作者單位:南昌鐵路天河建設(shè)有限公司,南昌330002
作者簡(jiǎn)介:胡立峰,男,高級(jí)工程師。
摘要:為了探究聚酯纖維對(duì)混凝土抗裂性能的影響,本文設(shè)計(jì)了5種不同摻量的聚酯纖維和2種不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土試件,采用平板約束試驗(yàn)對(duì)不同強(qiáng)度等級(jí)的聚酯纖維混凝土抗裂性能進(jìn)行測(cè)試分析;并結(jié)合拉壓比(劈裂抗拉強(qiáng)度和立方體抗壓強(qiáng)度的比值)K1和彈強(qiáng)比(彈性模量和軸心抗壓強(qiáng)度的比值)K2兩個(gè)抗裂性評(píng)判因子,來表征聚酯纖維摻量對(duì)混凝土抗裂性能的影響。結(jié)果表明,在混凝土中摻入聚酯纖維后可以有效延緩混凝土的初凝時(shí)間,減少裂縫最大寬度,減少裂縫總長(zhǎng)度和裂縫總面積;隨著纖維摻量的增加,裂縫最大寬度、裂縫總長(zhǎng)度和裂縫總面積呈現(xiàn)先減少后增大的趨勢(shì);在纖維摻量為1.2 kg/m3時(shí)達(dá)到最佳阻裂效果,與素混凝土相比,C40和C50級(jí)混凝土平板試件的裂縫降低系數(shù)分別為90.91%和84.24%,阻裂等級(jí)為一級(jí);通過對(duì)比拉壓比和彈強(qiáng)比兩個(gè)抗裂性評(píng)判因子發(fā)現(xiàn),纖維摻量在1.2 kg/m3時(shí)混凝土的拉壓比為最大值,彈強(qiáng)比為最小值,得到的最佳阻裂摻量為1.2 kg/m3。
關(guān)鍵詞:聚酯纖維;高強(qiáng)混凝土;基本力學(xué)性能;抗裂性能
混凝土自誕生以來,因其原料來源廣、成本低、施工方便等優(yōu)點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用在工程領(lǐng)域中,逐步成為工程建設(shè)中不可或缺的材料?;炷敛牧洗嬖诳估瓘?qiáng)度低、延性差、易開裂等缺點(diǎn)[1],為了克服混凝土材料抗裂性差的弱點(diǎn),國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了許多改善方法,其中通過在混凝土中添加纖維來提高材料的抗裂性能是有效阻止混凝土開裂的方法之一[2]。文獻(xiàn)[3]將鋼纖維運(yùn)用到整體試樣和接頭試樣中,發(fā)現(xiàn)可以顯著提高的開裂載荷、剪切強(qiáng)度和變形能力,且增強(qiáng)效果隨纖維摻量增加而提高。程新等[4]通過平板法研究了不同體積摻量和長(zhǎng)徑比的玄武巖纖維對(duì)泡沫混凝土抗裂性能的影響,得到了玄武巖纖維的最佳摻量為0.30%,纖維長(zhǎng)度為10 mm時(shí)對(duì)泡沫混凝土阻裂明顯。文獻(xiàn)[5]制作了18塊平板,通過統(tǒng)計(jì)分析裂縫總長(zhǎng)度、裂縫最大寬度以及裂縫數(shù)量等數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)單獨(dú)摻入聚丙烯纖維和輕骨料或?qū)烧邚?fù)合均能增強(qiáng)混凝土的抗裂性,并且在摻入膨脹劑后對(duì)上述三種情況均有一定程度的提高作用,超過一定范圍后對(duì)阻裂提高不明顯。楊福海等[6]通過對(duì)立方體抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度等指標(biāo)分析,發(fā)現(xiàn)聚酯纖維和聚丙烯纖維均可以提高混凝土抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度,對(duì)于立方體抗壓強(qiáng)度而言,聚丙烯纖維提高效果更佳,而在劈裂抗拉強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度方面,聚酯纖維混凝土則要高于聚丙烯纖維混凝土。姜曄等[7]采用刀口誘導(dǎo)開裂試驗(yàn)探究了復(fù)合活性劑+聚酯纖維的抗裂性能,發(fā)現(xiàn)摻入復(fù)合活性劑+聚酯纖維后可以顯著降低混凝土的總開裂面積。冉星仕等[8]通過制備30組不同體積摻量的粉煤灰和聚酯纖維的混凝土試件,來探究聚酯纖維和粉煤灰共同作用下對(duì)混凝土的基本力學(xué)性能提升的最佳摻量。