聚丙烯纖維在混凝土基體中的摻加工藝

纖維混凝土試驗的成果要想應(yīng)用到實際工程中，并得到推廣，必須要有成熟的纖維摻加工藝。其中，文獻(xiàn)[39]中強調(diào)，要想達(dá)到纖維對混凝土有效增強的目的，必須使纖維較密集地分布在應(yīng)力大的部位，而且纖維的取向最好是與構(gòu)件的主拉應(yīng)力方向一致。但是，在實際工程中這種理想的纖維分布狀態(tài)無法在材料成分多樣的混凝土中實現(xiàn)，同時受施工成本及攪拌方法等眾多因素的影響，為了充分發(fā)揮纖維的增強作用，力求纖維能在混凝土中均勻分散。根據(jù)文獻(xiàn)[40]推薦聚丙烯纖維混凝土的攪拌方法采用先干拌后濕拌，有助于聚丙烯纖維的均勻分布，避免纖維在攪拌過程中結(jié)團(tuán)，從而使得聚丙烯纖維能夠均勻分布在混凝土中，達(dá)到較好的和易性和坍落度，具體攪拌過程如下：

①先將石子，砂子，水泥投入攪拌機，干拌1min左右；

②攪拌后，再均勻放入聚丙烯纖維，再次干拌1min左右；

③最后加水，濕拌2min左右。

拌合物坍落度試驗

混凝土的工作性能是指新拌的混凝土能夠保持密實，均勻狀態(tài)，不發(fā)生分層離析等現(xiàn)象，主要包括流動性、粘聚性和保水性三個方面的因素。因此，新拌混凝土的工作性能夠直接影響到混凝土的澆筑質(zhì)量，為了保證新拌的混凝土在澆筑，施工過程中順利進(jìn)行，有必要對混凝土的工作性能進(jìn)行測試。其中評價混凝土拌合物的工作性能可通過其坍落度測試或者落桌測試，或者韋伯測試等方法。其中坍落度測試操作簡單，結(jié)果也很明顯，并且適用于現(xiàn)場測試，從而成為最常用的測試混凝土拌合物和易性的方法，本試驗采用坍落度測試方法。 每組混凝土拌合物都是按照國家標(biāo)準(zhǔn)，采用強制式攪拌機攪拌，攪拌均勻后，進(jìn)行新拌混凝土的坍落度測量，測量工具如下圖3.1所示。 

圖 3.1   坍落度測量工具

Fig. 3.1   The test tools of slump

坍落度測試主要儀器

①小鏟、抹刀、鋼尺

②搗棒搗棒為直徑18mm，長600mm的圓棒，端部光滑。

③坍落度筒 坍落度筒是一個薄金屬的圓臺形筒，上小下大，內(nèi)壁光滑，頂面和底面相互平行且與圓臺體中心線相垂直。在筒的2/3高度處有把手，下端（大開口端）有腳踏板。筒的內(nèi)部尺寸為：頂部直徑為 100 2mm；下部直徑為 200 2mm；高度為300 2mm。

④還有一些其他輔助工具，如鐵鏟、木尺等。

試驗步驟

①試驗前將坍落度筒內(nèi)外洗干凈，放在經(jīng)水潤濕的不吸水的平板上，踏緊踏腳板；

②將混凝土分三層裝入筒內(nèi)，每層裝入高度稍大于筒高的1/3，每次用搗棒在每層的橫截面上均勻插搗 25 次。插搗在全部面積上進(jìn)行，插搗底層時插至底部，插搗其他兩層時，應(yīng)插透本層并插入下層約20mm-30mm，當(dāng)頂部插搗完畢后，將搗棒用鋸和滾的動作，清除掉多余的混凝土，用瓦刀抹平筒口，刮凈筒周圍的拌合物，而后就立即垂直地提起坍落度筒，提筒過程在 5s-10s 內(nèi)完成。從開始裝料到提出坍落度筒整個過程應(yīng)在 150s 內(nèi)完成； ③將坍落度筒放在錐體混凝土試樣一邊，筒頂平放木尺，用鋼尺量出木尺底面到試樣頂面的垂直距離，即為混凝土試樣的坍落度，精確至1mm。29 3.2.3  試驗結(jié)果及分析 下表 3.1 給出了不同類型和不同摻量的纖維對新拌纖維混凝土坍落度的影響。其中纖維的物理力學(xué)指標(biāo)同前面表2.1中所示：

表 3.1   混凝土坍落度試驗結(jié)果

Table 3.1   concrete slump test results

將摻加纖維的混凝土試件的坍落度值與素混凝土試件做對比，如圖 3.2所示。

圖 3.2   纖維混凝土與素混凝土坍落度之比

Fig. 3.2   The ratio of slump between fiber concrete and plain concrete

從上表3.1及圖3.2中可以看出，聚丙烯纖維混凝土相對于素混凝土而言，其保水性和粘聚性都有不同程度的提高，纖維的加入在一定程度上可以降低混凝土的坍落度，這說明聚丙烯纖維對混凝土拌合物起到了增稠的效果。由于在水灰比相同的條件下，纖維的表面積需要消耗掉混凝土中一部分水泥漿量，導(dǎo)致粗細(xì)骨料表面積的水泥漿量相對減少，混凝土拌合物的流動性降低，坍落度值減小。同時通過單一纖維與多尺度混摻纖維相對比，發(fā)現(xiàn)不同纖維種類以及多尺度混摻纖維對混凝土的坍落度影響不同，其中單一纖維對坍落度的影響較大。摻入FF4纖維的混凝土的坍落度大大降低，其次是CF2與FF4相混合的A8 拌合物，而A9拌合物中的多尺度混摻纖維反而對混凝土的坍落度影響不大。

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