干湿循环条件下玄武岩纤维混凝土力学性能研究

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1、材料应用干湿循环条件下玄武岩纤维混凝土力学性能研究高红朱辉侯倩倩(山东协和学院建筑工程学院，山东济南250107)摘要：在干湿循环条件下，通过玄武岩纤维混凝土和普通混凝土进行对比试验，分析了二者的抗压强度、抗压强度耐蚀系数和质量损失率的变化情况，结果表明掺加玄武岩纤雏能有效提高混凝土的抗压强度和抗压强度耐蚀系数。由于玄武岩纤维具有经济绿色的优点?可以通过推广，广泛应用于干湿交替的海洋环境中，实现社会与经济效益。关键词：干湿循环i玄武岩纤维；抗压强度；抗压强度耐蚀系数；质量损失率中图分类号：TU528．572文献标i5i：码：A文章编号：1674

2、--3024(2016)22_-0001-_04引言自从混凝±问世以来，其一直承担着极其重要的角色。随着混凝土技术的不断发展和进步，纤维混凝土凭借其在抗压强度和耐久性上的优势，得到了建筑行业的广泛应用。其中，玄武岩纤维混凝土就是一种典型代表。混凝土是一种多相复合材料、各组成材料性质差异、并且受施工养护影响，混凝土内不可避免的存在微裂缝。这些裂缝的存在，降低了混凝土强度，也是混凝土呈脆性破坏的主要原因。加入掺合料和化学外加剂，提高混凝土的密实性和强度，是制备高性能混凝土的主要途径。但是，它们的抗拉强度与抗压强度之比仅为6％，存在拉压比低、韧性差与

3、收缩大等缺点。并且随着强度的提高，混凝土脆性表现的愈明显。减少收缩、提高韧性成为了目前混凝土研究的焦点之一。纤维具有抑制混凝土收缩，提高混凝土抗拉强度，增加混凝土韧性的作用，有望解决高强高性能混凝土中出现的拉压比低、韧性差和收缩大的问题。同时，也能够适应现有施工水平和设备条件。纤维增强混凝土作为一种复杂的增强复合材料，具有较高的强度和优越的变形能力，有广泛面重要的工程应用背景，特别是军事防护工程领域。玄武岩纤维是一种新的混凝土增强材料，由纯天然的火山岩(含玄武岩)矿石经高温熔融、拉丝而成，是典型的硅酸盐纤维，具有天然的相容性和优越的力学性能。国

4、外对玄武岩纤维增强水泥基复合材料研究得比较深人，DylmarPenteadoDias等研究了玄武岩纤维掺量对玄武岩纤维增强无机聚合物水泥混凝土断裂韧度的影响，并将其与玄武岩纤维增强硅酸盐水泥混凝土(BasaltfiberreinforcedCOnel'ete，简称BFRC)的试验结果进行对比，结果表明，玄武岩纤维增强无机聚合物水泥混凝土具有更加优越的断裂性能。值得注意的是，当玄武岩纤维的体积掺量为l％时，玄武岩纤纬增强硅酸盐水泥混凝土的准静态抗压强度、劈裂抗拉强度，较素混凝土分别降低了26．4％、12％。Zielinski等室内测试了玄武岩纤维

5、增强水泥砂浆28天的物理、力学性能，并给出了纤维的最佳掺量。然而，国内在此方面的研究才刚刚起步。“玄武岩纤维是玄武岩在1450℃一1500℃的温度下经熔断后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。纯天然的玄武岩纤维呈现褐色，并且带有金属光泽，玄武岩纤维是一种无机环保绿色高性能材料。它除了具有稳定性好、电绝缘性、抗腐蚀性的优点外，还具有生产工艺产生的废弃物少，对环境污染小，产品可直接转入生态环境中，无任何危害的优点。”除此以外，我国玄武岩的储量丰富，主要分布在福建福鼎市白琳大嶂山、河南洛阳市蔡店乡、山东沂水圈里乡和安徽明光市等，广泛的玄武岩

6、来源也为玄武岩纤维在价格上奠定了一定的优势。玄武岩纤维作为我国重点发展的四大纤维之一，已经在我国实现了工业化生产，其在建筑行业、汽车行业、高温过滤织物和隔热材料等领域得到了广泛的应用。玄武岩纤维主要技术指标如表1所示。表1玄武岩纤维主要技术指标使用温度(℃)-269～650热物理性能粘结温度(℃)1050导热系数(W／m．K)0．03～0．038密度(k咖3)2630～2650物理性能弹性模量(Ire／ram2)Io000～11000拉伸强度(MPa)3000：：-'4840玄武岩纤维混凝土是在混凝土中加入一定量的玄武岩纤维，能够提高混凝土的粘

7、聚性和稳定性，同时提高混凝土的抗冲击能力，降低其脆性，还可以改善混凝土的抗渗能力、抗冻融能力和抗收缩能力，有利于提高混凝土的耐久性，延长混凝土的使用寿命。虽然掺入玄武岩纤维后使混凝土的成本有所增加，但考虑到掺人纤维后的混凝土使用性能的改善，使用寿命延长，综合成本下降。对于存在于海水周期性浸湿环境中的混凝土，由于干湿交替，受到海水中氯离子渗透、硫酸盐的侵蚀和阳光、海水协同作用致盐分积累引起钢筋腐蚀导致结构破坏严重，从而造成维修费用大大增加的现象。因此，如何提高干湿交替环境下混凝土力学性能和耐久性能成为迫切需要解决的问题。本文主要通过试验，通过对处

8、于干湿交替环境中的普通混凝土和纤维混凝土进行对比，对玄武岩纤维混凝土的力学性能进行研究。1试验设计1．1试验原材料本试验的原材料选用P．042．5普通