結(jié)果表明粉煤灰摻量為15%和聚酯纖維摻量為0.8 kg/m3時(shí)提升效果最佳。高峰等[9]以聚酯纖維長(zhǎng)徑比和體積摻量為變量,研究了混凝土的抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、斷裂韌性等力學(xué)性能,發(fā)現(xiàn)當(dāng)長(zhǎng)徑比為300和體積摻量為3%時(shí),聚酯纖維混凝土的抗拉強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度和韌性提高最為顯著。
本文針對(duì)聚酯纖維混凝土進(jìn)行基本力學(xué)試驗(yàn)和平板約束試驗(yàn),來探究纖維的摻量對(duì)不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土基本力學(xué)強(qiáng)度和抗裂性能的影響,研究聚酯纖維混凝土抗裂性能,為聚酯纖維混凝土結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程中的應(yīng)用提供試驗(yàn)依據(jù)。
1試驗(yàn)概況
1.1原材料
試驗(yàn)水泥選用普通硅酸鹽水泥;粗骨料選用碎石,碎石尺寸5~10 mm和10~31.5 mm的摻配比例為1∶2;細(xì)骨料選用河砂,規(guī)格型號(hào)為中砂;粉煤灰選用普通Ⅱ級(jí)粉煤灰;減水劑選用聚羥酸高效減水劑;聚酯纖維長(zhǎng)度為18 mm。聚酯纖維的物理性能參數(shù)見表1。
4.5 GPa
C40級(jí)混凝土膠凝材料用量為400 kg/m3,粉煤灰摻量為20%,確定水膠比為0.42,粉劑減水劑摻量為0.2%,減水率為27%,砂率為38%,最大骨料的粒徑為31.5 mm,碎石尺寸5~10 mm和10~31.5 mm的比例為4∶6。C50級(jí)混凝土膠凝材料用量為490 kg/m3,水膠比為0.33,減水劑摻量為0.2%,減水率為27%,砂率為38%,最大骨料粒徑為31.5 mm,碎石尺寸為5~10 mm和10~31.5 mm的比例為4∶6。
1.2試件制備
試件強(qiáng)度等級(jí)為C40和C50,配合比依據(jù)規(guī)范《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ 55—2011)[10]進(jìn)行計(jì)算,配合比計(jì)算結(jié)果見表2。
為了使纖維能夠均勻分散在骨料中,避免纖維出現(xiàn)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象,參照規(guī)范《纖維混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T 221—2010)[11]中的攪拌方式,采用SJD 100型強(qiáng)制式單臥軸混凝土攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌,首先將粗骨料和細(xì)骨料摻入攪拌機(jī)中攪拌60 s,然后在攪拌過程中逐漸摻入纖維,以保證纖維均勻分散,纖維全部摻入后再攪拌60 s,接著摻入水泥和粉煤灰攪拌60 s,最后摻入水和減水劑水溶液繼續(xù)攪拌120 s。
1.3試驗(yàn)方法
依據(jù)規(guī)范《混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50081—2019)[12]使用WHY-2000型微機(jī)控制壓力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行立方體抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn),試件尺寸為150 mm×150 mm×150 mm;使用微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行軸心抗壓強(qiáng)度和彈性模量的力學(xué)性能試驗(yàn),試驗(yàn)采用電阻應(yīng)變片法和位移傳感器法相結(jié)合的方法對(duì)試件變形進(jìn)行量測(cè),數(shù)據(jù)采集設(shè)備采用JM3813多功能靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行采集,試件尺寸為150 mm×150 mm×300 mm;依據(jù)規(guī)范《纖維混凝土試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(CECS 13—2009)[13]進(jìn)行平板約束試驗(yàn),試件尺寸為600 mm×600 mm×63 mm。
