新疆西建青松建设有限责任公司 库尔勒 841000
摘要：本文研究了在混凝土中掺入不同量的矿物掺和料和聚丙烯纤维对混凝土抗裂性能的影响，从而确定了在满足设计抗压强度要求前提下获得最佳抗裂性能时矿物掺和料及聚丙烯纤维的掺量。结果表明：在混凝土中掺入矿物掺和料与聚丙烯纤维都不同程度的增强了混凝土抗裂性能，矿粉、粉煤灰与聚丙烯纤维三者复掺时，混凝土抗裂性能最优。且确定了粉煤灰、矿粉单掺掺量范围分别为20%~40%、20~30%，二者复掺（FK）时掺量范围为40%~50%，聚丙烯掺量范围为0.8~1.0kg/m3。
关键词：混凝土；抗裂性能；矿物掺和料；聚丙烯纤维
引言
混凝土强度一直是人们关心和追求的最主要性能指标，但后来发现混凝土工程遭受破坏不是因为强度不足，而是耐久性不够而造成。粉煤灰、矿粉及各种纤维作为当前改善混凝土耐久性日益重要的原材料，对混凝土的增强增韧效果已得到大量试验和工程实践的证实[1-2]。但在实际使用过程中还存在较多问题[3-5]，并且使用矿物掺和料与外加剂不恰当反而会增加混凝土的收缩，使混凝土出现裂缝[6]。本文着重研究了在混凝土中掺入不同量的矿物掺和料和聚丙烯纤维对混凝土抗裂的影响，从而确定了在满足设计抗压强度要求前提下获得最佳抗裂性能时矿物掺和料及聚丙烯纤维的掺量，以期为以后混凝土的抗渗防裂工作提供一定参考。
1 试验材料及试验方法
1.1试验原材料
水泥：P.O42.5级水泥，各项力学性能复合标准要求。
矿粉：巴州西海矿微粉有限公司生产的S75级矿粉。
粉煤灰：巴州美克电厂生产的2级粉煤灰。
聚丙烯纤维：江苏苏博特生产的束装单丝聚丙烯纤维，其主要性能见表1。
矿粉和粉煤灰复掺时，将体现“复合超叠效应”[7]。图3为二元复掺对混凝土早期开裂性能的影响，可以看出，矿粉和粉煤灰2：3符合取代50%的水泥的S6号配合比抗裂性能最佳，与纯水泥配合比相比，裂缝宽度降低了44%，裂缝出现的时间提高了45%。
另外，从图中可以看出，二者复掺总掺量由30%增加到40%后，混凝土开裂时间最大增幅为18%；裂缝宽度最大降幅为33%。总掺量40%与50%差别不大。可见复合掺量在40%~50%范围内，抗裂性能最佳。
2.3矿物掺和料复掺聚丙烯纤维对混凝土开裂性能的影响
在混凝土中掺入聚丙烯纤维对混凝土抗裂性能的影响见图4。掺量由0.6~1.2kg/m3，试件出现裂缝的时间逐渐增加，而裂缝的最大宽度却逐渐减小。与S8号配合比相比，掺0.6kg/m3纤维的试件裂缝最大宽度降低了7.1%，而掺0.8、1.0、1.2kg/m3纤维的试件最大裂缝宽度分别降低了28.6%、42.9%。掺量超过1.0kg/m3时，试件的裂缝最大宽度未明显减小。根据本实验结果，混凝土中的聚丙烯纤维最佳掺量宜选择0.8~1.0kg/m3。
3 结论
矿物掺和料可以提高混凝土的抗裂性能。单掺粉煤灰掺量在20%~40%、矿粉掺量在20%~30%范围内，混凝土抗裂性能最佳；矿粉与粉煤灰复掺时，二者具有较好的复合效应，且掺量在40%~50%范围内，抗裂性能最佳。
混凝土中掺入聚丙烯纤维可以提高混凝土的抗裂性能，在掺量较低（0.6kg/m3）时，混凝土抗裂性能没有得到明显改善；随着纤维掺量的提高（0.8~1.0kg/m3），试件裂缝出现的时间大幅增加，裂缝宽度也大幅减小，混凝土的抗裂性能得到显著提高；掺量超过1.0kg/m3时，试件的裂缝宽度未明显减小。混凝土中的聚丙烯纤维最佳掺量宜选择0.8~1.0kg/m3。
参考文献
[1]刘斯凤，秦鸿根，庞超明.地铁混凝土的抗裂防渗性能研究[J].三峡大学学报，2006，28（1）：48-51.
[2]薛会青，邓宗才，李建辉.PVA纤维水泥基复合材料的抗拉性能及韧性研究[J].郑州大学学报（工学版），2009，30（1）：92-95.
[3]覃维祖.我国混凝土外加剂的发展及存在问题[J]. 施工技术，2009，38（4）：7-10.
[4]陈建毅，胡明玉，肖烨，等.复杂环境下矿物掺和料混凝土的耐久性研究[J].硅酸盐通报，2013，30（3）：639-644.
[5]李林香，谢永江.混凝土的收缩及防裂措施概述[J]. 混凝土，2011，（4）：113-117.
[6]Li S L，Wang Y L，Zhang H L，et al.Microstructure evolution and impact fracture behaviors of Z3CN20- 09M stainless steels after long-thermal aging［J］.Journal of Nuclear Materials，2013，433（1- 3）：41- 48.
[7]管宗甫，李晓颖，李世华，陈湘湘，王云浩.矿物掺和料和聚丙烯纤维对混凝土塑性收缩开裂的影响[J].硅酸盐通报，2013，32（5）：3-3.
作者简介：凡尚玉，男，1988年10月生，助理工程师，主要从事混凝土相关产品的开发与研究。
论文作者:凡尚玉,董新春,邓勇,朱豫石
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/24
标签：混凝土论文; 性能论文; 矿物论文; 裂缝论文; 聚丙烯纤维论文; 宽度论文; 粉煤灰论文; 《建筑学研究前沿》2017年第19期论文;