PVA纤维混凝土性能试验

PVA纤维混凝土性能试验研究摘要：试验研究了不同掺量pva纤维混凝土的拌和物性能和力学性能。试验成果表明，掺入pva纤维混凝土和易性得到改善，混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、极限拉伸值增大，混凝土弹性模量减小，能够提高混凝土的抗裂能力关键词：pva纤维；混凝土；拌和物性能；力学性能纤维混凝土是一种新型的复合材料，是当代混凝土改性研究的一个重要领域，近年来，以钢纤维、合成纤维、碳纤维及玻璃纤维为代表的纤维，在混凝土中应用得到了迅速的发展，纤维混凝土是继钢筋混凝土、预应力混凝土之后的又一次重大突破。由于纤维和混凝土的共同作用，使混凝土具有一系列优越的性能，因而受到国内外工程界的极大关注和青睐，并广泛应用于各工程领域。pva纤维是一种聚乙烯醇纤维，具有聚丙烯纤维相同的改善混凝土性能的特点，pva纤维还具有抗拉强度与钢纤维相当、初始模量与混凝土接近、在混凝土中分散均匀、与水泥基体的握裹力强的特点。本文主要研究了pva纤维对混凝土拌和物性能和力学性能对混凝土性能的影响，并与不掺pva纤维混凝土进行了对比。1.试验材料(1)水泥：采用四川峨胜普通42.5水泥；(2)掺合料：采用贵州名川ⅱ级粉煤灰；(3)细骨料：采用细度模数为2.76的大理岩人工砂；(4)粗骨料：采用二级配的砂岩人工碎石，其中5-20mm小石占60%，20-40mm中石占40%；(5)减水剂：采用江苏博特新材料有限公司生产的jm-pca聚羧系减水剂；(6)引气剂：采用山西黄河新型化工有限公司生产的hjae-a型混凝土引气剂；(7)pva纤维：采用深圳维克pva纤维。2.纤维对混凝土拌和物的影响选取水灰比0.40，粉煤灰掺量25%，减水剂掺量0.6%，坍落度控制在120mm～180mm，含气量控制在3.0%～5.0%，粗骨料比小石：中石的比例为60：40，0kg/m3、0.9kg/m3、1.2kg/m3、1.5kg/m3四个pva纤维掺量进行试拌。根据坍落度的大小及混凝土拌和物的和易性，确定纤维掺量、用水量及砂率关系，试验成果见表2.1：表2.1纤维掺量与用水量、砂率试验成果表不同纤维掺量的最佳砂率是不一样的，最佳砂率随纤维掺量的增加而增加，随着纤维掺量的增加，混凝土单位用水量也增加。同时在试验中发现，掺入pva纤维混凝土保水性提高，粘聚性好，混凝土的和易性明显增加。3.纤维对混凝土力学性能的影响3.1混凝土力学性能试验成果采用表2.1中的配合比，进行混凝土力学性能试验，混凝土力学性能试验成果见表3.1。表3.1混凝土力学性能试验成果表3.2混凝土的抗压强度由表3.1可知，各掺量pva纤维混凝土与空白混凝土(0掺量)相比,混凝土的抗压强度均有增加。具体为掺入0.9kg/m3、1.2kg/m3、1.5kg/m3pva纤维,7d龄期立方体抗压强度分别增加了3.5%、6.1%、11.8%，28d龄期立方体抗压强度分别增加了2.7%、4.0%、9.3%,90d龄期立方体抗压强度分别增加了1.0%、2.0%、3.3%。随着pva纤维混凝土掺量的增加,立方体抗压强度增大,不同掺量pva纤维混凝土早期抗压强度增加显著,后期抗压强度增加不明显。3.2混凝土的劈裂抗拉强度由表3.1可知，各掺量pva纤维混凝土与空白混凝土(0掺量)相比,混凝土的劈裂抗拉强度均有增加。具体为掺入0.9kg/m3、1.2kg/m3、1.5kg/m3pva纤维,28d龄期劈裂抗拉强度分别增加了11.8%、12.7%、17.7%，90d龄期劈裂抗拉强度分别增加了7.2%、7.8%、9.8%。随着pva纤维混凝土掺量的增加,劈裂抗拉强度增大,不同掺量pva纤维混凝土早期劈裂抗拉强度较后期劈裂抗拉强度增加显著。混凝土早期劈裂抗拉强度的增加，可以提高混凝土早期抗裂能力，减少早期裂缝的产生。3.3混凝土的弹性模量由表3.1可知，各掺量pva纤维混凝土与空白混凝土(0掺量)相比,混凝土的弹性模量均有降低。具体为掺入0.9kg/m3、1.2kg/m3、1.5kg/m3pva纤维,28d龄期弹性模量分别降低了4.5%、7.5%、10.5%，90d龄期弹性模量分别降低了3.9%、5.2%、6.5%。随着pva纤维混凝土掺量的增加,弹性模量降低，混凝土的变形能力提高。3.4混凝土的极限拉伸值由表3.1可知，各掺量pva纤维混凝土与空白混凝土(0掺量)相比,混凝土的极限拉伸值均有增加。具体为掺入0.9kg/m3、1.2kg/m3、1.5kg/m3pva纤维,28d龄期极限拉伸值分别增加了21.7%、26.1%、27.2%，90d龄期极限拉伸值分别增加了17.3%、20.2%、21.2%。随着pva纤维混凝土掺量的增加,极限拉伸值显著增大,不同掺量pva纤维混凝土早期极限拉伸值较后期极限拉伸值增加显著。4.结论对比掺量pva纤维混凝土与空白混凝土(0掺量)的试验结果，可以得到以下结论：1)掺入pva纤维，会增加混凝土砂率和单位用水量，同时混凝土保水性提高，粘聚性好，混凝土的和易性明显增加。2)掺入pva纤维，混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、极限拉伸值提高，混凝土弹性模量降低，随着纤维掺量的增加，混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、极限拉伸值增大，混凝土弹性模量减小，掺入pva纤维，对混凝土的早期影响比后期影响大。3)掺入pva纤维，能够提高混凝土变形性能和抗裂性能，减少混凝土裂缝的产生。参考文献:陈德玉,谭克锋聚丙烯微纤维混凝土的性能研究混凝土与水泥制品,2004,(3)李光伟，杨元慧聚丙烯纤维混凝性能土的试验研究水利水电科技进展，2011年10月注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。