2結(jié)果與分析
2.1聚酯纖維混凝土基本力學(xué)性能
表3為不同聚酯纖維摻量下混凝土的基本力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果。
為了便于比較,將表中各組數(shù)據(jù)繪制成圖,如圖1所示為聚酯纖維摻量對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響。從圖中可以看出,隨著聚酯纖維的摻入,C40和C50混凝土抗壓強(qiáng)度的變化規(guī)律基本相同,都呈現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢(shì),且拌和物強(qiáng)度值基本都大于素混凝土的抗壓強(qiáng)度。說明在拌和物中摻入聚酯纖維可以提高混凝土拌和物的立方體抗壓強(qiáng)度。當(dāng)聚酯纖維的摻量為1.2 kg/m3時(shí),C40混凝土的強(qiáng)度由原來的39.29 MPa提高至42.20 MPa,強(qiáng)度提升率為7.41%;C50混凝土的強(qiáng)度由原來的51.19 MPa提高至55.14 MPa,強(qiáng)度提升率為7.72%;此時(shí)C40和C50混凝土的強(qiáng)度提升值均達(dá)到最大。當(dāng)聚酯纖維的摻量為2.0 kg/m3時(shí),C50混凝土的強(qiáng)度為50.88 MPa,相對(duì)素混凝土其強(qiáng)度提升率為-0.61%,出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。說明聚酯纖維的摻入在一定摻量范圍內(nèi)對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度具有提升作用,摻量過量會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度降低的現(xiàn)象。
圖2為不同聚酯纖維摻量對(duì)混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度的影響,從圖中可以看出,隨著聚酯纖維的摻入,C40和C50混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度都呈現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢(shì)。C40素混凝土的強(qiáng)度值為3.31 MPa,聚酯纖維摻量為0.9 kg/m3、1.2 kg/m3、1.5 kg/m3、2.0 kg/m3時(shí),劈裂抗拉強(qiáng)度值分別為3.43 MPa、3.73 MPa、3.61 MPa、3.36 MPa,劈裂抗拉強(qiáng)度增長(zhǎng)率分別為3.63%、12.70%、9.06%、1.51%,在摻量為1.2 kg/m3時(shí)達(dá)到最大增長(zhǎng)率。C50素混凝土的強(qiáng)度值為4.35 MPa,聚酯纖維摻量為0.9 kg/m3、1.2 kg/m3、1.5 kg/m3、2.0 kg/m3時(shí),劈裂抗拉強(qiáng)度值分別為4.57 MPa、4.96 MPa、4.73 MPa、4.38 MPa,劈裂抗拉強(qiáng)度增長(zhǎng)率分別為5.06%、14.02%、8.74%、0.69%,在摻量為1.2 kg/m3時(shí)達(dá)到最大增長(zhǎng)率。說明在混凝土中摻入聚酯纖維可以提高劈裂抗拉強(qiáng)度,且摻量為1.2 kg/m3是提高劈裂抗拉強(qiáng)度的最佳摻量。
