玄武岩纤维贫混凝土力学性能研究

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1、第34卷第1期华北水利水电学院学报Vo1．34No．12013年2月JournalofNoahChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPowerFeb．2013DOI：10．3969／j．issn．1002—5634．2013．O1．009玄武岩纤维贫混凝土力学性能研究刘朝晖，何春燕，孙潇潇，李本鹏(1．长沙理工大学，湖南长沙410076；2．广东交通实业投资有限公司，广东广州510100)摘要：从贫混凝土基层的复合式路面的使用状况来看，反射裂缝的问题比较突出．玄武岩纤维贫混凝土是一种能有效减弱或者避免

2、贫混凝土产生反射裂缝的新型混合料．通过一系列室内试验，对玄武岩纤维贫混凝土的抗压强度、抗弯拉强度、抗冲击能力以及静力抗压弹性模量等力学性能进行了系统研究．得出玄武岩纤维最佳掺量为混合料总质量的2．0％0，最佳掺量范围为3—6ks／m．掺入玄武岩纤维后，能大幅提高贫混凝土的早期抗压、抗弯拉强度，且28d龄期的纤维贫混凝抗压强度和抗弯拉强度也较一般贫混凝土提高了20％以上；可使贫混凝土具有良好的抗冲击性能，较普通贫混凝土提高了近1／3倍；可提高贫混凝土材料的静力抗压弹性模量，但提升幅度不大．关键词：纤维贫混凝土；玄武岩纤维；力学性能；设计参数中图分类号：U414

3、。l8文献标识码：A文章编号：1002—5634(2013)Ol一0037—04近年来，随着重车比例增大和车辆超载现象增延缓或者避免贫混凝土的反射裂缝，由此形成了一多，我国相当一部分新建路面发生了不同程度的早种新型混合材料——玄武岩纤维贫混凝土．玄武岩期损坏．在许多重载、超载严重路段，路面远远达不纤维贫混凝土是将玄武岩纤维均匀地分散于贫混凝到应有的设计年限．而高等级公路路面基层设计是土中，通过分散的玄武岩纤维减少动态荷载作用在否得当，往往对整个路面结构功能的发挥起着关键贫混凝土上引起的应力集中，增强贫混凝土材料的作用．在重载交通情况下，基层材料的强度、刚度及

4、抗拉强度和抗裂性，减小温差变化时结构的收缩变水稳性应较一般交通情况的高，且要有较高的抗疲形量，从而减少反射裂缝的产生．劳破坏能力．为了应对这种基层特性需求，目前我国玄武岩纤维沥青混凝土具有较高的抗拉与抗弯公路逐渐推广采用贫混凝土基层．贫混凝土(Lean极限强度，目前已经在沥青路面、桥面铺装工程中有Concrete，LC)与传统的水泥稳定碎石、二灰碎石等着成功的运用．但是对于玄武岩纤维贫混凝土基层常用半刚性材料相比，具有更高的强度、刚度和整体这种新型基层混合料的研究尚处于初步阶段．笔者性，抗冲刷和抗冻性能良好⋯．但是贫混凝土具有就玄武岩纤维贫混凝土的力学性质进

5、行了研究．一般水泥混凝土的共有特性，在温度和荷载作用下，1原材料及配合比设计容易产生反射裂缝，造成路面结构的早期损坏．玄武岩纤维(BasaltFiber，BF)由纯天然玄武岩1．1原材料矿石经1450～1500℃高温熔融后，通过铂锗合金采用普通硅酸盐32．5(R)水泥，其细度、稠度、拉丝漏板制成，具有断裂强度高、弹性模量高、伸凝固时间和体积安定性等指标均符合国家标准要长率低、耐高温(>880oC)、耐低温(<一200℃)、求．粗集料为5～25mm粒径范围的连续级配碎石，热传导系数低(隔热)、抗腐蚀、吸湿性低、重量轻等其压碎值、针片状含量及密度均满足规范要求．

6、细集优异性能和优良的加工性能，属于一种全新的材料．料采用当地河砂，含泥量符合规范要求，为中粗砂．将短切玄武岩纤维掺配到贫混凝土中，可以有效地外加剂采用TQN聚羧酸高性能缓凝减水剂．短切玄收稿日期：2012—08—30基金项目：国家自然科学基金项目(51178062，51038002)；交通部应用基础研究项目(2011319825040)．作者简介：刘朝晖(1968一)，男，湖南隆回人，教授，博士，主要从事路基路面工程、道路新材料、道路环境工程等方面的研究38华北水利水电学院学报2012年2月武岩纤维为浙江石金玄武岩纤维有限公司生产的玄工作性、强度、耐久性等技

7、术要求的前提下，经济合武岩短切纤维(BFCS．17．264—20．W)，其各项性能指理地确定拌合料各组分的用量比例关系．设计强标见表1．度标准值满足《水泥混凝土路面施工技术规范》(JTGF30-2003)中的要求．参照贫混凝土基层设表1玄武岩纤维的主要性能指标计强度标准值，设定玄武岩纤维混凝土设计抗压强度为=10MPa，设计抗弯拉强度为=2MPa．经过试验试配，确定了玄武岩纤维贫混凝土的配合比，见表2．其中玄武岩纤维是按混合料质量百分率1．2配合比设计进行掺配，减水剂掺量为1％(相对水泥而言)．混凝土配合比设计的首要任务是在满足混凝土表2水灰比为0．95的混

8、凝土配合比kg／m2试验结果与分析2JTGE30-2