聚丙烯纤维混凝土在大面积场坪工程中的应用研究
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摘要
聚丙烯纤维是近年来提高混凝土性能的一项重要措施。聚丙烯纤维是在辅以一定量的添加剂和改性工艺而制成的一种具有极高强度的特种纤维,和混凝土按一定比例混合后,可提高混凝土材料介质的整体性、连续性,从而改善混凝土材料的各项技术性能。
本文通过室内试验,得到了抗折强度≥5.5MPa、抗压强度≥35MPa的聚丙烯纤维水泥混凝土的配合比为C(水泥):S(砂子):G(石子):F(粉煤灰):W(水)=410:735:1005:68:165,聚丙烯纤维掺量为0.9kg/m~3。
在此基础上,进行了聚丙烯纤维长度10mm的掺量分别为0.6kg/m~3,0.9kg/m~3,1.2 kg/m~3,纤维长度20mm的掺量为0.9kg/m~3几种条件下聚丙烯纤维混凝土的抗压强度试验、劈裂强度试验、抗弯拉(抗折)强度试验以及抗剪强度试验。试验表明:在纤维长度一定的情况下,纤维混凝土各个强度指标包括抗压强度、劈裂强度、抗弯拉(抗折)强度以及抗剪强度等随着纤维掺量增加均呈现增长趋势;在纤维掺量一定的情况下,纤维混凝土各个强度指标随着纤维长度增加也呈增加趋势。
同时,在大面积场坪工程中,再次证明聚丙烯纤维混凝土优良的抗拉性能、抗裂度、韧性和承载力,并由此总结出一套可行的施工工艺。
Polypropylene fiber putted in concrete was an important measure for improving the performance of concrete. Polypropylene fiber is a special fiber with high strength accompanied by a certain amount of additives and made by a modification process. After mixing with concrete by a certain proportion, the integrity and continuity of concrete improved greatly, thus it improved the technical performance of concrete materials.
In this study, by the room experiment, the mix composition of concrete than over 5.5MPa bending tensile strength and than over 35MPa compressive strength was achived that the mix proportion was: C (cement): S (sand): G (gravel): F (fly ash): W (water) = 410: 735: 1005: 68: 165 with 0.9kg/m~3 of polypropylene fiber.
Herin, compressive tests, split tests, bending tests and shear tests were carried out when putting 0.6kg/m~3, 0.9kg/m~3, 1.2 kg/m~3 of 10mm long polypropylene fibers into concrete, and 0.9kg/m~3 with 20mm long polypropylene fibers. The results showed that when fiber length fixed, the strengths increased with fiber content increasing. Moreover, when fiber content fixed, the the strengths of fiber reinforced concrete tends to increase with fiber length.
In the same time, polypropylene fiber reinforced concrete was applied in large-area ground leveling project. It once more proved that polypropylene fiber concrete had high tensile properties, crack resistance, resilience, and high bearing capacity.
A feasible construction technology was also summarized in this engineering.
本文通过室内试验,得到了抗折强度≥5.5MPa、抗压强度≥35MPa的聚丙烯纤维水泥混凝土的配合比为C(水泥):S(砂子):G(石子):F(粉煤灰):W(水)=410:735:1005:68:165,聚丙烯纤维掺量为0.9kg/m~3。
在此基础上,进行了聚丙烯纤维长度10mm的掺量分别为0.6kg/m~3,0.9kg/m~3,1.2 kg/m~3,纤维长度20mm的掺量为0.9kg/m~3几种条件下聚丙烯纤维混凝土的抗压强度试验、劈裂强度试验、抗弯拉(抗折)强度试验以及抗剪强度试验。试验表明:在纤维长度一定的情况下,纤维混凝土各个强度指标包括抗压强度、劈裂强度、抗弯拉(抗折)强度以及抗剪强度等随着纤维掺量增加均呈现增长趋势;在纤维掺量一定的情况下,纤维混凝土各个强度指标随着纤维长度增加也呈增加趋势。
同时,在大面积场坪工程中,再次证明聚丙烯纤维混凝土优良的抗拉性能、抗裂度、韧性和承载力,并由此总结出一套可行的施工工艺。
Polypropylene fiber putted in concrete was an important measure for improving the performance of concrete. Polypropylene fiber is a special fiber with high strength accompanied by a certain amount of additives and made by a modification process. After mixing with concrete by a certain proportion, the integrity and continuity of concrete improved greatly, thus it improved the technical performance of concrete materials.
