聚丙烯纤维对再生混凝土拉伸力学性能的影响.pdf

2 0 1 2年第 1 0期 1 0月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA C0NCRET E AND CEMENT PR0DUC 2 01 2 No ． 1 0 0c t o b e r 聚丙烯纤维对再生混凝土拉伸力学性能的影响 秦荷成 ( 广西建设职业技术学院， 南宁5 3 0 0 0 3 ) 摘要 ： 通过 聚丙烯纤 维再 生混凝土单轴拉伸 力学性 能试验 ， 分析研 究了聚丙烯纤维对再 生混凝土拉伸 力学 性能的影响。结果表 明， 掺 一定量 的聚 丙烯纤 维对再 生混凝 土的抗拉性 、 抗裂性有很 大的提 高， 可解决再 生混凝 土 拉伸力学性 能低等影响工程应用的问题 。 关 键 词 ： 聚 丙烯 纤 维 ； 再 生 混 凝 土 ； 抗 拉 强 度 Ab s t r a c t ：T h r o u g h t h e u n i a x i a l t e n s i l e me c h a n i c a l p r o p e r t i e s t e s t o f r e c y c l e d p o l y p r o p y l e n e fi b e r c o n c r e t e ，t h e e ff e c t s o f p o l y p r o p y l e n e fi b e r o n t h e t e n s i l e me c h a n i c a l p r o p e rti e s o f r e c y c l e d c o n c r e t e a r e a n a l y z e d a n d s t u d i e d ．T h e r e s u l t s s h o w t h a t a d d i n g a c e r t a i n a mo u n t o f p o l y p r o p y l e n e fi b e r c a n g r e a t l y i mp r o v e t h e t e n s i l e a n d fi s s u r e r e s i s t a n c e o f r e c y c l e d c o n c r e t e ， wh i c h c a n s o l v e t h e p r o b l e ms s u c h a s l o w e r t e n s i l e me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f r e c y c l e d c o n c r e t e ． Ke y wo r d s ：P o l y p r o p y l e n e f i b e r ； Re c y c l e d c o n c r e t e ； T e n s i l e s t r e n g t h 中图 分 类 号 ： TU5 2 8 ． 0 4 2 文献 标 识 码 ： A 文 章 编 号 ： 1 0 0 0 — 4 6 3 7( 2 01 2) 1 0 - 7 6 - 0 2 0前 言 在工程中应用废弃混凝土再生骨料 ， 不仅可以 节省很大一笔垃圾清运及处理费用 ， 同时还可减轻 对环境的二次污染 - 2 ] 。但是 ， 再生混凝土骨料的强 度较天然 骨料低 ， 特别是其拉伸力学性能往往不能 满足 工程 的需要 。 目前 ， 纤维在混凝土中的应用越来越受到人们 的关注 ， 但聚丙烯纤维在再生混凝土中的应用还不 是很普遍 ， 也少有这方面的研究与报道 。聚丙烯纤 维用于再生混凝土 中有几个重要 的力学性能指标 需要研究 ， 即抗拉强度 、 极 限拉应变 、 最 大裂缝宽 度。以往的研究基本上是采用劈裂强度来代替轴心 拉伸强度 ， 但是劈拉试验反映出来 的混凝土抗裂性 并不是很准确p 卅。笔者认为 ， 采用直接拉伸试验 的 方法能更准确地反映聚丙烯纤 维对再生混凝 土拉 伸力学性能的影响 ， 故对此进行了试验研究。 1 试验 方 法及过 程 试验所采用的设备装置如图 1 所示，拉伸试件 一 7 6一 ⋯ 位移传感器[； ] 图 1 纤维再生混凝土轴心拉伸试 验装 置 尺 寸为 1 0 0 m mx 1 0 0 mm x 4 0 0 m m。所用 试验 机型 号为 I N S T R 0 8 5 0 0 2 ， 该机最 大加 载量 为 3 0 0 0 k N [ ~ 。 1 ． 1 试 验步 骤 ( 1 ) 将试验用原材料 ( 水泥 、 聚丙烯纤维 、 砂 、 再 生骨料等 ) 放人搅拌机 内边加水边搅拌 ， 直 至搅拌 均 匀 。 ( 2 ) 成 型 l O O m mx l O O m mx 4 O O m m 试 件 ， 2 4 h后 拆模 ， 拆模后将试件放入标准养护室进行养护 。 ( 3 ) 养护 4 8 h后 ， 将试 件的两个 端部用切石机 切掉约 3 5 ra m， 再放入标准养室继续养护。