圖3為聚酯纖維摻量對(duì)混凝土拉壓比的影響,拉壓比越大,混凝土的抗裂性能越好[14]。從圖中可以看出,摻入聚酯纖維后,混凝土的拉壓比均大于素混凝土,且相對(duì)于素混凝土均表現(xiàn)為先增大后減小,C40混凝土在聚酯纖維摻量為1.2 kg/m3時(shí)達(dá)到最大拉壓比,為0.088 3;C50混凝土在聚酯纖維摻量為1.2 kg/m3時(shí)達(dá)到最大拉壓比,為0.090 0。說明在混凝土中加入聚酯纖維可以提高混凝土的抗裂性。
圖4為聚酯纖維摻量對(duì)混凝土軸心抗壓強(qiáng)度的影響。從圖中可以看出,C40素混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度值為29.02 MPa,相對(duì)于素混凝土試件,聚酯纖維摻量為0.9 kg/m3、1.2 kg/m3、1.5 kg/m3、2.0 kg/m3時(shí),混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度值分別為29.67 MPa、31.06 MPa、30.30 MPa、29.18 MPa,增長(zhǎng)率分別為2.24%、7.03%、4.41%、0.55%,隨聚酯纖維摻量增加呈現(xiàn)先上升再下降的規(guī)律,并在摻量為1.2 kg/m3時(shí)達(dá)到最大增長(zhǎng)率。C50素混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度值為37.92 MPa,相對(duì)于素混凝土試件,聚酯纖維摻量為0.9 kg/m3、1.2 kg/m3、1.5 kg/m3、2.0 kg/m3時(shí),混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度值分別為38.45 MPa、40.73 MPa、40.04 MPa、38.05 MPa,增長(zhǎng)率分別為1.4%、7.4%、5.59%、0.34%,軸心抗壓強(qiáng)度隨聚酯纖維摻量先上升再下降,強(qiáng)度值均大于素混凝土,并在摻量為1.2 kg/m3時(shí)達(dá)到最大增長(zhǎng)率。說明在混凝土中摻入聚酯纖維可以提高軸心抗壓強(qiáng)度。
圖5為C40和C50混凝土的彈性模量隨聚酯纖維摻量的變化規(guī)律,從圖中可以看出,隨著聚酯纖維的摻入,C40和C50混凝土的彈性模量都呈現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢(shì),C40混凝土彈性模量的提升率在0.23%~2.26%波動(dòng),其彈性模量值相對(duì)于素混凝土均有所提升,當(dāng)纖維摻量為1.5 kg/m3時(shí),聚酯纖維混凝土的彈性模量為33.27 GPa,相對(duì)于素混凝土提高了2.27%,為本次試驗(yàn)彈性模量的最大提升率。C50混凝土彈性模量的提升率在-0.1%~1.73%波動(dòng),在摻量為1.2 kg/m3時(shí),聚酯纖維混凝土的彈性模量為35.21 GPa,達(dá)到最大提升率,為1.73%。說明纖維的摻入對(duì)混凝土彈性模量的影響不是很大,提升幅度均在3%以內(nèi)波動(dòng)。
圖6為混凝土的彈強(qiáng)比隨聚酯纖維摻量的變化規(guī)律,混凝土的彈強(qiáng)比越小抗裂性能越好[14],從圖中可以看出,摻入聚酯纖維后,混凝土的彈強(qiáng)比相對(duì)于素混凝土,呈現(xiàn)出先減小后增大的規(guī)律。C40纖維混凝土的彈強(qiáng)比相對(duì)于素混凝土的彈強(qiáng)比變化趨勢(shì)較小,其變化率為-4.85%~-0.30%。在纖維摻量為1.2 kg/m3時(shí)達(dá)到最小彈強(qiáng)比,為1.066 6,降低4.85%。C50纖維混凝土的彈強(qiáng)比的變化率為-5.28%~-0.44%,在纖維摻量為1.2 kg/m3時(shí)達(dá)到最小彈強(qiáng)比,為0.864 6,降低率為5.28%。說明聚酯纖維的摻入有利于提高混凝土的抗裂性能,且摻量為1.2 kg/m3時(shí)效果最佳。
2.2聚酯纖維混凝土抗裂性能
通過平板約束試驗(yàn)對(duì)聚酯纖維混凝土抗裂性能進(jìn)行分析,試驗(yàn)結(jié)果見表4。