In this study, by the room experiment, the mix composition of concrete than over 5.5MPa bending tensile strength and than over 35MPa compressive strength was achived that the mix proportion was: C (cement): S (sand): G (gravel): F (fly ash): W (water) = 410: 735: 1005: 68: 165 with 0.9kg/m~3 of polypropylene fiber.
Herin, compressive tests, split tests, bending tests and shear tests were carried out when putting 0.6kg/m~3, 0.9kg/m~3, 1.2 kg/m~3 of 10mm long polypropylene fibers into concrete, and 0.9kg/m~3 with 20mm long polypropylene fibers. The results showed that when fiber length fixed, the strengths increased with fiber content increasing. Moreover, when fiber content fixed, the the strengths of fiber reinforced concrete tends to increase with fiber length.
In the same time, polypropylene fiber reinforced concrete was applied in large-area ground leveling project. It once more proved that polypropylene fiber concrete had high tensile properties, crack resistance, resilience, and high bearing capacity.
A feasible construction technology was also summarized in this engineering.
引文
[1]沈荣熹.纤维混凝土[M].中国建筑工业出版社.1995.
[2]赵国藩,彭少民,黄承连.钢纤维混凝土结构[M].中国建筑工业出版社,1999.
[3]符芳.建筑材料[M].南京:东南大学出版社,2001.
[4]高丹盈,刘建秀.钢纤维混凝土基本理论[M].北京:科学技术文献出版社,1994.
[5]高维成.水泥混凝土路面疲劳特性研究[D].长安大学,2000.
[6]马华堂.纤维混凝土的力学性能及其在路面工程中的应用[D].大连理工大学,2002.
[7]何晓达.低掺量钢纤维/聚丙烯纤维高性能混凝土试验研究[D].大连理工大学,2002.
[8]梁峰.高性能路面混凝土配合比设计及路用性能研究[D].长安大学,2002.
[9]黄功学.聚丙烯纤维混凝土-砂浆物理力学性能试验研究[D].郑州大学,2005.
[10]单凤枝.聚丙烯纤维混凝土的力学性能及其在桥面铺装中的应用研究[D].西南交通大学,2005.
[11]熊杰聚.丙烯纤维混凝土的力学性能及其在水渠中的应用[D].武汉理工大学,2006.
[12]冉艳华.聚丙烯纤维混凝土断裂韧性的声发射研究[D].中国石油大学,2006.
[13]陈小芳.聚丙烯纤维混凝土力学性能试验研究及其在锚喷支护中的应用[D].安徽理工大学,2009.
[14]宗荣.聚丙烯纤维混凝土使用性能研究[D].长安大学,2004.
[15]李华明.聚丙烯纤维混凝土性能研究及其在隧道工程中的应用[D].西南交通大学,2005.
[16]吴永祥.聚丙烯纤维混凝土在地铁车站抗裂防渗中的应用研究[D].上海交通大学,2008.
[17]张佚伦.聚丙烯纤维混凝土早期收缩与抗裂性能试验研究[D].浙江大学,2006.
[18]王志钊.聚丙烯纤维混凝土综合性能试验研究[D].浙江大学,2004.
[19]薛媛.矿物掺和料/聚丙烯纤维混凝土抗冲磨特性试验研究[D].西北农林科技大学,2008.
[20]王娇娜.透水性聚丙烯纤维混凝土试验研究[D].河北工程大学,2008.
[21] Shah S. P. and Ouyang C.,Mechanical behavior of fiber-reinforced cement based composites[J], J. Am. Ceramic Soc.,1991(11).