需要注意 的是 ， 切割试件 时速度不能太快 ， 以免对试件造成 损伤 。 ( 4 ) 试 件继续养 护 2 4 h后取 出， 待表面完全干 燥后 ， 将两端用磨石机磨光 ， 并擦拭干净 ， 然后把试 件 粘结在 试验 机 的钢板上 。试验 组 号及对 应 的聚丙 烯纤维掺量如表 1所示。 表 1 试件编号 及对应 的聚丙烯纤维掺量 组号 纤维掺量／ ( k g ／ m ) 0 0． 6 O． 9 1 ． 2 ( 5 ) 按照恒位移控制进行加载 试件 的四周分 别安置 4个变形引伸仪 ； 用计算机进行数据采集及 加载控制 ， 加载速率为 2 tx s ／ m i n 。 加载过程中注意观 察裂缝的发生与扩展情况[6 - 7 ] 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 秦荷成 聚丙烯纤维对再生混凝土拉伸力学性能的影响 2试 验结 果与 分析 表 2为聚丙烯纤维再生混凝土试件拉伸试验 结果。 由表 2的试 验结 果 可 以看 出 ， 在 一 定 的掺 量 范 围 内， 随着聚丙烯纤维掺量的增加 ， 再生混凝土试 件 的抗 拉强 度 同时增 长 ， 同 时也会 增 加 其 临界 断 裂 时的最大裂缝宽度。 表 2 纤 维再 生混凝土拉伸试验结果 为 了便 于分析 ， 对表 2所得试验数据 ， 即掺加 聚丙烯纤维试件与未掺聚丙烯纤维试件 的试 验数 据进 行 了 比较 ， 比较 结果见 表 3及 图 2和图 3 。 表 3 纤维再生混凝土拉伸力学性能指标与 普通再生混凝 土的比较 丑 骥 迥 蟊 ：： 乏 0 ． O 聚丙烯纤维掺量／ ( k g ／ m ) U U ． 6 0 ． 9 1 ． 2 聚丙烯纤维掺 量／ ( k g ／ m ) 图 2 不 同纤维掺量再生混凝土的拉 伸力学性 能指标 由表 3及 图 2 、 图 3可 以 明显 看 出 ， 当聚丙 烯 纤 维掺量为 0 ． 6 k g ／ m 时， 再生骨料混凝土试件临界断 裂时的最大裂缝宽度提高了3 5 ％；当聚丙烯纤维掺 量为 0 ． 9 k g ／ m 时 ， 提高约 4 4 ％； 当聚丙烯纤维掺量 堡 1 1 4 2 褂1 0 錾 ： 骥4 霎 。 2 槲 j Ⅱ 叵 + < Ⅲ 瞄 0 0 ． 6 0 ． 9 1 ．2 聚丙烯纤维掺~／ ( k g ／ m ) 0 0 ． 6 0 ．9 1 ．2 聚丙烯纤维掺量／ ( k g ／ m ) 图 3不同纤维 掺量再生混凝 土拉伸力学性能指标提高率 为 1 ． 2 k g ／ m 。 时 ， 提高约 4 9 ％ 。 3结论 ( 1 ) 在一 定 的掺量 范 围内 ， 再 生混凝 土 的抗拉 强 度 随着聚丙烯纤维掺量的增加而增大。本试验条件 下， 聚丙烯纤维掺量为 1 ． 2 k g ／ m 时 ， 再生混凝土试件 的抗拉强度提高了大约 1 3 ％。 ( 2 ) 掺入聚丙烯纤维后 ， 再生混凝土临界断裂时 最大裂缝宽度 比不掺纤维的再生混凝土大。本试验 条件下 ，当聚丙烯纤维 掺量为 1 ． 2 k g ／ m 时， 再生混 凝土试件的最大裂缝宽度可以提高 4 9 ％。 参 考 文 献 ： 【 1 ] 任 庆旺， 邱茂智， 薛梅， 等． 再 生混 凝土 的研 究现状 及其 基 本性能l J 1． 建筑技术开发 ， 2 0 0 5 ， 3 2 ( 2 ) ： 4 4 — 4 6 ． [ 2 ] 徐卓 ， 龙帮云． 开发利用再生混凝土走 可持续 发展的道路 【 J J ． 中外建筑 ， 2 0 0 4 ( 2 ) ： 1 9 7 — 1 9 9 ． [ 3 】 刘 数华 ， 冷发 光． 再 生混凝土技 术[ M】 ． 北京 ： 中国建材 工 业 出版社 ， 2 0 0 7 ． [ 4 ] 田洪臣 ， 段绪胜 ， 王福忠 ， 等． 建筑垃圾 的综合应用[ J ] ． 山东 农业大学学报： 自然科学版 ， 2 0 0 6 ， 3 7 ( 1 ) ： 1 0 9 — 1 1 2 [ 5 】 傅春松． 聚丙 烯纤 维对现浇混凝 土楼板 非荷载裂缝 影响 的试验研究[ D I ． 南宁 ： 广西 大学硕士学位论文， 2 0 0 6 ． [ 6 】 李学英 ． 改性 聚丙烯纤 维混凝 土的性能研究 【 D ] ． 哈尔滨 ： 哈尔滨工业大学硕士学位论文， 2 0 0 3 ． 【 7 ] 王立伍． 聚丙烯纤维对混凝 土性 能的影响和工程应 用【 C ] ． 全 国第七届 纤维水 泥与纤维 混凝土学 术会议论 文集． 北 京： 中国铁 道出版社 ， 1 9 9 8 ． 收 稿 日期 ： 2 0 1 2 —0 8 — 2 4 作者简介 ： 秦荷成 ( 1 9 8 2 一 ) ， 男 ， 硕士 、 讲师 。 通讯地址 ： 广西建设职业技术学院管理工程系 联 系 电话 ： 1 5 9 7 7 4 6 6 5 2 6 E— ma i l ： q h c h e n g 2 0 0 0@ 1 6 3 ． c o m 一 7 7一 ∞ 如 ∞ ∞ ∞ m 0 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m