（山西省水利水電科學(xué)研究院 山西太原 030002）

0 引言

眾所周知混凝土有著良好的抗壓性能，但混凝土的抗拉強(qiáng)度僅為抗壓強(qiáng)度的十分之一左右，當(dāng)混凝土產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于其抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫，因此提高抗拉強(qiáng)度是減少混凝土裂縫的主要措施之一，在提高混凝土抗拉強(qiáng)度的方面采取了多種辦法，如添加鋼纖維、聚丙烯纖維、聚乙烯醇纖維等。本次試驗(yàn)配制了基準(zhǔn)組，摻聚丙烯纖維，摻VF防裂劑三種混凝土配合比，分別測(cè)定各組混凝土的抗拉強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度、軸向拉伸強(qiáng)度和耐久性（抗?jié)B、抗凍等級(jí)），并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。對(duì)有需要抗拉強(qiáng)度要求的混凝土提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1 試驗(yàn)原材料

水泥為普通硅酸鹽P.O42.5，山西晉牌水泥集團(tuán)；粉煤灰為神頭二電廠Ⅰ級(jí)灰；細(xì)骨料為河北邢臺(tái)天然中砂；粗骨料二級(jí)配5～20 mm，20～40 mm，產(chǎn)地左權(quán)；減水劑為河北省混凝土外加劑廠生產(chǎn)的DH3G型高效減水劑，粉狀固體狀；引氣劑為河北省混凝土外加劑廠生產(chǎn)的DH9型，液態(tài)膠狀體，使用時(shí)需完全溶解并稀釋；聚丙烯纖維，武漢“鼎強(qiáng)”牌，規(guī)格19 mm；防裂劑由中國(guó)水利水電第十二工程局生產(chǎn)，灰白色粉狀固體。

試驗(yàn)將所用原材料進(jìn)行了檢測(cè)，其基本力學(xué)指標(biāo)符合規(guī)范要求。

2 試驗(yàn)方案

2.1 設(shè)計(jì)原則

依據(jù)《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006），在滿足抗壓強(qiáng)度C25，抗?jié)B等級(jí)W8，抗凍等級(jí)F200的前提下，計(jì)算配制強(qiáng)度為31.6 MPa，選用合適的水膠比，在保證混凝土拌和物具有良好的和易性并且滿足施工需求的最小砂率和最小用水量，采用絕對(duì)體積法計(jì)算材料用量。

2.2 參數(shù)的確定

根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)室試配結(jié)果，確定配合比的水膠比范圍在0.35～0.45之間，砂率30%～40%，用水量在132～139 kg/m3之間，粉煤灰摻量在20%左右為宜，DH3G高效減水劑的摻量為1.15%～1.25%，DH9型引氣劑的推薦摻量為1.15/萬(wàn)～1.25/萬(wàn)，聚丙烯纖維摻量1.2 kg/m3，防裂劑摻量10%，坍落度為50～70 mm，經(jīng)優(yōu)選配合比最優(yōu)參數(shù)見表1。

表1 配合比基本參數(shù)表

2.3 配制試驗(yàn)

根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算每立方米混凝土中的原材料用量，配制三組混凝土，編號(hào)為基準(zhǔn)組PJ，摻聚丙烯纖維組 PX，摻防裂劑組PF，具體見表2。在室內(nèi)進(jìn)行少量試拌，采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢枵駝?dòng)臺(tái)振搗，分別成型相應(yīng)試件，抗壓試件尺寸150 mm×150 mm×150mm，每組三塊；劈裂抗拉試件尺寸150mm×150mm×150 mm，每組三塊；軸向抗拉及彈性模量試件150 mm×150 mm×500 mm，預(yù)埋拉桿，四塊一組；抗?jié)B試件上口徑175 mm，下口徑185 mm，高150 mm的圓錐體，每組六塊；抗凍試件100 mm×100 mm×400 mm，每組三塊。試件成型后在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，到一定齡期取出按《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)定》（SL352-2006）的規(guī)定方法檢測(cè)。

表2 混凝土配合比

3 試驗(yàn)結(jié)果

3.1 拌和物測(cè)試結(jié)果

DH9型引氣劑的推薦摻量為膠凝材料的0.5/萬(wàn)至1.5/萬(wàn)，在做基準(zhǔn)組試驗(yàn)時(shí)，引氣劑按1.25/萬(wàn)摻入，測(cè)定其拌和物的含氣量為5.9%，大于F200含氣量要求，因此在后續(xù)試驗(yàn)中降低了引氣劑的摻量。試驗(yàn)情況見表3。

表3 混凝土拌和物性能試驗(yàn)結(jié)果

3.2 混凝土強(qiáng)度結(jié)果

按照《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（SL352-2006），對(duì)不同齡期的試件進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見表4。

3.2.1 抗壓強(qiáng)度

齡期分別為3 d、7 d、28 d檢測(cè)抗壓強(qiáng)度結(jié)果顯示，摻纖維PX組的強(qiáng)度對(duì)比基準(zhǔn)組略偏低，摻防裂劑PF組強(qiáng)度值最大，28 d達(dá)到41.8 MPa，比基準(zhǔn)組大5.5 MPa，提高 15.2%。

3.2.2 劈裂抗拉強(qiáng)度

齡期分別為3 d、7 d、28 d檢測(cè)結(jié)果顯示，摻纖維PX組的強(qiáng)度對(duì)比基準(zhǔn)組略偏低，摻防裂劑PF組強(qiáng)度值最大，28 d達(dá)到3.79 MPa，比基準(zhǔn)組大1.07 MPa，提高39.3%。

3.2.3軸向抗拉強(qiáng)度

齡期分別為3 d、7 d、28 d檢測(cè)結(jié)果顯示，摻纖維PX組的強(qiáng)度對(duì)比基準(zhǔn)組測(cè)值在上下浮動(dòng)，摻防裂劑PF組3 d時(shí)與基準(zhǔn)組差值最大，比基準(zhǔn)組大0.3 MPa，提高15.5%，28 d時(shí)測(cè)值略有提升。

表4 混凝土不同齡期強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

3.2.4 抗拉彈性模量

有效降低彈性模量對(duì)提高混凝土的抗拉性能有積極作用，對(duì)比基準(zhǔn)組，摻纖維PX比基準(zhǔn)測(cè)值低1.11 MPa，降低22.1%。摻防裂劑PF組28 d測(cè)值比基準(zhǔn)組值低0.64 MPa，降低12.7%。

3.3 混凝土耐久性結(jié)果

抗凍試件成型28 d后從養(yǎng)護(hù)室取出進(jìn)行檢測(cè)，三組試塊在凍融至200次凍融循環(huán)時(shí)，相對(duì)動(dòng)彈模量均大于60%，質(zhì)量損失率小于5%，等級(jí)均大于F200。

抗?jié)B試件采用逐級(jí)加法檢測(cè)驗(yàn)，三組抗?jié)B等級(jí)均大于W8，詳見表5。

表5 混凝土耐久性試驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié)論

通過(guò)室內(nèi)成型混凝土并檢測(cè)，結(jié)果顯示摻聚丙烯纖維和摻VF防裂劑高混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度均有不同程度的提高，摻防裂劑對(duì)提高混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度效果明顯，可減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。并且不影響混凝土和易性、粘聚性、保水性，有利于施工操作?；炷脸尚秃笠匾曉缙诒Ｗo(hù)，拆模和后期保溫保濕養(yǎng)護(hù)，以減少表面裂縫的產(chǎn)生。