[22] Bingchen and juanyu Liu, Residual strength of hybrid-fiber-reinforced high-strength concrete after exposure to high temperatures, Cement and Concrete Research, 2004(34):1065-1069.
[23] A. M. Alhozaimy, P. Soroushian and F. Mirza, Mechanical properties and the Effects of Pozzolanic Materials, Cement and Concrete Composites, 1996(18):85-92.
[24] R. D Toledo Filho and M. A. Sanjunan, Effect of low modulus sisal and olypropylenefibre on the free and restrained shrinkage of mortars at early age, Cement and Concrete Research, 1999(29):1547-1604.
[25] O. Kayali, M. N. Haque and B. Zhu.,Some characteristics of high strength fiber reinforced ightweight aggregate concrete, Cement and Concrete Composites,2003 (25):207-213.
[26] N. Banthia and N. Nandakumar.Crack growth resistance of hybrid fiber reinforced cement composites[J]. Cement & Concrete Composites, 2003,(25):3-9.
[27] Chunxiang Qian and Piet Stroeven. Fracture properties of concrete reinforced with steel-polypropylene hybrid fibers[J]. Cement & Concrete Composites, 2000,(22):345-351.
[28] Houssam A. and Toutanji. Properties of polypropylene fiber reinforced silica fume expansive-cement concrete[J]. Construction & Building Materials,1999,(13):171-177.
[29]龚益,沈荣熹,李清海.杜拉纤维在土建工程中的应用[M].北京:机械工业出版社,2002.
[30]王彬,李华明.聚丙烯纤维混凝土工作性能分析[J].四川建筑,2008.04.
[31]陈红军,贾宝新,郭永军.聚丙烯纤维混凝土锚喷结构内力有限元分析[J].科学技术与工程,2007,15.
[32]沈荣熹,王璋水,崔玉忠.纤维增强水泥与纤维增强混凝土/混凝土技术丛书[M].北京化学工业出版社.2006.
[33]龚洛书.混凝土实用手册[M].中国建筑工业出版社,1995.
[34]刘有才,吴菊珍,钟来根.浙江中成建工集团有限公司.聚丙烯纤维混凝土超长结构抗裂防渗施工工法(YJGF16-2000)[J].施工技术, 2002, 31(12).
[35]孙家瑛.聚丙烯纤维对高性能混凝土抗折强度、抗冲击性能影响研究[J].山东建材学院学报,2002,10(5):19-21.
[36]戴建国,刘明,黄承选.聚丙烯纤维混凝土和砂浆的塑性收缩试验研究[J].沈阳建筑工程学院学报,2000,7(3):195-198.
[37]华渊,刘荣华,曾艺.纤维增韧高性能混凝土的试验研究[J].混凝土与水泥制品,1998,(3):40-43.
[38]杨锦才,成美凤.改性聚丙烯纤维混疑上的力学性能[J].天津城市建设学院学报,2004,3(1):62-64.
[39]朱江,苏健波,李士恩.聚丙烯纤维混凝土的力学性能研究[J].广西工学院学报,2000,6(2):60-64.
[40]陈迅捷,陈基成,王宏.聚丙烯纤维与钢纤维喷射混凝土弯曲韧性的对比[J].混凝土,2003,11(11):20-23.
[41]姚武,李杰,周钟鸣.聚丙烯纤维对混凝土抗拉强度的影响[J].混凝土,2001,10(10):40-42.
[42]朱海堂,高丹盈,谢丽.钢纤维高强混凝土弯曲韧性的研究[J].硅酸盐学报,2004,5(5):656-660.
[43]黄功学,赵军,高丹盈.聚丙烯纤维对水工混凝土耐久性的影响[J].河南科学,2005,5(3):415-418.
[44]姜景,钱景林.聚丙烯纤维混凝土阻裂机理探讨[J].吉林水利,2004,3(3):20-23.
