掺加引气剂提高混凝土耐久性的试验研究
魏小娟
【摘 要】混凝土的主要特点是抗压强度高，抗弯拉强度低。而纤维的掺入可提高其抗弯拉强度，进而减少混凝土早期的收缩裂缝，并大大改善混凝土的抗裂性能。本文通过将秸秆纤维，钢纤维，聚丙烯纤维以不同组合方式以相同百分比配合，改变不同的纤维掺入量0.5%，1%，1.5%，拌合混凝土并通过抗压强度，抗折强度测试得出纤维最佳组合配合比，在此配合比作用下性能最优。
【关键词】聚丙烯纤维；秸秆纤维；抗压强度；抗折强度；普通混凝土
0 引言
混凝土具有高强度特点但是韧性差缺点明显。近年来，随着混凝土材料的发展和泵送技术的提高，大量流动性混凝土出现了收缩增大和抗裂性交差的状况。在改性混凝土的研究与应用中，纤维混凝土的地位越来越重要，扮演越来越重要的角色。目前在国内外工程应用中采用最多的有钢纤维、聚丙烯纤维和尼龙纤维秸秆纤维等[1]。通过掺加各种纤维增强材料来改善其性能，并延长其使用年限，如聚丙烯纤维，对提高棉板的整体抗裂性，改善功能有利，在实用性和经济性上都有着重大的意义[2-5]。至今，国内有众多科研院所正在进一步开发研究更多种类的新型纤维增强水泥基复合材料，这些研究成果对实际应用发挥了深远影响，同时对改善建筑材料的耐久性也产生了举足轻重的影响。随着科技发展和人类文明进步，对于混杂纤维增强水泥基复合材料的研究和应用将会取得更大飞跃。
1 原材料性能
1）水泥强度要求：混凝土7d抗压强度不小于配置强度的80%，28d抗压强度大于配置强度，但不超过设计强度的150%。如果试验没有达到要求，则要重做并分析原因。所用材料：采用P.O 42.5级普通硅酸盐水泥，无实测强度。
2）粗骨料：试验所用粗骨料为卵石，最大粒径为40mm，砂子采用中粗河砂，砂石级配良好，用水量使基准混凝土坍落度达（80±10）mm，砂率0.3，采用一级粉煤灰，其掺量为30%，聚丙烯纤维，秸秆纤维，城市自来水。材料的选用要求[6]：对强度等级为C25的混凝土，其粗骨料的最大粒径不应大于31.5mm，对强度等级高于C25的混凝土，其粗骨料的最大粒径不应大于25mm；针片状颗粒含量不宜大于5.0%，含泥量不宜大于0.5%，泥块含量不宜大于0.2%。粗骨料技术指标见表1。
3）细骨料的细度模数应大于2.6，粒径应大于150并小于4.75mm称为骨料。细骨料技术指标见表1。
2 配合比设计
1）配合比设计根据《混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）[7]中的规定，粉煤灰的掺量宜取30%。实验室配合比：以15L混凝土为基准，数据如表2所示。
养护至28d，测得其抗压强度分别为69.8MPa、64.2MPa、69.6MPa，因此选择第二组配合比当作试验配合比。
2）混凝土试件制作。拌和之前，按照设计指标选择所需要的石头并将石头冲洗干净，捡出大块的泥块以及杂物。控制卵石的最大粒径，普通混凝土的最大粒径不得大于40mm；
按照配合比要求称取相应质量的粉煤灰、水泥、聚丙烯纤维、秸秆纤维再搅拌至均匀，15min后之后加入粗、细骨料均匀搅拌，最后加水搅拌。
拌和之后需要进行坍落度的测试，观测是否有离析、泌水等现象出现，纪录现象，然后再将拌合物装入刷好黄油的模具中，并在此过程中不断振捣密实，防止出现蜂窝，麻面等问题，最后再进行编号，24h后进行拆模，自然养护至7d、28d并测试其强度。混凝土中各材料用量見表3。
注：第一个字母为掺加秸秆纤维，第二个字母为聚丙烯纤维，YAH0.0是代表高强素混凝土，YAH0.5为掺加0.5%的聚丙烯、秸秆混合纤维普通混凝土，YAH1.0为掺加1.0%的聚丙烯、秸秆混合纤维普通混凝土，YAH1.5代表掺加1.5%的聚丙烯、秸秆混合纤维普通混凝土。
3）结果分析。通过对试件进行抗折强度和抗压强度试验，得出数据见表4和图1。
从表5和图1数据看出：掺加秸秆纤维和聚丙烯纤维的量对普通混凝抗压强度影响并不大，整体波动不大，C25强度混凝土抗压性比较差；聚丙烯纤维和秸秆纤维对混凝土抗折性能提升比较大；数据里是掺加1%聚丙烯纤维以及秸秆纤维混合料的抗折性最好。
3 结论
将钢纤维、秸秆纤维、聚丙烯纤维通过多种组合方式掺加到普通混凝土中，通过测试其力学性能，得出秸秆纤维以及聚丙烯纤维以先掺法的拌和方式得出的混凝土综合性能最佳；向混凝土中拌入秸秆纤维以及聚丙烯纤维对抗压性影响不大；秸秆纤维以及聚丙烯纤维对混凝土的抗折性能提高很大；秸秆纤维以及聚丙烯纤维在1%～1.5%时抗折性能最佳。
【参考文献】
[1]程庆国，全国第七届纤维水泥于纤维混凝土学术会议论文集[J]中国铁道出版社，2010（7）：55～56
[2]贾哲，姜波，程光旭等，纤维增强水泥基复合材料研究进展[J].混凝土，2007（8）：65～68
[3]沈荣熹，崔琪，李清海.新型纤维增强水泥基复合材料[M].北京：中国建材工业出版社，2004：59～83
[5]邓家才，孙成栋，黄博升.碳纤维混凝土的压缩韧度指数[J].混凝土与水泥制品，2000（4）：37～38.
[6]中华人民共和国行业标准.混凝土外加剂的分类、命名与定义（GB 8075-2005）[M].北京：中国标准出版社，2005.
[7]中华人民共和国行业标准：混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[责任编辑：田吉捷]