為了便于比較,將表中各組數(shù)據(jù)繪制成圖。圖7為聚酯纖維摻量對(duì)混凝土初裂時(shí)間的影響,從圖中數(shù)據(jù)可以看出,不論是C40還是C50混凝土,摻入聚酯纖維后都能夠延緩平板的初裂時(shí)間,且隨著聚酯纖維摻量的增加,混凝土初裂時(shí)間呈現(xiàn)先增后減的規(guī)律。試驗(yàn)表明當(dāng)聚酯纖維摻量為1.2 kg/m3時(shí),混凝土平板的初裂時(shí)間延緩達(dá)到最大值。
圖8為聚酯纖維摻量對(duì)混凝土裂縫數(shù)目的影響,從圖中數(shù)據(jù)可以看出,C40級(jí)素平板的裂縫條數(shù)為20條,相對(duì)于素混凝土試件,當(dāng)聚酯纖維摻量為0.9 kg/m3、1.2 kg/m3、1.5 kg/m3和2.0 kg/m3時(shí),裂縫數(shù)目分別為10條、4條、6條和10條。C50級(jí)素平板的裂縫條數(shù)為29條,相對(duì)于素混凝土試件,當(dāng)聚酯纖維摻量為0.9 kg/m3、1.2 kg/m3、1.5 kg/m3和2.0 kg/m3時(shí),裂縫數(shù)目分別為17條、8條、13條和18條。這是因?yàn)榛炷猎嚰诔跄坝捎诤瘦^大,表面水分大量蒸發(fā),產(chǎn)生大量的熱量,促使混凝土毛細(xì)管負(fù)壓產(chǎn)生收縮拉應(yīng)力,同時(shí)混凝土試件在初凝前自身抗拉強(qiáng)度特別低,當(dāng)混凝土中產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土表面將會(huì)逐漸產(chǎn)生裂縫。摻入的聚酯纖維需要水泥砂漿包裹,使得失水面積減少,減小失水產(chǎn)生的拉應(yīng)力,因此推遲了混凝土早期塑性裂縫的萌生。纖維越多,體表比就越大,消耗的水泥砂漿也越多,裂縫產(chǎn)生的時(shí)間就越遲。但是,伴隨著纖維的加多,難免在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)聚集抱團(tuán)的現(xiàn)象,反而會(huì)增大空隙,使混凝土內(nèi)部出現(xiàn)薄弱點(diǎn),進(jìn)而加速裂縫出現(xiàn)。
圖9為聚酯纖維摻量對(duì)混凝土裂縫最大寬度的影響。從圖中數(shù)據(jù)可以看出,C40級(jí)素平板的最大裂縫寬度為0.82 mm,相對(duì)于素混凝土試件,當(dāng)聚酯纖維摻量為0.9 kg/m3、1.2 kg/m3、1.5 kg/m3和2.0 kg/m3時(shí),最大裂縫寬度分別為0.53 mm、0.37 mm、0.43 mm和0.77 mm,增長(zhǎng)率分別為-35.37%、-54.88%、-47.56%和-6.10%。C50級(jí)素平板的最大裂縫寬度為1.02 mm,相對(duì)于素混凝土試件,當(dāng)聚酯纖維摻量為0.9 kg/m3、1.2 kg/m3、1.5 kg/m3和2.0 kg/m3時(shí),最大裂縫寬度分別為0.83 mm、0.53 mm、0.62 mm和1.08 mm,增長(zhǎng)率分別為-18.63%、-48.04%、-39.22%和5.88%。
圖10為聚酯纖維摻量對(duì)混凝土裂縫總長(zhǎng)度的影響。從圖中數(shù)據(jù)可以看出,C40級(jí)素平板的裂縫總長(zhǎng)度為743 mm,相對(duì)于素混凝土試件,當(dāng)聚酯纖維摻量為0.9 kg/m3、1.2 kg/m3、1.5 kg/m3和2.0 kg/m3時(shí),聚酯纖維的裂縫總長(zhǎng)度分別為383 mm、139 mm、194 mm和326 mm,增長(zhǎng)率分別為-48.45%、-81.29%、-73.89%和-56.12%。C50級(jí)素平板的裂縫總長(zhǎng)度為1 067 mm,相對(duì)于素混凝土試件,當(dāng)聚酯纖維摻量為0.9 kg/m3、1.2 kg/m3、1.5 kg/m3和2.0 kg/m3時(shí),聚酯纖維的裂縫總長(zhǎng)度分別為743 mm、359 mm、409 mm和759 mm,增長(zhǎng)率分別為-30.37%、-66.35%、-61.67%和-28.87%。