[45]刘兰强,曹诚.聚丙烯纤维在混凝土中的阻裂效应研究[[J].公路,2000,6(6):39-42.
[46]姜景,钱玉林.聚丙烯纤维混凝土阻裂机理探讨[J].吉林水利,2004,3(3):20-23.
[47]亢景付.水泥混凝土的塑性收缩及聚丙烯纤维阻裂增韧机理探讨[J].混疑土,2003,1(1):10-12.
[48]郭荣泰.混凝土抗冻性、抗渗性及混凝土耐久性研究[J].黑龙江交通科技,2000(增):10-14. .
[49] Mehta P K.混凝土的结构、性能与材料,祝永年,沈威,陈志源译。上海:同济大学出版社,1991.
[50] S . Akihama, T . Swenaga and T . Bznno . J . Composites and ligntweight concrete,1996,8(1):P21.
[51] Y.Wang, Abdul-Hamid.Zureick,Balk-Soo nCho, D.E.Scott.Properties of fiber reinforced concrete using recycled fibres from carpet industrial waste.Journal of Materials Science,1994,(29): 4191-4199.
[52] Youjiang. Wang, H.c.wu, Victor c.Li.Concrete reinforcement with recycled fibers.Journal of materials in civil engineering, 2000,(12):314-319.
[53]石铸明.聚丙烯纤维混凝土的配合比设计及应用[J].公路交通科技,2008,(2):91-93.
[54]中国建筑科学研究院.普通混凝土配合比设计规程[S].(JGJ55-2000).中华人民共和国建设部,2001.
[55]交通部公路科学研究所.公路工程水泥混凝土试验规程[S].中华人民共和国交通部,1994,12.
[56]交通部公路科学研究所.公路工程集料试验规程[S].中华人民共和国交通部,2000,7.
[57]南京水利科学研究院,中国水利水电科学研究院.水工混凝土试验规程(DL/TS 150-2001).北京:中国电力出版社,2002.
[58]交通部公路科学研究所.公路水泥混凝土路面施工技术规范(JTG F30-2003).中华人民共和国交通部.2003.3.
[59]吴历斌,孙振平.高强高性能混凝土中集料对力学性能的影响[J].混凝土,2001,1.
[60]中国建筑科学研究院.普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法(JCJ53-92).中华人民共和国建设部,1993,9.
[61]交通部公路科学研究所.公路水泥混凝土纤维材料聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维(JT-T525-2004).中华人民共和国交通部,2004,7.
[62]中华人民共和国国家标准.普通混凝土力学性能试验方法标准(GB50081-2002).中华人民共和国建设部,2003.6.
[63]哈尔滨建筑工程学院,大连理工大学.钢纤维混凝土试验方法(CECS 13:89).北京:中国计划出版社,1996.
[64]中长期铁路网规划(2008年调整).中华人民共和国建设部,2008.
[2]赵国藩,彭少民,黄承连.钢纤维混凝土结构[M].中国建筑工业出版社,1999.
[3]符芳.建筑材料[M].南京:东南大学出版社,2001.
[4]高丹盈,刘建秀.钢纤维混凝土基本理论[M].北京:科学技术文献出版社,1994.
[5]高维成.水泥混凝土路面疲劳特性研究[D].长安大学,2000.
[6]马华堂.纤维混凝土的力学性能及其在路面工程中的应用[D].大连理工大学,2002.
[7]何晓达.低掺量钢纤维/聚丙烯纤维高性能混凝土试验研究[D].大连理工大学,2002.
[8]梁峰.高性能路面混凝土配合比设计及路用性能研究[D].长安大学,2002.
[9]黄功学.聚丙烯纤维混凝土-砂浆物理力学性能试验研究[D].郑州大学,2005.
[10]单凤枝.聚丙烯纤维混凝土的力学性能及其在桥面铺装中的应用研究[D].西南交通大学,2005.
[11]熊杰聚.丙烯纤维混凝土的力学性能及其在水渠中的应用[D].武汉理工大学,2006.
