楊 倩 孫金坤 周文峰 馮小洋

（攀枝花學(xué)院土木與建筑工程學(xué)院，四川 攀枝花 617000）

目前高鈦重礦渣資源化的有效利用方式是代替天然砂、石用作混凝土材料，但目前對(duì)利用工業(yè)固體廢棄物作為粗、細(xì)骨料，加入鋼纖維后制備的新型噴射混凝土卻少有研究[1]，且目前國(guó)內(nèi)許多項(xiàng)目使用的噴射混凝土強(qiáng)度不高，并且容易出現(xiàn)開(kāi)裂、韌性差以及耐久性差的問(wèn)題[2-4]。用高鈦重礦渣代替天然砂、石作為噴射混凝土的粗、細(xì)骨料，摻入鋼纖維進(jìn)行基本力學(xué)性能研究，為改善這一系列工程問(wèn)題以及提高高鈦重礦渣的利用率和為該種噴射混凝土的工程應(yīng)用提供一定的數(shù)據(jù)參考。

1 實(shí)驗(yàn)材料、配合比設(shè)計(jì)及方法

1.1 試驗(yàn)材料

選用攀枝花市環(huán)業(yè)公司生產(chǎn)的高鈦重礦渣碎石作為輕量化混凝土的主要粗骨料；細(xì)骨料選用高鈦重礦渣砂。水泥選用攀枝花攀煤水泥制品有限公司生產(chǎn)的PO42.5R普通硅酸鹽水泥；硅灰選用成都錦祥科技公司生產(chǎn)的一級(jí)硅灰；粉煤灰用鞏義市恒諾濾料公司生產(chǎn)的一級(jí)粉煤灰；減水劑用陜西秦奮建材公司Q8081均衡型液體聚羧酸系高性能減水劑；速凝劑采用液體無(wú)堿速凝劑；鋼纖維采用衡水卓佳橡膠制品有限公司生產(chǎn)的規(guī)格為300mm×0.5mm（剪切波浪型，長(zhǎng)徑比為60，抗拉強(qiáng)度為380MPa，彎曲性能滿(mǎn)足彎曲90°一次不斷率為100%）鋼纖維。

1.2 配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)JGJ55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》，水膠比為0.38計(jì)算配合比，由于不同的鋼纖維摻量會(huì)對(duì)高鈦重礦渣濕噴混凝土的力學(xué)性能產(chǎn)生影響，故鋼纖維摻量采用0kg/m3、35kg/m3、40kg/m3、45kg/m3、50kg/m3，制備出不同摻量的鋼纖維高鈦重礦渣濕噴混凝土，基本配合比如下表1.1

表1.1 試驗(yàn)配合比

1.3 試驗(yàn)方法

按照試驗(yàn)表1.1配置鋼纖維高鈦重礦渣濕噴混凝土，采用噴射大板法進(jìn)行試塊制作，將SFHSWS噴射到模具內(nèi)，模具尺寸為450×450×150mm。噴射完成后覆膜養(yǎng)護(hù)1d后進(jìn)行拆模，將試件轉(zhuǎn)移至標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室（20±2℃，濕度≥95%）養(yǎng)護(hù)7d，采用切割機(jī)將大板試件切割成100×100×100mm的立方體用作測(cè)試抗壓強(qiáng)度，100×100×300mm的試件用于測(cè)試抗折強(qiáng)度；150×150×150mm的試塊用于測(cè)試劈裂抗拉強(qiáng)度。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

本試驗(yàn)通過(guò)摻入不同的鋼纖維對(duì)于高鈦重礦渣濕噴混凝土基體結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究，驗(yàn)結(jié)果如表2.1所示。

由表2.1可知，隨著鋼纖維混凝土摻入總量的增多，高鈦重礦渣濕噴混凝土前期的基本力學(xué)性能強(qiáng)度表現(xiàn)為隨摻量增加而降低的趨勢(shì)，但都遠(yuǎn)大于未摻鋼纖維的力學(xué)強(qiáng)度。從養(yǎng)護(hù)齡期來(lái)看，28d時(shí)各摻量的抗壓強(qiáng)度值基本相當(dāng)，摻量為40kg/m3的抗壓強(qiáng)度為56.13MPa略大于其他摻量，后期抗壓強(qiáng)度得到充分發(fā)展，50d抗壓強(qiáng)度最大的是摻量為45kg/m3，強(qiáng)度是60.94MPa；隨著養(yǎng)護(hù)齡期增長(zhǎng)抗折強(qiáng)度也得到充分發(fā)展，以28d抗折強(qiáng)度為例，當(dāng)鋼纖維摻量為45kg/m3時(shí)抗折強(qiáng)度最大，達(dá)到了8.95MPa，同組摻量為35kg/m3的強(qiáng)度最低，只有7.47MPa，降低了16.53%，且當(dāng)鋼纖維摻量小于40kg/m3時(shí)，高鈦重礦渣濕噴混凝土的抗折強(qiáng)度隨鋼纖維摻量增加而大幅提升，而當(dāng)鋼纖維摻量大于40kg/m3時(shí)，抗折強(qiáng)度隨纖維摻量增加提升幅度趨于平緩；28d時(shí)，抗拉強(qiáng)度為最大是6.15MPa，相較于同組最低抗拉強(qiáng)度4.80MPa增加了28.13%；50d時(shí)，鋼纖維摻量為45kg/m3時(shí)，抗拉強(qiáng)度為最大是6.60MPa，相較于同組最低抗拉強(qiáng)度5.21MPa增加了26.68%。

表2.1 不同鋼纖維摻量對(duì)高鈦重礦渣濕噴混凝土力學(xué)性能的影響（MPa）

3 結(jié)論

1）當(dāng)鋼纖維摻量為45kg/m3時(shí)，28d抗折、抗拉強(qiáng)度達(dá)到最大，分別為8.95MPa、6.15MPa。

2）鋼纖維的增強(qiáng)效果不是隨摻入量的增加而無(wú)限提升的，當(dāng)鋼纖維在拌合物中的摻量過(guò)大超過(guò)45kg/m3時(shí)反而會(huì)降低其抗折、抗拉強(qiáng)度。