玄武岩纤维混凝土物理力学性能试验研究

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1、第46卷第13期人民长江Vo1．46．No．132015年7月YangtzeRiverJuly，2015文章编号：1001—4179(2015)13—0078—04玄武岩纤维混凝土物理力学性能试验研究杨锐．王兆2(1．江苏建筑职业技术学院建管学院，江苏徐州221116；2．江苏建筑职业技术学院建工学院，江苏徐州221116)摘要：玄武岩纤维作为一种新型无机纤维材料，将其掺入普通混凝土中可显著提高混凝土的物理力学性能。结合前人研究成果，通过改变玄武岩纤维掺量，对玄武岩纤维混凝土的配合比设计、抗压强度、抗折强度、抗拉强度等力学性能，以及抗冻

2、性。干缩耐久性等进行了试验研究，同时探讨了不同玄武岩纤维混凝土制备工艺对材料性能的影响。相关成果可为玄武岩纤维混凝土的工程应用提供理论依据。关键词：力学性能；配合比；制备工艺；玄武岩纤维中图法分类号：TV431文献标志码：ADoI：10．16232／j．cnki．1001—4179．2015．13．020玄武岩纤维(BF)是以多种玄武岩为原料，经纤维(见图1)，具体性能参数如表1所示；水为清洁1450~(2～1500oC高温熔融后，通过铂铑合金拉丝漏中性可饮用水。板高速拉制而成的连续纤维。玄武岩纤维是纯天然的无机非金属材料，除具有高技术

3、、高强度、高模量的特点外，还具有耐高温和低温性能佳(一269℃～650℃)、耐酸碱、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、防火阻燃、过滤性好、抗压缩强度和剪切强度高等优点，适应于各种环境下使用。玄武岩纤维可承受的强度能达到1000MPa，是普通钢筋的3倍以上，而密度则只有钢材的1／4，并且在700℃高温条件下强度不变。图1玄武岩纤维样品近年来，玄武岩连续纤维在混凝土及砂浆中的应表1玄武岩纤维性能参数用受到了高度重视。与有机纤维相比，玄武岩连续纤维的弹性模量、拉伸强度、耐腐蚀性、化学稳定性、分散性和砂浆、混凝土的亲和性等都具有明显优点，将其掺入混凝土

4、基材中，可阻碍混凝土内部微细裂缝的产生和扩展，从而达到高强度与高韧性的双重目的。1．2配合比设计参照《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD401试验方案—2011)中重级交通等级对混凝土弯拉强度的要求(4．5—5．0MPa)]，设计普通混凝土的配合比如下：1．1试验材料试验所用胶凝材料为P．O42．5普通硅酸盐水泥；水泥340kg／m细骨料为中河砂，细度模数2．7；石子粒径为6～29．5砂610kg／mmm，粒径均匀，无片状，级配连续；纤维为短切玄武岩石1540kg／m收稿日期：2015一O1—21基金项目：住建部科学技术项目(201

5、3k4—39)作者简介：杨锐，女，副教授，硕士，主要从事建筑工程技术教学及研究工作。E—mail：ruiyang88@163．com第13期杨锐，等：玄武岩纤维混凝土物理力学性能试验研究79水153kg／m和动弹性模量下降。本次试验只取玄武岩纤维掺量为水灰比0．452．5kg／m的试件与普通混凝土试件作比较。砂率28％以此配合比为基础设计玄武岩纤维混凝土配合比如表2所示。其中，玄武岩纤维的掺量分别为0，1．5，2．0，2．5，3．0kg／m。。表2玄武岩纤维混凝土配合比水泥／砂／石子／水／水灰比／纤维／外加剂／砂率／(一)(kg'm-3

6、)(一)(kg．m-3)(kg'm-3)(kg．m-3)(一％An340610l540l530．4502．928Al34061015401530．451．52．928A234061015401530．452．O2．928图3纤维掺量与抗拉、抗折强度关系A33406l01540l530．452．52．9283．1试验方法A43406101540l530．453．02928参照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTGE30—2005)的标准，采用快冻法进行试验，试块2力学性能试验结果及分析尺寸为100mmX100mmX400mm。采用G

7、B／T50081—2002中的方法进行普通混凝一次冻融循环应在2～4h内完成，每隔25次循土力学性能试验，抗压、抗拉强度测试时采用150mm环测试一次动弹模，其中，用于融化的时间不得少于整×150mm×150mm的试块，抗折强度测试时采用150个冻融时间的1／4，在冻结和融化终了时，试件的温度mm×150mmX550mm的试块。采用强制式搅拌机应分别控制在一17℃±2~C和8℃±2'E之间。如遇到搅拌，加入模具后用振动棒振动密实，24h后拆模，拆图4所示的任一情况，立即停止试验。模后立即搬人养护池养护。通过试验得到玄武岩纤维混凝土力学性

8、能结果如表3和图2，3所示。表3玄武岩纤维混凝土力学性能试验结果图4停止冻融试验的3种情况3．2试验结果与分析经测试，每隔25次冻融循环的相对动弹性模量及质量损失率如表4、图5所示。表428d龄期抗冻融试验