[12]冉艳华.聚丙烯纤维混凝土断裂韧性的声发射研究[D].中国石油大学,2006.
[13]陈小芳.聚丙烯纤维混凝土力学性能试验研究及其在锚喷支护中的应用[D].安徽理工大学,2009.
[14]宗荣.聚丙烯纤维混凝土使用性能研究[D].长安大学,2004.
[15]李华明.聚丙烯纤维混凝土性能研究及其在隧道工程中的应用[D].西南交通大学,2005.
[16]吴永祥.聚丙烯纤维混凝土在地铁车站抗裂防渗中的应用研究[D].上海交通大学,2008.
[17]张佚伦.聚丙烯纤维混凝土早期收缩与抗裂性能试验研究[D].浙江大学,2006.
[18]王志钊.聚丙烯纤维混凝土综合性能试验研究[D].浙江大学,2004.
[19]薛媛.矿物掺和料/聚丙烯纤维混凝土抗冲磨特性试验研究[D].西北农林科技大学,2008.
[20]王娇娜.透水性聚丙烯纤维混凝土试验研究[D].河北工程大学,2008.
[21] Shah S. P. and Ouyang C.,Mechanical behavior of fiber-reinforced cement based composites[J], J. Am. Ceramic Soc.,1991(11).
[22] Bingchen and juanyu Liu, Residual strength of hybrid-fiber-reinforced high-strength concrete after exposure to high temperatures, Cement and Concrete Research, 2004(34):1065-1069.
[23] A. M. Alhozaimy, P. Soroushian and F. Mirza, Mechanical properties and the Effects of Pozzolanic Materials, Cement and Concrete Composites, 1996(18):85-92.
[24] R. D Toledo Filho and M. A. Sanjunan, Effect of low modulus sisal and olypropylenefibre on the free and restrained shrinkage of mortars at early age, Cement and Concrete Research, 1999(29):1547-1604.
[25] O. Kayali, M. N. Haque and B. Zhu.,Some characteristics of high strength fiber reinforced ightweight aggregate concrete, Cement and Concrete Composites,2003 (25):207-213.
[26] N. Banthia and N. Nandakumar.Crack growth resistance of hybrid fiber reinforced cement composites[J]. Cement & Concrete Composites, 2003,(25):3-9.
[27] Chunxiang Qian and Piet Stroeven. Fracture properties of concrete reinforced with steel-polypropylene hybrid fibers[J]. Cement & Concrete Composites, 2000,(22):345-351.
[28] Houssam A. and Toutanji. Properties of polypropylene fiber reinforced silica fume expansive-cement concrete[J]. Construction & Building Materials,1999,(13):171-177.
[29]龚益,沈荣熹,李清海.杜拉纤维在土建工程中的应用[M].北京:机械工业出版社,2002.
[30]王彬,李华明.聚丙烯纤维混凝土工作性能分析[J].四川建筑,2008.04.
[31]陈红军,贾宝新,郭永军.聚丙烯纤维混凝土锚喷结构内力有限元分析[J].科学技术与工程,2007,15.
[32]沈荣熹,王璋水,崔玉忠.纤维增强水泥与纤维增强混凝土/混凝土技术丛书[M].北京化学工业出版社.2006.
[33]龚洛书.混凝土实用手册[M].中国建筑工业出版社,1995.
[34]刘有才,吴菊珍,钟来根.浙江中成建工集团有限公司.聚丙烯纤维混凝土超长结构抗裂防渗施工工法(YJGF16-2000)[J].施工技术, 2002, 31(12).
[35]孙家瑛.聚丙烯纤维对高性能混凝土抗折强度、抗冲击性能影响研究[J].山东建材学院学报,2002,10(5):19-21.
[36]戴建国,刘明,黄承选.聚丙烯纤维混凝土和砂浆的塑性收缩试验研究[J].沈阳建筑工程学院学报,2000,7(3):195-198.
[37]华渊,刘荣华,曾艺.纤维增韧高性能混凝土的试验研究[J].混凝土与水泥制品,1998,(3):40-43.
