地铁管片用玄武岩纤维增强水泥混凝土性能试验研究-论文.pdf

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1、铁道建筑2014年第5期RailwayEngineering157文章编号：1003—1995(2014)05—0l57—05地铁管片用玄武岩纤维增强水泥混凝土性能试验研究徐源，瞿家宝，陈阳利，顾兴宇(1．南京地铁建设有限责任公司，江苏南京210008；2．东南大学交通学院，江苏南京210096)摘要：为了研制高性能地铁管片，对两组不同长度的短切玄武岩纤维水泥混凝土、一组聚丙烯纤维水泥混凝土及一组普通混凝土性能进行了试验对比研究。结果表明：玄武岩纤维掺入混凝土中后，对抗拉和抗折强度影响不大；显著地提高

2、了水泥混凝土的抗冲击、韧性、抗冻性能，水泥混凝土的干缩性能提高不显著，掺入体积率0．1％玄武岩纤维后混凝土疲劳寿命增加了3倍，冲击韧性增加了3倍，玄武岩纤维强化了混凝土材料的动态强度；玄武岩纤维的增强性能比聚丙烯纤维高，由于纤维分布形态不同长型(30mm)玄武岩纤维的增强性能不及短型(18mm)玄武岩纤维。玄武岩纤维作为一种新的加强纤维，增强水泥混凝土的性能尚需实际工程中应用进一步验证。关键词：玄武岩纤维纤维混凝土管片水泥混凝土性能试验中图分类号：TU525文献标识码：BDOI：10．3969／j．i

3、ssn．1003—1995．2014．05．46随着城市交通运输需求量的日益增长，我国许多混凝土管片技术。玄武岩纤维是一种新型材料，具大城市开始兴建地下铁道，越来越多的盾构区间使用有天然的与混凝土的相容性、抗拉强度高、耐腐蚀、耐钢筋混凝土管片。如北京、上海、广州、南京等地铁部高温、抗裂性能好、性价比高等优点，是其他材料的良分区间都采用盾构隧道管片。好替代品。作为新型高性能混凝土材料，玄武岩纤目前采用的盾构管片以钢筋混凝土管片为主，随维水泥混凝土的性能须进行试验验证，探讨材料性能着工程应用的增多，混凝土

4、材料的脆性也让其缺陷逐的优势与不足。渐暴露出来。钢筋混凝土管片在运输和安装过程中边1原材料配比缘容易破损和产生裂缝，特别是箱型管片，在盾构千斤顶的作用下容易顶裂⋯，发生渗漏和腐蚀现象，对隧1．1原材料道结构的安全性和耐久性产生不利影响。这就要求管胶凝剂：南京青龙牌P．042．5R普通硅酸盐水泥，片有足够好的韧性、抗冲击性、抗渗性、耐腐蚀性等性物理力学指标符合规范要求。能，这些都是盾构法施工中较棘手但又必须解决的细集料：I级河沙，细度模数3．2。问题。粗集料：I级石灰岩碎石，5～25mm连续级配。将纤维

5、掺入水泥混凝土，可以改善其力学性能和减水剂：萘系高效减水剂。脆性破坏特性，达到减少原生裂缝，提高混凝土的力学水：饮用自来水。强度、韧性及抗冲击性能的效果¨。近年来，纤维混纤维：为对比研究水泥混凝土复掺玄武岩纤维后凝土管片在地铁管片工程中已经进入实质性的试验研的增强性能，选用了18mm和30mm两种长度的短切究阶段，如上海M6地铁线建设了50rn的钢纤维混凝玄武岩纤维，并选取短切聚丙烯纤维作为对比。纤维土管片试验段，北京地铁10号线已尝试应用混杂纤维主要物理参数与性能指标见表1。表1纤维的物理参数与性能

6、指标1．2水泥混凝土配合比(表2)收稿日期：2013-O6-09；修回日期：2013-08．18基金项目：国家自然科学基金资助项目(51108082)由于聚丙烯纤维的常用体积率为0．1％C4]，且玄作者简介：徐源(1975一)，女，浙江德兴人。高级工程师，硕士。武岩纤维增强水泥混凝土在该纤维体积率下的增l58铁道建筑表2水泥混凝土配合比kg／m强效果明显，故玄武岩纤维增强水泥混凝土采用相同定为对应应力水平乘以极限荷载，最低荷载为10％极的体积率(0．1％)。室内试验各组混凝土的实测坍落限荷载，荷载波形

7、为正弦波，频率10Hz，试验采用度分别为40，45，45，30mm，表观质量满足要求。MTS试验机。其他试验均按照前述两个规范相关标1．3试件成型准进行。普通混凝土试件按照国家标准《普通混凝土力学3试验结果及分析性能试验方法标准》(GB／T50081—2002)和《钢纤维混凝土试验方法标准CECS13：89》进行制作，纤维混3．1玄武岩纤维增强水泥混凝土力学性能试验结果凝土试件的制作采用干拌法，如图1所示。3．1．1抗压强度试验普通混凝土与纤维混凝土28d龄期抗压强度见图2。匪I纤维广拜j—．1水广拜

8、—仟rBd、鹱辗如如如0l图l纤维增强水泥混凝土的制作流程2玄武岩纤维增强水泥混凝土性能试验研究PCPFCBFC-18BFC一302．1性能试验指标组别确定玄武岩纤维增强水泥混凝土材料性能的试验图2水泥混凝土抗压强度试验结果项目包括力学性能试验与耐久性能试验，并选择代表性试验项目。试验结果表明，BFC．18组与PFC组抗压强度较1)力学性能试验Pc组提高不足5％，BFC一30抗压强度下降6．3％，对抗压强度试验、抗折强度试验、落锤式冲击试验、于混凝土这一