圖11和12分別為聚酯纖維摻量對(duì)混凝土裂縫總面積的影響和聚酯纖維摻量對(duì)混凝土裂縫降低系數(shù)的影響。從圖中數(shù)據(jù)可以看出,C40級(jí)素平板的裂縫總面積為464.57 mm2,相對(duì)于素混凝土試件,當(dāng)聚酯纖維摻量為0.9 kg/m3、1.2 kg/m3、1.5 kg/m3和2.0 kg/m3時(shí),裂縫總面積分別為162.34 mm2、42.25 mm2、73.28 mm2和195.28 mm2,裂縫降低系數(shù)分別為65.06%、90.91%、84.23%和57.97%,阻裂效能等級(jí)分別為二級(jí)、一級(jí)、一級(jí)和二級(jí)。C50級(jí)素平板的裂縫總面積為796.53 mm2,相對(duì)于素混凝土試件,當(dāng)聚酯纖維摻量為0.9 kg/m3、1.2 kg/m3、1.5 kg/m3和2.0 kg/m3時(shí),聚酯纖維的裂縫總面積分別為356.88 mm2、125.54 mm2、191.77 mm2和457.00 mm2,裂縫降低系數(shù)分別為55.20%、84.24%、75.92%和42.63%,阻裂效能等級(jí)分別為二級(jí)、一級(jí)、一級(jí)和三級(jí)。究其原因,有以下兩方面:
(1)隨機(jī)亂向分散在混凝土中的聚酯纖維的彈性模量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于初凝混凝土的彈性模量,提高了此時(shí)結(jié)構(gòu)的整體彈性模量,進(jìn)而提高了材料的抗拉強(qiáng)度,從而有效抑制了混凝土平板表面裂縫的產(chǎn)生。同時(shí),由于纖維的直徑小,亂向分布在混凝土內(nèi)部,能夠有效地填充在混凝土的空隙中,降低混凝土內(nèi)部的孔隙率,減少薄弱點(diǎn),起到阻礙裂縫產(chǎn)生的作用。但是隨著纖維摻量的增加,難免出現(xiàn)纖維抱團(tuán)的現(xiàn)象,進(jìn)而產(chǎn)生較大的空隙,從而增大薄弱點(diǎn),導(dǎo)致裂縫提前產(chǎn)生。
(2)試件在受到表面毛細(xì)管負(fù)壓產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力時(shí),分布在內(nèi)部的纖維能夠很好地與混凝土基體結(jié)合在一起,依靠與混凝土砂漿的摩擦力和粘結(jié)力形成傳力纖維網(wǎng),將載荷傳遞給兩側(cè)混凝土,起到延緩裂縫發(fā)展的作用。
3結(jié)語
(1)聚酯纖維的摻入會(huì)提高混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度,其強(qiáng)度提升值呈現(xiàn)出先增后減的規(guī)律。其中立方體抗壓強(qiáng)度的提升范圍為-0.61%~7.71%,軸心抗壓強(qiáng)度的提升范圍在0.34%~7.40%,對(duì)于劈裂抗拉強(qiáng)度的提高較為明顯,其最大增長(zhǎng)率達(dá)到13.94%,且基本上都是在聚酯纖維摻量為1.2 kg/m3時(shí)強(qiáng)度值提升最大。聚酯纖維的摻入,會(huì)略微增大混凝土的彈性模量。
(2)在混凝土中摻入聚酯纖維后可以有效地延緩混凝土的初凝時(shí)間,減少裂縫最大寬度,減少裂縫總長(zhǎng)度和裂縫總面積。但隨著纖維摻量的增加,裂縫最大寬度、裂縫總長(zhǎng)度和裂縫總面積呈現(xiàn)先減少后增大的趨勢(shì),在纖維摻量為1.2 kg/m3時(shí)達(dá)到最佳阻裂效果。與素混凝土相比,C40和C50級(jí)混凝土平板試件的裂縫降低系數(shù)分別為90.91%和84.24%,阻裂等級(jí)為一級(jí)。
(3)通過對(duì)比拉壓比和彈強(qiáng)比兩個(gè)抗裂性評(píng)判因子,發(fā)現(xiàn)隨著聚酯纖維的加入,混凝土的拉壓比呈現(xiàn)出先增大后減小的規(guī)律;彈強(qiáng)比呈現(xiàn)先減小后增大的規(guī)律。聚酯纖維摻量為1.2 kg/m3時(shí),混凝土的拉壓比為最大值,彈強(qiáng)比為最小值,得出最佳阻裂摻量為1.2 kg/m3。
參考文獻(xiàn)
[1] 陳建強(qiáng),紀(jì)洪廣,劉娟紅,等.改性聚酯纖維在混凝土中的分散性及對(duì)耐久性的影響[J].工程科學(xué)學(xué)報(bào),2016,38(11):1603-1609.