[38]杨锦才,成美凤.改性聚丙烯纤维混疑上的力学性能[J].天津城市建设学院学报,2004,3(1):62-64.
[39]朱江,苏健波,李士恩.聚丙烯纤维混凝土的力学性能研究[J].广西工学院学报,2000,6(2):60-64.
[40]陈迅捷,陈基成,王宏.聚丙烯纤维与钢纤维喷射混凝土弯曲韧性的对比[J].混凝土,2003,11(11):20-23.
[41]姚武,李杰,周钟鸣.聚丙烯纤维对混凝土抗拉强度的影响[J].混凝土,2001,10(10):40-42.
[42]朱海堂,高丹盈,谢丽.钢纤维高强混凝土弯曲韧性的研究[J].硅酸盐学报,2004,5(5):656-660.
[43]黄功学,赵军,高丹盈.聚丙烯纤维对水工混凝土耐久性的影响[J].河南科学,2005,5(3):415-418.
[44]姜景,钱景林.聚丙烯纤维混凝土阻裂机理探讨[J].吉林水利,2004,3(3):20-23.
[45]刘兰强,曹诚.聚丙烯纤维在混凝土中的阻裂效应研究[[J].公路,2000,6(6):39-42.
[46]姜景,钱玉林.聚丙烯纤维混凝土阻裂机理探讨[J].吉林水利,2004,3(3):20-23.
[47]亢景付.水泥混凝土的塑性收缩及聚丙烯纤维阻裂增韧机理探讨[J].混疑土,2003,1(1):10-12.
[48]郭荣泰.混凝土抗冻性、抗渗性及混凝土耐久性研究[J].黑龙江交通科技,2000(增):10-14. .
[49] Mehta P K.混凝土的结构、性能与材料,祝永年,沈威,陈志源译。上海:同济大学出版社,1991.
[50] S . Akihama, T . Swenaga and T . Bznno . J . Composites and ligntweight concrete,1996,8(1):P21.
[51] Y.Wang, Abdul-Hamid.Zureick,Balk-Soo nCho, D.E.Scott.Properties of fiber reinforced concrete using recycled fibres from carpet industrial waste.Journal of Materials Science,1994,(29): 4191-4199.
[52] Youjiang. Wang, H.c.wu, Victor c.Li.Concrete reinforcement with recycled fibers.Journal of materials in civil engineering, 2000,(12):314-319.
[53]石铸明.聚丙烯纤维混凝土的配合比设计及应用[J].公路交通科技,2008,(2):91-93.
[54]中国建筑科学研究院.普通混凝土配合比设计规程[S].(JGJ55-2000).中华人民共和国建设部,2001.
[55]交通部公路科学研究所.公路工程水泥混凝土试验规程[S].中华人民共和国交通部,1994,12.
[56]交通部公路科学研究所.公路工程集料试验规程[S].中华人民共和国交通部,2000,7.
[57]南京水利科学研究院,中国水利水电科学研究院.水工混凝土试验规程(DL/TS 150-2001).北京:中国电力出版社,2002.
[58]交通部公路科学研究所.公路水泥混凝土路面施工技术规范(JTG F30-2003).中华人民共和国交通部.2003.3.
[59]吴历斌,孙振平.高强高性能混凝土中集料对力学性能的影响[J].混凝土,2001,1.
[60]中国建筑科学研究院.普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法(JCJ53-92).中华人民共和国建设部,1993,9.
[61]交通部公路科学研究所.公路水泥混凝土纤维材料聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维(JT-T525-2004).中华人民共和国交通部,2004,7.
[62]中华人民共和国国家标准.普通混凝土力学性能试验方法标准(GB50081-2002).中华人民共和国建设部,2003.6.
[63]哈尔滨建筑工程学院,大连理工大学.钢纤维混凝土试验方法(CECS 13:89).北京:中国计划出版社,1996.
[64]中长期铁路网规划(2008年调整).中华人民共和国建设部,2008.
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