钢纤维掺量对水养RPC力学性能的影响研究论文_侯倩倩,高红

(山东协和学院,山东济南 250107)

摘要:活性粉末混凝土因其超高的抗压强度、耐久性得到了广泛应用,但直到2015年11月才有规范实施,本文参照规范,研究了钢纤维掺量、养护方法的变化对RPC抗压强度的影响,以及钢纤维掺量对尺寸效应的影响。

关键词:活性粉末混凝土;钢纤维;常温水养护

1试验

1.1原材料

水泥:章丘华明水泥厂,普通硅酸盐水泥,P.O42.5;硅灰:容重1800-1900kg/m3,平均粒径0.5-1,比表面积≥15000m2/kg,Sio2含量≥96%;钢纤维:永康市如可金属制品厂,抗拉强度2850-3000MPa,长度13±1mm;减水剂:聚羧酸减水剂,固含量≥93%;粉煤灰:Sio2含量≥58%;比表面积≥340m2/kg;细砂:济南本地生产的河砂

1.2配合比设计

与传统混凝土相比,活性粉末混凝土掺加多种活性材料,提高了混凝土的活性,减少混凝土内部的空隙,提高混凝土的强度和耐久性,本实验以钢纤维掺量为变量,体积掺量为1%-4%,其他各组成材料皆以每立方混凝土中各材料的质量。

表1 试验配合比

1.3试件设计、制备与养护

1.3.1试件设计

本试验选用边长为70.7、100、150mm的立方体试件,根据配合比共浇筑5组试件,每组均采用3类不同尺寸的试件,且每种尺寸的试件各3块。

1.3.2试件制备

根据配合比将称量好的水泥、硅灰、粉煤灰、细砂倒入混凝土搅拌机内,干拌3min,分三次加入钢纤维,干拌4min,使干料搅拌均匀。分两次加水湿拌,先将溶有高效减水剂的水80%加入到搅拌机中,搅拌7min;再加剩余的20%的用水量,搅拌7min。将搅拌好的拌合物注入试模内,然后放置在震动台上振动1min。

1.3.3试块养护

试块成型后,在(20±2)℃的标准养护箱内养护24h,拆模后进行常温水养。

1.4试验方法

活性粉末混凝土的力学性能你试验符合GB/T50081的规定,抗压强度的试验应采用100mm×100mm×100mm,加载速率应为1.2Mpa/s-1.4Mpa/s,抗压强度试验值均不应乘以尺寸换算系数。

2实验结果与分析

(1)钢纤维掺量对RPC试块破坏状态的影响

图1 不同钢纤维掺量下试块破坏形态

如图所示,未掺加钢纤维的试块最终破坏状态,出现角锥面脆性破坏, 混凝土碎片四处剥落。而掺有钢纤维的RPC立方体试件,在加载过程中,会听到试件内部清脆的撕裂声,试件破坏后,试件加载两侧会出现大致平行的竖向裂缝,同时试件表面有部分剥皮现象,随着钢纤维掺量的增加,破坏时整体性越来越好。

(2)钢纤维掺量对抗压强度、尺寸效应的影响

图2 不同钢纤维掺量、不同试件尺寸RPC立方体抗压强度

由图2可以看出,钢纤维掺量在2%左右时,RPC强度最高,在钢纤维掺量为1%时比未掺加钢纤维时抗压强度平均提高13.5%;在钢纤维掺量为2%时比未掺加钢纤维时抗压强度平均提高20.1%;在钢纤维掺量为3%时比未掺加钢纤维时抗压强度平均提高11.1%;在钢纤维掺量为4%时比未掺加钢纤维时抗压强度平均提高15.5%.

从图2还可以看出,RPC立方体抗压强度随着尺寸的增大而减小。未掺加钢纤维时,70.7mm和150mm立方体抗压强度与100mm抗压强度的比值分别是1.02和0.94;钢纤维掺量为1%时,70.7mm和150mm立方体抗压强度与100mm抗压强度的比值分别是1.07和0.95;钢纤维掺量为1%时,70.7mm和150mm立方体抗压强度与100mm抗压强度的比值分别是1.07和0.95;钢纤维掺量为2%时,70.7mm和150mm立方体抗压强度与100mm抗压强度的比值分别是1.13和0.98;钢纤维掺量为3%时,70.7mm和150mm立方体抗压强度与100mm抗压强度的比值分别是1.09和0.95;钢纤维掺量为4%时,70.7mm和150mm立方体抗压强度与100mm抗压强度的比值分别是1.08和0.95。

3结论

从实验数据可以看出,掺加钢纤维对RPC抗压强度有一定程度的提高,钢纤维掺量在2%左右时,RPC强度最高,本文采用中砂,试件在(20±2)℃的标准养护箱内养护24h,拆模后进行常温水养,与规范采用的石英砂、蒸汽蒸压养护方法相比,强度降低显著。

参考文献:

[1]马恺泽,阙昂,刘超.钢纤维掺量对活性粉末混凝土力学性能影响研究[J],混凝土,2016.03

[2]郑文忠,吕雪源.活性粉末混凝土研究进展[J],建筑结构学报,2015.10

[3]钱红岗,焦楚杰,赖俊.活性粉末混凝土的配合比设计及试验验证[J],混凝土,2016.05

[4]活性粉末混凝土的(GB-T31387-2015)[S]

论文作者:侯倩倩,高红

论文发表刊物:《知识-力量》2018年1月上

论文发表时间:2018/4/11

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