[2] Al-HADITHI A I ,NOAMAN A T , MOSLEH W K . Mechanical properties and impact behavior of PET fiberreinforced self-compacting concrete (SCC)[J]. Composite Structures, 2019, 224(9):111021.
[3] JIANG H B, WANG T L, XIAO J. Experiment on shear behavior of dry joints in precast steel fiber reinforced concrete segmental bridges[J]. Zhongguo Gonglu Xuebao/China Journal of Highway and Transport, 2018,31 (12): 37-49.
[4] 程新, 詹炳根, 周安. 玄武巖纖維對(duì)泡沫混凝土收縮開裂的影響[J]. 合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2019, 42 (8): 1114-1118.
[5] CAO Q, WANG R , JIA J, et al. A comparative study of combined treatments for enhanced early-age cracking control of self-consolidating concrete[J]. Construction and Building Materials, 2020,248(3): 118473.
[6] 楊福海, 王乾璽, 宋建夏. 聚丙烯纖維與聚酯纖維對(duì)混凝土力學(xué)性能影響的研究[J]. 寧夏工程技術(shù), 2015, 14 (1): 38-42.
[7] 姜曄, 蘆浩. 摻復(fù)合活性劑及聚酯纖維的混凝土早期抗裂性研究[J]. 混凝土與水泥制品, 2019(10): 49-52.
[8] 冉星仕. 雙摻粉煤灰和聚酯纖維對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響[J]. 粉煤灰綜合利用, 2020, 34 (6): 121-124.
[9] 高峰, 郝贠洪, 吳安利,等 . 低模量聚酯纖維/水泥基復(fù)合材料抗沖擊性能及損傷機(jī)制[J]. 復(fù)合材料學(xué)報(bào), 2021, 38 (11): 3838-3849.
[10] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程:JGJ 55—2011[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2011.
[11] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.纖維混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程:JGJ/T 221—2010[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2010.
[12] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部,國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局.混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn):GB/T 50081—2019[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2019.
[13] 中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì).纖維混凝土試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn):CECS 13—2009[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2009.
[14] 楊華全, 周世華, 董維佳.混凝土抗裂性的分析、評(píng)價(jià)與研究展望[J].混凝土, 2007(10): 46-48.