行的豎向裂縫，由此可見摻加聚丙烯纖維能夠顯著提高試件的韌性，如圖2所示。

a.未摻加聚丙烯纖維RPC破壞狀態(tài) b.聚丙烯纖維摻量0.1%時(shí)RPC破壞狀態(tài)

2.2 纖維摻量對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響

2.2.1 鋼纖維摻量對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響

備注：表2中fn表示鋼纖維體積摻量為n%時(shí)，RPC試塊抗壓強(qiáng)度值

由上表可以看出，各種鋼纖維摻量下試塊抗壓強(qiáng)度與未摻加纖維試塊抗壓強(qiáng)度比值關(guān)系，摻加鋼纖維能夠提高RPC抗壓強(qiáng)度。

2.2.2 聚丙烯纖維摻量對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響

備注：表3中fn表示聚丙烯纖維摻量為n%時(shí)，RPC試塊抗壓強(qiáng)度值。

由上表可以看出，各種聚丙烯纖維摻量下試塊抗壓強(qiáng)度與未摻加纖維試塊抗壓強(qiáng)度比值關(guān)系，摻加聚丙烯纖維對(duì)提高RPC抗壓強(qiáng)度效果不明顯。

3 結(jié)論

常溫養(yǎng)護(hù)，摻加纖維對(duì)RPC抗壓強(qiáng)度有一定程度的提高，摻加鋼纖維RPC抗壓強(qiáng)度提高明顯，摻加聚丙烯纖維RPC抗壓強(qiáng)度提高不明顯。摻加纖維能夠使試塊破壞時(shí)呈現(xiàn)延性破壞，

本實(shí)驗(yàn)研究的影響RPC抗壓強(qiáng)度的因素有待完善，而且選取數(shù)據(jù)時(shí)較為分散，數(shù)據(jù)少。下一階段將繼續(xù)研究其他因素對(duì)RPC抗壓強(qiáng)度的影響，選取數(shù)據(jù)時(shí)更為密集；在試塊研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究RPC構(gòu)件受力性能。

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（作者單位：山東協(xié)和學(xué)院）